我國精密軸承研製是怎麼成功的

1. 洛陽LYC軸承

[編輯本段]洛陽LYC軸承有限公司
洛陽LYC軸承有限公司前身是國家「一五」期間156個重點建設項目——洛陽軸承廠，是中國軸承行業規模 最大的綜合性軸承製造企業之一。
作為專業軸承製造廠家，LYC經過50多年的發展，擁有國家級技術中心，可根據用戶需求設計製造九大類 型、各種精度等級達1萬多個軸承品種及軸承相關專用設備，其產品廣泛應用於礦山冶金、鐵路車輛、汽車摩托車、工程機械、石油 機械、機床電機、醫療器械、國防軍工、航空航天等領域，是目前我國加工直徑最大、精密程度最高軸承的誕生地，也是國內軸承產 品尺寸最廣、用途覆蓋面最寬、品種最齊全的生產基地，並保持了多項中國軸承行業記錄。特別是LYC成功地為「神舟」系列和「嫦 娥」飛船提供配套軸承,彰顯了強大的技術研發實力。
2007年「LYC」品牌被國家商務部評為「中國最具市場競爭力軸承品牌」。
目前，LYC公司已在國內30多個城市設有銷售代表處，在中國香港、美國舊金山、巴西聖保羅、義大利羅 馬等地建有完善的銷售服務網路，產品出口70多個國家和地區。
「十一五」期間，LYC公司將緊緊抓住國家振興裝備製造業、實現中部崛起和省市提出的打造「洛陽軸承 產業基地」等戰略機遇，加大自主創新力度，積極發展「三高」產品，通過產品結構調整、優化資源配置、強化內部管理等手段，緊 跟主機發展方向，重點突出發展重大裝備、軍工、鐵路、汽車、風電軸承等核心業務板塊，努力為國民經濟建設再立新功。
LYC公司擁有國家級技術中心，可根據用戶需求設計製造九大類型、各種精度等級的1萬多個軸承品種，具有較為完善的產品研發、檢測控制和技術創新體系，並擁有多項自主知識產權，是我國規模最大的綜合性軸承製造企業之一，是我國目前最大、最精軸承誕生地，也是國內軸承產品尺寸最廣、用途覆蓋面最寬、品種最齊全的生產基地，並保持著多項中國軸承行業記錄，特別是成功地為載人航天飛船提供了配套軸承。通過洛軸50年的發展和積累，LYC產品和技術在國內軸承行業處於領先地位，有近百種產品獲國家質量金獎、銀獎及省部優產品稱號。公司整體通過了ISO9000：2000質量管理體系認證，其中汽車軸承生產線還在國內首家通過了QS9000、VDA6.1和ISO/TS16949認證。LYC產品廣泛應用於礦山冶金、鐵路車輛、汽車、摩托車、工程機械、石油機械、機床電機、醫療器械、國防軍工、航空航天、港機電力等領域。目前，LYC公司已在國內30多個城市設有銷售代表處，形成了完整的銷售體系。
秉承洛軸的科研技術、工藝裝備、市場銷售優勢，藉助永煤集團雄厚的資金和先進的管理理念， LYC公司將實現生產准時化、管理科學化、運營規范化。力爭用3—5年實現一流產品、一流技術、一流裝備和一流管理的發展目標，躋身國際先進軸承製造企業行列，使LYC品牌成為世界名牌。
LYC的產品品種齊全，可生產九大類型、各種精度等級的軸承，年生產軸承6000多個型號，累計掌握品種10000餘種。其中，鐵路軸承、汽車摩托車軸承、電機軸承、特種精密軸承、礦山冶金軸承在行業中均占優勢地位，軍工軸承、軋機軸承、轎車輪轂軸承，准高速鐵路軸承等產品質量水平，已達到目前國際先進水平。
精密機床主軸軸承
