초정밀 베어링 가공 방법

초정밀 연삭이란?
초정밀 연삭은 정삭 공정의 미세 연삭을 실현하기 위한 일종의 이송 운동입니다. 초정밀 가공 전 표면은 일반적으로 정밀 선삭 및 연삭입니다.

구체적으로는 양호한 윤활 및 냉각 조건에서 미립자 연마재(Whet)를 사용하여 공작물에 약한 압력을 가하고, 수직 건조 공작물 회전 방향으로, 공작물을 일정 속도로 회전시켜 빠르고 짧은 왕복 진동 운동을 하는 마무리 가공 방법입니다.

초정밀 연삭은 숫돌의 고주파 미세 진동으로 연삭하는 전통적인 가공 공정으로, 공작물의 표면 품질을 개선하는 것을 목표로 합니다. 베어링, 자동차, 유압 및 공압과 같은 많은 산업, 특히 베어링 산업에서 널리 사용됩니다. 현재 베어링의 내부 작업 표면의 주요 최종 가공 공정입니다.

베어링 초정밀 가공이란?

베어링 슈퍼 피니싱(super finishing)은 슈퍼 피니싱이라고도 하며, 마이크로 연삭 공정입니다. 고정밀 베어링의 경우 일반적으로 링 롤링 표면과 롤링 바디의 작업 표면은 초정밀 가공이 필요합니다.
초정밀 가공에는 다양한 가공 장비가 사용되고 가공 원리도 동일하지 않습니다. 기하학적 정확도 요구 사항과 표면 품질 요구 사항을 달성하기 위해서는 장비, 공구, 숫돌, 연삭액, 심지어 연삭 공정에 필요한 부품까지 고려해야 합니다.

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초정밀 가공에서 베어링의 역할은 무엇인가?

롤링 베어링 제조 공정에서 초정밀 베어링 링 가공은 공정의 마지막에 있으며, 원형 편차의 연삭 잔존물을 줄이거나 제거하고, 채널 형상 오차를 수리하고, 표면 거칠기를 미세화하고, 물리적 및 기계적 특성을 개선하고, 표면 베어링의 진동 및 소음을 ​​줄이고, 베어링의 수명을 개선하는 데 중요한 역할을 합니다. 구체적으로는 다음과 같습니다.
1. 잔물결 정도를 효과적으로 줄일 수 있습니다.
초정삭 공정에서 숫돌이 항상 피크에 작용하고 홈과 접촉하지 않도록 하기 위해 숫돌과 공작물 사이의 접촉 호는 공작물 표면 주름의 파장보다 크거나 같습니다. 이렇게 하면 피크의 접촉 압력이 커지고 볼록한 피크가 제거되어 주름이 줄어듭니다.
2. 볼 베어링 레이스웨이의 홈 형상 오차를 개선합니다.
초정밀은 레이스웨이의 홈 형상 오차를 약 30% 효과적으로 개선할 수 있습니다.
3. 초정밀 표면에 압축응력을 발생시킬 수 있습니다.
초정삭 가공 과정에서 주된 냉간 소성 변형이 발생하여 초정삭 가공 후 공작물 표면에 잔류 압축 응력이 형성됩니다.

4. 링 작업 표면의 접촉 면적을 늘릴 수 있습니다.

초정밀 연삭 후 베어링 링 작업 표면의 접촉 지지 면적은 연삭 후 15%- 40%에서 80% – 95%로 증가할 수 있습니다.

베어링 초정밀 가공 공정 분석

베어링 초정밀 가공은 일반적으로 3단계로 나눌 수 있습니다.

1. 절단

숫돌의 표면과 레이스웨이 표면의 거친 볼록한 봉우리가 접촉할 때, 접촉 면적이 작기 때문에 단위 면적에 대한 힘이 크고, 일정한 압력 하에서 숫돌은 먼저 베어링 작업물의 "역 절삭" 효과를 받아 숫돌 표면 연마재의 일부가 떨어져 나가고 깨져서 새로운 날카로운 연마재와 모서리가 노출됩니다. 동시에 베어링 작업물 표면의 볼록한 봉우리는 급속 절삭을 받고 베어링 작업물 표면의 볼록한 봉우리와 연삭 열화 층은 절삭과 역 절삭의 작용으로 제거됩니다. 이 단계를 절삭 단계라고 하며, 대부분의 금속 여유가 제거됩니다.

2. 베어링 반절단 단계

가공이 계속됨에 따라 베어링 작업물의 표면은 점차 평평해집니다.

이때, 숫돌과 공작물 표면의 접촉 면적은 증가하고, 단위 면적당 압력은 감소하며, 절삭 깊이는 감소하고 절삭 능력은 약해진다.

동시에 숫돌 표면의 기공이 막히고 숫돌은 반절삭 상태에 있습니다. 이 단계는 베어링 마무리의 반절삭 단계라고 하며 베어링 작업물 표면의 절단 흔적이 얕아지고 더 어두운 광택이 나타납니다.

3. 베어링 마무리
이 단계는 두 단계로 나눌 수 있습니다. 하나는 연삭 전환 단계입니다. 두 번째는 절삭을 멈춘 후의 연삭 단계입니다.

연삭 전환 단계:

연마 입자가 감소되고, 연마 날이 분쇄되고, 산화 칩이 숫돌의 틈새에 박히기 시작하고, 연마 분말이 숫돌의 기공을 막아서 연마 입자는 약한 절단만 가능하고, 압출과 연마가 수반되어 공작물 표면 거칠기가 빠르게 감소하고, 숫돌의 표면에 검은 산화 칩이 부착됩니다.

절단연삭을 멈추세요:

오일 스톤과 공작물 마찰이 매끄러울 때, 접촉 면적이 크게 증가하고 압력이 감소하고, 연마제가 오일 필름과 공작물 접촉을 관통할 수 없을 때, 지지 표면 오일 필름 압력과 숫돌의 압력이 균형을 이룰 때, 숫돌은 떠 있습니다. 오일 필름이 형성되는 동안, 이때는 절단 효과가 없습니다. 이 단계는 초정삭에만 고유합니다.