與人們印象中的嘈雜磨削環(huán)境不同，在清華大學(xué)天津高端裝備研究院洛陽先進(jìn)制造產(chǎn)業(yè)研發(fā)基地(簡稱清洛基地)精密軸承研究所的中試車間內(nèi)，機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)安靜平穩(wěn)，時(shí)不時(shí)濺出幾朵火花，一枚枚呈圓柱或圓錐形狀的金屬件被逐一制造出來。金屬件的學(xué)名叫滾子，在工業(yè)領(lǐng)域中占有重要地位。
“這些是我們依靠自主研發(fā)技術(shù)制造的‘升級版’滾子，通過它們，就能打造出高性能、高可靠性、高技術(shù)含量，滿足高端設(shè)備或武器裝備等極端工況與特殊環(huán)境要求的高端軸承。”清洛基地精密軸承研究所所長張洛平言語中透著自豪。
滾子是軸承的核心元件，它的制造質(zhì)量對軸承工作性能有很大的影響，是影響軸承使用壽命的主要因素。而高端軸承對滾子精度的要求更為嚴(yán)格，以高端滾動(dòng)軸承為例，該款軸承必須使用精度為Ⅰ級甚至0級的精密滾子?？稍趯?shí)際生產(chǎn)中，限于技術(shù)水平，再加上加工精密滾子的研磨設(shè)備(超精研機(jī))價(jià)格昂貴，產(chǎn)品一致性差，批量生產(chǎn)成品率較低，大大制約我國高端軸承產(chǎn)業(yè)發(fā)展。
清洛基地精密軸承研究所自主研發(fā)的基于ELID磨削技術(shù)(電火花修型技術(shù))的高精度滾子生產(chǎn)設(shè)備解決了以上難題。該設(shè)備在業(yè)內(nèi)首創(chuàng)將ELID磨削技術(shù)應(yīng)用到軸承滾子的加工中，將傳統(tǒng)精密磨削、研磨、拋光工藝合為一體，通過配套的數(shù)控機(jī)床，實(shí)現(xiàn)滾子復(fù)合鏡面磨削加工，從而開辟出超精密加工的新途徑。
與傳統(tǒng)加工手段相比，鏡面磨削相當(dāng)于拿了一面鏡子能夠“照出”滾子的模樣，實(shí)行邊對照邊磨削，再加上用電火花保持修型過程中化學(xué)反應(yīng)的動(dòng)態(tài)平衡，從而大大提升磨削精度。最關(guān)鍵的是，通過控制系統(tǒng)的柔性調(diào)節(jié)，同一臺設(shè)備可以適應(yīng)不同尺寸的滾子，擴(kuò)大了該項(xiàng)技術(shù)的適用范圍。
已經(jīng)投用的ELID磨削裝備生產(chǎn)線可以在15秒內(nèi)將一粒Ⅲ級滾子加工成Ⅰ級或者0級，產(chǎn)品的成品率達(dá)到90%，完全滿足高端軸承的性能要求。這一技術(shù)還可以應(yīng)用到高鐵軸承、風(fēng)電軸承、電梯軸承的加工制備中，提升我國高端軸承行業(yè)的競爭力。
目前，該研究所針對直徑50毫米以上大滾子的磨削裝備生產(chǎn)線已經(jīng)相對成熟，開始小批量生產(chǎn)，產(chǎn)品通過檢測設(shè)備檢測，并得到新強(qiáng)聯(lián)、博盈等軸承企業(yè)的高度認(rèn)可，其針對小尺寸滾子的生產(chǎn)線正在調(diào)試中。下一步，清洛基地精密軸承研究所還計(jì)劃發(fā)揮基地協(xié)同創(chuàng)新優(yōu)勢，聯(lián)合基地其他研究部門共同打造生產(chǎn)精密軸承滾子智能示范線，加速助力我國高端軸承產(chǎn)業(yè)發(fā)展實(shí)現(xiàn)突破。
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