開發了各種精度等級、不同結構形式的精密主軸軸承，主要有NN3000K和NNV4900K型雙列圓柱滾子軸承；3000、3000R和35000、35000R型單列、雙列圓錐滾子軸承；B7000C高速電機主軸軸承及雙聯、多聯組合的角接觸軸承。其中精密坐標鏜床主軸用B3-706、B3-707單列圓錐滾子軸承獲國家金質獎，填補了國內空白，達到國外同類產品的水平；精密數控車床主軸用三聯角接觸球軸承C946122JY獲原機械部科技進步二等獎。
鐵路軸承
生產的普通速度鐵路客車軸承被評為國家級優等品，開發生產的准高速鐵路客車軸承，其性能全部達到了鐵道部的要求，軸承的摩擦溫升性能與NSK軸承相當。研製的准高速鐵路客車軸承時速可達200公里以上，壽命可達350-400萬公里，80萬公里壽命可靠度達99%以上，達到目前國際同類先進產品的水平，被國家經貿委確認為「國家級重點新產品」，被河南省評定為「高新技術產品」。
是鐵路貨車定點生產廠家，生產的350626SC（原197726）軸承，獲河南省最高獎「金象獎」。
汽車摩托車軸承
致力於汽車軸承的系列化開發與研製。成功地開發轎車輪轂和變速箱軸承、汽車傳動軸和轉向器軸承、摩托車發動機軸承。生產有LM11749/11、L45449/10、LM11949/10、KLM300849/11、LM60349/10等轎車輪轂和變速箱軸承；3-013、66/22E-Z、66/19E、16003E汽車傳動軸和轉向器軸承；6001E/P6Z2、6006E/P6Z2、63/28/P5Z2C3、6301E-RS、6200E-Z、6204EP6Z1、6204E/P63Z2等摩托車軸承，為上海大眾、一汽大眾、天津夏利、濟南輕騎、海南新大洲等主機廠配套，並出口歐美和東南亞等地區。並獲得了上海大眾、一汽大眾等重點用戶A級供應商的資格。
冶金礦山軸承
五十多年來，共開發軋機專用軸承400餘種，其中為武鋼、上海寶山鋼鐵公司引進的具有世界先進水平的1700軋機配套的軸承，達到了西德、日本同類產品的水平；為攀鋼研製的、用於光整機支承輥的四列圓錐滾子軸承，體現了目前國際軋機軸承的發展趨勢，並出口創匯。
石化水電軸承
為原二機部研製的四號機配套軸承9E32216Q獲原一、二機部聯合獎；為ZGM-95磨煤機配套的32672軸承填補了國內空白；成功地為龍羊峽、三峽、小浪底水利樞紐工程閘門配套，其中，小浪底配套軸承採用非常規設計，在工藝上採取特殊處理，經外國承包商試驗認定達到SKF水平。
轉盤軸承
可加工生產直徑在10-6000毫米的各類軸承產品，特別是各種精度等級的無齒式、內齒式和外齒式的四點接觸球軸承、雙排角接觸推力球軸承、三排圓柱滾子組合軸承、交叉圓柱滾子軸承等多種規格型號的轉盤軸承。廣泛應用於港口、冶金、礦山、食品、煤炭、水泥、風力發電、工程機械等領域。目前，國內使用的尺寸最大、重量最重、精度最高的特大型轉盤軸承均系生產，有數十種產品先後獲得國家、部省級科技獎勵。

2. 我國目前仍未掌握的核心裝備是什麼

雖然只是機械上的一個部件，高端軸承卻是一個國家尖端科學技術的證明。從兩眼一抹黑到世界工業強國，中國人突破了無數的難關，高端軸承是我們面對的又一座大山，可是在千千萬萬技術人員和工人們的努力下，國產高端軸承一定會在不遠的未來驚艷世界。

