作為整個工業(yè)基礎的機械制造業(yè)，正在朝著高精度、高效率、智能化和柔性化的方向發(fā)展。磨削、超精研加工（簡稱“磨超加工”）往往是機械產(chǎn)品的終極加工環(huán)節(jié)，其品質(zhì)直接影響到產(chǎn)品的質(zhì)量和性能。機械工業(yè)基礎件的軸承生產(chǎn)中，套圈的磨超加工決定了軸承精度，而滾動表面的磨超加工則是影響軸承壽命及減振降噪的關鍵環(huán)節(jié)，因此，套圈的磨超加工歷來都被視為軸承制造技術領域的關鍵技術和核心技術。
回顧國內(nèi)外軸承工業(yè)的發(fā)展，60年代就已形成從雙端面磨削、無心外圓磨削、滾道切入無心磨削到滾道超精研加工的穩(wěn)定套圈磨超加工工藝流程和方法，截至今日，工藝流程未曾出現(xiàn)根本性的變化，但是軸承制造技術的發(fā)展卻在發(fā)生日新月異的變化：60年代，誕生了成系列的切入無心磨床和超精研機床，零件加工精度達到3～5um，單件加工時間13～18s（中小型尺寸）；70年代，大量新技術被采用：60m/s高速磨削、控制力磨削技術、以集成電路為特征的電子控制技術、數(shù)字控制技術，零件加工精度提升到1～3um，加工時間縮短到10～12s。80年代以來，在穩(wěn)定質(zhì)量的前提下，追求設備的高精、高效，高穩(wěn)定性以及制造系統(tǒng)的數(shù)控化、柔性化和工廠自動化。
1.軸承套圈的磨削加工
軸承生產(chǎn)中，磨削加工勞動量約占總勞動量的60％，磨床數(shù)量占全部金屬切削機床的60％左右，磨削加工的成本占整個軸承成本的15％以上。對于高精度軸承，磨削加工的比例更大些。磨削加工是整個加工過程中最復雜的環(huán)節(jié)，也是對其了解最不充分的一個環(huán)節(jié)。對套圈所要求的性能指標多、精度高，其加工成形機理復雜，影響加工精度的因素多，加工參數(shù)在線檢測困難。因此，對于軸承生產(chǎn)中關鍵工序之一的磨削加工，如何采用新工藝，新技術，高精度、高效率、低成本地完成磨削過程，便是磨削加工的主要任務。上海日發(fā)作為軸承裝備工業(yè)發(fā)展的后起之秀，在新技術、新工藝的引進和實踐方面進行了積極的探索，站在先人的肩頭，消化吸收國內(nèi)外最新磨超技術，走在了行業(yè)發(fā)展的前列，開拓了一條獨特的發(fā)展之路，逐步在行業(yè)中樹立了高精、高效的日發(fā)形象。
(1)高速磨削技術
高速磨削能實現(xiàn)現(xiàn)代制造技術追求的兩大目標：提高產(chǎn)品質(zhì)量和勞動效率。實踐證明：磨削速度由35m/s提高到50～60m/s時，生產(chǎn)效率一般可提高30～60％，砂輪耐用度提高約0.7～1倍，工件表面粗糙度參數(shù)值降低約50％。國內(nèi)高速磨削技術起步較晚，磨削速度達到45m/s以上一般就稱為高速磨削。而國外高速磨削發(fā)展迅速，應用廣泛，采用高磨削比高耐用度的超硬磨料，如CBN砂輪，磨削速度已達80～120m/s，甚至更高。如：德國Mikrosa、日本KOYO公司的無心磨床，日本TOYO公司的軸承內(nèi)圓磨床等，外表面磨削砂輪線速度達120m/s，內(nèi)表面磨削線速度達60～80m/s。增大砂輪驅動（傳動）系統(tǒng)的功率和提高機床的剛性，是實現(xiàn)高速磨削的一項重要措施，而其中高速主軸單元是高速磨床最為關鍵的部件。在高速磨削中，砂輪除應具有足夠的強度外，還需要保證具有良好的磨削性能，才能獲得高速磨削效果。另外，冷卻裝置也是實現(xiàn)高速磨削不可或缺的裝置之一。
(2)CBN砂輪磨削技術
立方氮化硼磨料簡稱CBN磨料，由其制造的砂輪稱為CBN砂輪，具有如下一些特征：⑴硬度高，導熱率高，熱穩(wěn)定性好，可承受1300～1500℃高溫。⑵耐用性高，磨耗小，磨削比可達4000～10000（磨削比是指磨削過程去除工件材料量與砂輪磨損量的比值）而普通剛玉砂輪僅為50～80。⑶磨削力小，磨削熱小，加工工件應力小，表層應力薄或沒有。⑷輔助時間（修整砂輪、更換砂輪）大大減少。
在國外，CBN砂輪磨削技術的應用，被稱為“生產(chǎn)加工技術的一場大革命”，1982年以來，CBN砂輪在日本已大批應用，并且高速增長。而對我國軸承行業(yè)來說，利用CBN進行套圈磨削加工還是一種新的加工技術，起步較晚，要廣泛應用，還需要研究解決CBN砂輪的制造技術、修整技術、專用軸承磨床和磨削冷卻液等一系列技術問題，上海日發(fā)在這方面進行了積極探索，并初步取得了一定成果。
