ベアリングの超精密仕上げ加工とはどのようなものですか？
超精密仕上げ加工は、ベアリング業界だけでなく、エンジンやその他の精密機械・計測機器にも利用され始めている。
ベアリングの超精密度とは何ですか？
ベアリングの超仕上げ加工は、送り動作によって微細な研削を実現する平滑化方法です。
超仕上げ加工前の表面は、一般的に精密旋削と研削が施されています。具体的には、良好な潤滑と冷却条件下で、微細な研磨工具（油砥石）を用いてワークピースにわずかな圧力を加え、垂直方向の乾式回転方向に一定速度で回転するワークピースに対して、高速かつ短距離の往復振動運動を行う平滑化加工方法を指します。
ベアリングの超精密仕上げの役割は何ですか？
転がり軸受の製造工程において、超仕上げ加工は軸受リング加工の最終工程であり、研削加工によって生じた円形偏差を低減または除去し、溝の形状誤差を修復し、表面粗さを微細化し、表面の物理的および機械的特性を向上させ、軸受の振動と騒音を低減し、軸受の性能を向上させる上で重要な役割を果たします。
それは以下の3つの側面で具体化できる。
1. 波状を効果的に低減できます。超仕上げ加工の工程では、オイルストーンが常に波の頂点に作用し、谷に接触しないようにするため、ワークピースに接触するオイルストーンの弧長がワークピース表面の波状波長以上になるようにします。これにより、頂点の接触圧力が大きくなり、凸状のピークが除去され、波状が低減されます。
2. ボールベアリング軌道面の溝誤差を改善する。超精密仕上げにより、軌道面の約30%の溝誤差を効果的に改善できる。
3. 超精密研削の表面に圧縮応力を発生させる。超精密仕上げ加工の過程では、主に冷間塑性変形が発生するため、超精密仕上げ加工後には、加工物の表面に残留圧縮応力が形成される。
4. フェルールの作業面の接触面積を増やすことができます。超仕上げ加工後、フェルールの作業面の接触支持面積は、研削後の15%～40%から80%～95%に増加します。
ベアリングの超精密仕上げ加工：
1. ベアリングの切削
砥石の表面が粗い軌道面の凸状の突起に接触すると、接触面積が小さく単位面積あたりの力が大きいため、一定の圧力下で、砥石はまず軸受ワークピースの「逆切削」作用を受け、砥石表面の研磨粒子の一部が脱落・破砕し、新たな鋭利な研磨粒子と切削刃が現れます。同時に、軸受ワークピースの表面突起が急速に切削され、軸受ワークピース表面の突起部と研削劣化層が切削と逆切削によって除去されます。この段階を切削段階と呼び、この段階で金属代の大部分が除去されます。
2. ベアリングの半切削
加工が進むにつれて、ベアリングワークピースの表面は徐々に滑らかになります。このとき、砥石とワークピース表面との接触面積が増加し、単位面積あたりの圧力が低下し、切削深さが減少し、切削能力が低下します。同時に、砥石表面の細孔が詰まり、砥石は半切削状態になります。この段階はベアリング仕上げの半切削段階と呼ばれ、ベアリングワークピース表面の切削痕は薄くなり、光沢が強くなります。
3. 最終段階
この段階は2つのステップに分けられます。1つは研削移行段階、もう1つは切削停止後の研削段階です。
研削移行段階：
研磨粒子は自己研磨され、研磨粒子のエッジは滑らかになり、チップ酸化物が油砥石の空隙に埋め込まれ始め、研磨粉が油砥石の細孔を塞ぐため、研磨粒子は弱くしか切削できず、押し出しと研削を伴い、ワークピースの表面粗さが急速に減少し、油砥石の表面には黒いチップ酸化物が付着します。
切削研削工程を停止する：
オイルストーンとワークピース間の摩擦は非常に滑らかになり、接触面積が大幅に増加し、圧力が低下します。研磨粒子は油膜を貫通してワークピースに接触できるようになり、ベアリング面の油膜圧力とオイルストーン圧力が平衡状態になると、オイルストーンは浮上します。油膜の形成中は切削効果はありません。この段階は超仕上げ加工特有のものです。
投稿日時：2024年8月23日