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5. 我國軸承製造技術的現狀及其發展趨勢

1.滾動軸承套圈製造技術
1.1 鍛造加工
軸承生產中，套圈毛坯質量的好壞，生產率的高低，都將對軸承產品的質量、性能、壽命以及企業的經濟效益產生重要影響。毛坯留量的大小（包括毛坯的成型方式）決定軸承材料利用率，而毛坯尺寸分散度和幾何形狀精度差則是造成廢品率高、不能自動化生產的主要原因。套圈毛坯有鍛件、冷擠壓、溫擠壓、棒料和管料等，鍛件約占毛坯總數的85%左右，套圈毛坯鍛造的勞動量約占軸承加工總勞動量的10%-15%。目前中小型套圈用鍛件來加工的比重有加大趨勢。
目前，國內套圈鍛造以熱鍛為主，以壓力機鍛造-輾擴成型生產線為主。鍛造加熱採用煤、油和電加熱。加熱火耗損失為1%-3%，表面脫碳層深度為0.3-0.4mm，材料利用率為40%-50%。20世紀八十年代，有些軸承企業在小型軸承套圈上推廣了冷擠壓工藝，對外徑80-130mm的套圈採用溫擠壓工藝，外徑小於80mm的套圈採用冷輾工藝（目前行業上以擴大到150mm一下），材料利用率達到60%以上。
我國相繼引進了16條高速鐓段機生產線，推動了軸承行業鍛造水平的技術進步，加快了毛坯專業化生產過程。高速鐓鍛工藝目前已成為國際上軸承套圈鍛造的主要工藝，其採用感應加熱至始鍛溫度，在高速頓鍛機上完成切料、鐓餅、成形和分離等工序，使用於大批量生產。高速鐓鍛工藝生產效率高，鍛件尺寸精度高，表面質量好，能降低留量，提高材料利用率。
綜上所述，我國軸承鍛造毛坯發展方向應為：進行專業化經濟規模生產，便於採用國際先進技術，如高速鐓鍛工藝、精密冷輾擴工藝、控制氣氛等球化退火工藝等，採用先進工藝可以將目前軸承行業40%的材料利用率提高至54%-60%，經濟效益可觀。
1.2 車削加工
車削加工是金屬切削加工的重要組成部分之一，在機械製造業中應用最為廣泛，佔有十分突出的地位。目前，我國中、小型軸承套圈大多採用多刀半自動、全自動車床對鍛件進行車削加工。加工方式有機群分散工序和集中工序。
在國外，目前套圈車削加工採用的有集中工序，也有分散工序法。集中工序法多用於結構形狀復雜的零件，採用數控車床一次裝夾定位，機床配備有刀具庫，加工中，各工序通過精確地程序設計完成，產品精度受人為因素影響較小。分散工序法多用於大批量單品種的加工，採用自動化連線的方式加工。廣泛使用的刀具是硬質合金塗層機夾刀片，其切削速度達到140-250m/min，生產效率明顯高於國內。採用了先進的毛坯加工技術，因此國外毛坯留量小，尺寸分散度小，車削加工一般為單循環完成，有效地縮短了加工周期。
因此，發展能實現強力切削、剛性好的套圈車削專用車床，發展加工質量好、效率高的微機控制和自動控制車床，以及適合大批量單品種生產的自動化車削生產線，是車加工的發展方向。此外，發展硬質合金機夾可轉位刀具、表面塗層刀具、金屬陶瓷刀具等高效刀具，以及實現自動更換刀片、自帶斷屑裝置等刀具監控系統，也是車加工研究的一個方向。
1.3 磨削、超精加工
軸承生產中，磨削加工勞動量約占總勞動量的60%，所用磨床數量也佔全部金屬切削機床數量的60%左右。磨削加工成本占整個軸承生產成本的15%以上，因此，磨削加工是軸承生產的關鍵工序。
目前國內軸承行業的一般磨削、超精工藝過稱為：