(3)外表面磨削砂輪自動平衡技術
對于外表面磨削，由于砂輪較大并且為非勻質(zhì)組織體，砂輪系統(tǒng)重心總是偏離主軸中心，高速旋轉時引起砂輪系統(tǒng)及其整個機床的振動，影響機床的使用壽命和加工精度，工件表面產(chǎn)生磨削振紋，波紋度增大。砂輪主軸上安裝機械的或其他方式的自動平衡裝置，開機后系統(tǒng)自動地快速逼近最佳平衡狀態(tài)。該項技術的突破推動了磨削技術的發(fā)展，同時能夠極大限度地延長砂輪、修整用金剛石及主軸軸承壽命，減小機床振動，長期保持機床的原有精度。
(4)快速消除內(nèi)表面磨削空程的技術
在所有軸承磨加工設備中，內(nèi)表面磨床的水平具有象征的意義，這主要是磨削孔徑限制了砂輪尺寸及相應的系統(tǒng)機構集合參數(shù)，從根本上限制了工藝系統(tǒng)的剛性，而其加工精度要求較高。這樣就要求我們在對內(nèi)表面磨削的工藝過程進行深入研究時候，除最大限度地發(fā)揮機床與砂輪的切削能力外，還要減小輔助磨削時間，這也是提高磨削效率的關鍵，因為磨削空程占整個磨削時間的10％左右。
目前，國內(nèi)外應用較為廣泛的快速消除磨削空程的技術有以下幾種：控制力磨削技術，恒功率磨削技術，利用主動測量儀技術和測量電主軸電流技術。
(5)CNC數(shù)控技術及交流伺服技術
交流伺服電機與PLC可編程序控制器的定位模塊，伺服放大器相連即可構成伺服系統(tǒng)，伺服電機本身帶有光學旋轉編碼器，將其輸出的信號反饋到伺服放大器即可構成半閉環(huán)控制系統(tǒng)。在高轉速（3000rpm）及低速運轉都能保證定位精度，使用伺服系統(tǒng)可以完成快跳、快趨、修整補償、粗精磨削，使機床進給機構大大簡化，性能可靠性大大提高。
(6)交流變頻調(diào)速技術
在磨削中砂輪的線速度隨著砂輪的消耗逐漸降低，其開始與終末的線速度之比約為3:2。目前，在砂輪磨削領域已采用高線速度磨削，為了提高磨削效率、保證磨削質(zhì)量一致性，采用可編程控制器計算功能在每次修整砂輪后計算出砂輪半徑，進而計算出保持砂輪恒線速度的變頻器輸入頻率，并傳送給交流變頻器，從而保證砂輪線速度不變。
2.軸承套圈的超精研加工
超精研加工方法是從30年代中期開始發(fā)展起來的，其創(chuàng)立就是針對軸承滾動表面加工的，它是一種精密的、經(jīng)濟的加工工藝，隨著機械加工零件精密度及表面質(zhì)量要求的不斷提高，超精研加工得到愈來愈廣泛的應用。
超精研加工，簡稱“超精加工”，一般是指在良好的潤滑條件下，被加工工件按一定的速度旋轉，油石按一定的壓力彈性地壓工件加工表面上，并在垂直于工件旋轉方向按一定規(guī)律作往復振蕩運動的一種能夠自動完結的光整加工方法。具有有效的減小圓形偏差（主要是波紋度）、改善滾道母線的直線性或加工成所需要的凸度形狀、去除磨削變質(zhì)層，降低表面粗糙度值、增加表面殘余壓應力、在加工表面形成紋理均勻細膩的、較理想的交叉紋路等工藝優(yōu)點，可提高軸承的旋轉精度，減低軸承的振動和噪聲、提高軸承的承載能力、提高軸承的潤滑效果，減小磨損、減小軸承工作時的發(fā)熱。為此，超精加工工藝在軸承制造的光整加工（拋光、砂布帶研磨、超精磨和超精研）中占據(jù)重要地位。
超精加工工藝技術
超精加工工藝上將整個超精研過程分為粗超和精超二個階段。粗超階段中油石磨料比較鋒利，油石壓力較高，工件轉速較低，擺頭頻率較高，因而切削能力強，是去除工件加工量的主要階段。精超階段中油石磨料相對鈍化，油石壓力較低，工件轉速較高，擺頭頻率較低，因而切削能力減弱，對工件表面的拋光作用加強，大大降低表面粗糙度值。其中，一序二段法，一序二步法，油石自動補償技術，油石自動供給技術，粗、精超油石自動變換技術和高頻小振蕩加低頻大往復技術等都能在日發(fā)設備上一一得到體現(xiàn)。
目前滾道超精研機常用的工件定位方式有端面滾輪機械壓緊式無心夾緊，液壓定心端面滾輪機械壓緊式夾緊，雙滾輪驅動端面壓緊式無心夾緊等幾種。
潤滑冷卻技術
超精加工對潤滑冷卻液的過濾精度有嚴格的要求，要保證適當?shù)恼扯�，防銹功能，揮發(fā)性小，重復使用，同時超精潤滑液還起到了沖洗冷卻，潤滑，形成吸附油膜的功用。
上海日發(fā)在軸承套圈磨超加工新技術的研究和應用上，雖然已經(jīng)取得了一些成果，但是，要真正將這些新技術消化和吸收，還有很長的路要走，這一切還需要日發(fā)人的不懈努力和孜孜追求。
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