外圈：平面磨削- 外徑磨削-溝（滾）道磨削-溝（滾）道超精
內圈：平面磨削-內外徑磨削-內徑磨削-溝（滾）道磨削-溝（滾）道超精
在實際生產中，視產品精度要求在以上過程中增加附加回火工序，或對各表面進行二、三次循環加工。磨削過程多採用單機加工，較好的企業建有自動化生產線。改革開放以來，我國軸承行業有了較快發展，特別是磨超生產工藝有了較大改進，如溝道切入磨代替了擺頭磨，雙端面磨、寬無心外圓磨削、溝（滾）道超精工藝及支溝磨溝工藝已普遍應用，告訴磨削也開始應用。但是相對國外軸承磨超加工，我們還存在較大差距，在國外先進的軸承製造企業，端面、外徑磨削採用CNC數控自動送料，在線自動測量、自動補償，磨削速度達45m/s。溝道、內徑磨削已全部採用CNC數控機床，生產過程實現全線自動化，全部工序由計算機集中控制，所有工藝參數和生產節拍嚴格按照圖紙設計控制，砂輪線速度達到60m/s。SKF磨加工工序的內溝磨削速度已達到120m/s。特別是使用性能優良的CBN砂輪，使生產效率明顯提高。
軸承套圈磨削的發展趨勢，集中體現在以下幾個方面：
（1） 對軸承磨床，進一步實現單機自動化，確保實現高速磨削、自動測量，使其能直接進入自動線並可靠工作。
（2） 磨加工生產要有步驟、有組織地發展自動化生產線。目前，世界主要軸承公司磨加工自動化程度很高，大批量產品均採用自動線組織生產，而採用自動化生產線，投資少、見效快，易於穩定生產。
（3） 發展相關技術。如各種新型傢具、高速砂輪、超精油石、冷卻液及潤滑油、數控元器件等，不斷提高工藝裝備的自動化水平。
（4） 發展檢測儀器。檢測水平在一定程度上反映了行業水平，在軸承行業應發展高效、精密適合於自動線使用的主動測量和線外專項自動檢測儀器。
（5） 開展復合磨削研究工作。復合磨削具有合並加工工序減少裝夾次數、提高加工精度的優點，因此，國外不少磨床都具有合並加工工序的功能，為趕上國際水平，必須開展這方面研製工作。2.滾動軸承滾動體製造技術
2.1 鋼球加工
鋼球在球軸承中是承受載荷並與軸承的動態性能直接相關的零件。鋼球的加工工藝應首先滿足其成品標准要求，還應使鋼球成品在在軸承元件中具有盡可能高的壽命、低的雜訊、小的摩擦力和高的可靠性。鋼球的加工工藝相對成熟。目前國內鋼球製造工藝的原理和方法差異不大，工藝流程大體都是：原材料檢查-鋼球毛坯製造（冷、熱鐓，冷熱軋制）-光球-熱處理-硬磨-強化處理-初研-精研-清洗-檢查-塗油包裝。歸於毛坯製造過程，一般直徑在1英寸（25.4mm）以下的鋼球採用冷鐓工藝，直徑在1英寸以上2英寸以下的採用熱鐓或熱軋，直徑在2英寸以上的採用車削或熱鍛。
工藝過程中，較明顯的變化時採用光球工藝取代銼削、軟磨工藝，雖然目前鋼球的製造工藝過程與國外先進企業相似或相近，先進工藝也在逐步應用，但是整個行業發展很不均衡，特別是成形工序在生產效率、成型誤差、產品總留量上都與先進水平有著較大差距，熱處理和精研工序也有一定的差距。
鋼球加工工藝的發展趨勢主要集中在軋制工藝、樹脂砂輪磨削工藝、鋼球表面強化處理、熱處理自動線加工和新型水劑研磨液的應用。1英寸以上鋼球可採用軋制工藝。採用軋制工藝鋼球尺寸精度高（一般可達0.05-0.09um）且無環帶，材料利用率高（比冷鐓可提高20%），生產效率高（能達到熱鐓的5倍），具有較高的強度和良好的尺寸穩定性，軋制球坯具有金屬流線分布均勻，壽命長等眾多優點，但軋輥設計製造比較復雜，軋輥材料成本較高。樹脂砂輪磨研工藝，以磨代研對鋼球進行終加工，能較穩定地提高鋼球精度及表面質量，改善鋼球的動態性能，特別是對降低振動值起到關鍵作用，同時對軸承合套異常聲也有明顯改善。用此技術加工鋼球磨削均勻，克服了用鑄鐵盤研磨添加研磨劑不均勻而影響鋼球質量的人為因素，同時樹脂專用磨削液污染小，加工後的鋼球表面易於清洗，且生產效率有較大的提高，大大降低了成本。
2.2 滾子加工
理論上，滾子與滾道的接觸是線接觸，所以滾子承受的載荷較大，實際使用和試驗均表明滾子是滾子軸承中最薄弱的零件，滾子的製造質量對軸承的工作性能（如旋轉精度、振動、雜訊和靈活性等）均有很大影響，是影響軸承使用壽命的主要因素。
我國滾子生產在滾子設計、工裝設計、工藝編制和檢測規程等各方面受傳統模式的束縛，在設計思想和設計理念上存在差距，缺乏創新求變的意識，缺乏細致的研究和系統的綜合分析。設備、工裝、原材料、管理水平、工序質量控制能力受傳統習慣的制約，導致滾子生產工藝路線長、加工留量大、加工遍數多、上下料次數多。生產設備陳舊、工裝工具多年沒有改進，生產工藝落後，原材料浪費，生產成本增加，工藝合理性差，滾子、滾針裝備與工藝水平是軸承行業內較落後的。直徑Φ24mm以下的圓柱滾子、圓錐滾子和調心滾子的毛坯成形基本上採用Z31-25、Z31-13冷鐓機，採用盤料或直條料的開式切料，一次成形的形位公差和尺寸散差大，綜合材料利用率低。後工序加工（硬磨）國內普遍使用M1080、XF004一般滾子專用磨床，就圓錐滾子而言，其產品加工精度一般達到JB/T10235規定的Ⅲ級精度質量水平。
國外先進的加工方法多為成行工序使用高速雙擊冷鐓機成形，封閉切料，成形公差小，留量小，綜合材料利用率高。例如直徑小於32mm的滾子成形誤差≤ 0.1mm，生產效率60-200次/min，Φ32mm以上時，採用車削成形加工。後工序加工（硬磨）採用高速高精度全自動磨床，產品質量水平在圓度誤差、批直徑變動量、圓錐角變動量的精度上與國內相比均提高1倍，表面粗糙度水平提高4倍以上，圓錐滾子綜合精度穩定達到JB/T10235的Ⅰ級精度水平，SKF滾子已達到規定的0級水平。
對於圓柱滾子外徑磨削，國產設備基本達到產品要求，但端面終磨和精研設備精度難於滿足加工Ⅰ級滾子的要求，特別是端面跳動和表面粗糙度的要求距世界先進企業仍有較大差距。
按軸承行業「十五」規劃目標，經新一輪的技術改造後，要求精密滾子到達Ⅰ級，穩定批量達到Ⅱ級，實現滾子設備標准化、工藝標准化、以及工裝標准化。專業滾子生產覆蓋率達50%，凸度化率達70%，外徑超精普及化率達50%，球基面無磁磨削普及化率60%，圓錐滾子Ⅱ級精度以上達到60%，圓柱滾子Ⅱ級精度以上達到75%.當前國滾子生產還不能完全達到這個要求，為了提高滾子質量，應盡快組織專業化結構調整，發展一批具有一定規模的專業化滾子生產骨幹企業。推廣新技術、新工藝、新裝備、新的管理方法，完善和推廣滾子聯線加工工藝、對數曲線工藝、弧端面工藝、光飾工藝、噴丸加工工藝、可控氣氛熱處理工藝、表面強化工藝等，進一步擴大新型模具材料、磨削液、滾子清洗、退磁、乾燥、塗油聯線設備，滾子表面光飾機，滾子表面強化機及滾子高效噴丸處理機床的開發。