濟(jì)南市鴻慷機(jī)電設(shè)備有限公司位于交通便利的泉城濟(jì)南，是全球生產(chǎn)滾動軸承和直線運(yùn)動產(chǎn)品的領(lǐng)導(dǎo)企業(yè)---德國舍弗勒集團(tuán)在山東的授權(quán)代理商。公司專營舍弗勒集團(tuán)旗下兩大品牌INA軸承和FAG軸承，是一家順應(yīng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展需要而誕生的專業(yè)化新型高端軸承公司。多年來一直從事軸承的銷售和售后技術(shù)支持，在機(jī)械行業(yè)技術(shù)方面有著非常豐富的經(jīng)驗，今天濟(jì)南鴻慷機(jī)電進(jìn)口軸承專家為大家介紹一下我國軸承產(chǎn)業(yè)的特征與制造裝備技術(shù)水平。

　　我國軸承行業(yè)經(jīng)過新中國建立60多年、特別是近十幾年來的建設(shè)發(fā)展，經(jīng)歷了“從無到有、從小到大”歷史過程，從2003年開始，已成為規(guī)?？偭糠€(wěn)居世界第三的軸承大國，成績顯著。2013年，我國軸承行業(yè)銷售收入為1 535億元，規(guī)模以上企業(yè)為1 358家。目前，已進(jìn)入“由大到強(qiáng)”的關(guān)鍵轉(zhuǎn)型期。

　　我國軸承行業(yè)“大而不強(qiáng)”，主要表現(xiàn)在以下幾個方面：

　?。?） 產(chǎn)品技術(shù)質(zhì)量水平不高。以近10年來的國家監(jiān)督抽查結(jié)果為例，平均抽樣合格率僅為70%左右，遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于全國工業(yè)品平均抽樣合格率90%以上的水平。

　　（2）企業(yè)市場核心競爭力不足。除中低端軸承主要靠低價優(yōu)勢占據(jù)市場外，在高速鐵路、民用航空、高檔機(jī)床、高級汽車、盾構(gòu)機(jī)、計算機(jī)硬盤驅(qū)動器等領(lǐng)域，由于技不如人，至今沒有實力與國外品牌軸承相抗衡，長期被排除在高端軸承市場之外。

　?。?） 行業(yè)技術(shù)創(chuàng)新能力薄弱。缺乏具有自主知識產(chǎn)權(quán)的核心技術(shù)，在軸承基礎(chǔ)理論和國際標(biāo)準(zhǔn)方面幾無貢獻(xiàn)，在世界軸承工業(yè)技術(shù)領(lǐng)域中尚沒有取得與之相對稱的話語權(quán)。

　　在上述差距中，體現(xiàn)在最基本的產(chǎn)品質(zhì)量方面，可歸結(jié)如下：

　　在精度上，主要存在精度離散性、精度儲備率和精度保持性等問題。

　　在性能上， 以最常規(guī)的動態(tài)性能中的振動與噪聲為例，主要是“異音”和振動（噪聲）水平保持性等問題。

　　在壽命及可靠性上，以最基本的疲勞壽命為例，一般僅為國外著名公司產(chǎn)品的1/2、1/3甚至更短，有些滾子軸承連額定壽命都不到，可靠度普遍偏低。

　　國產(chǎn)軸承存在技術(shù)質(zhì)量水平不高的原因很多，包括設(shè)計、制造、材料、檢測、試驗以及管理等各個方面，但其中制造裝備及加工工藝問題一直是最為關(guān)鍵的環(huán)節(jié)之一。

  軸承工業(yè)的生產(chǎn)特征

　　現(xiàn)代軸承工業(yè)的起源是以1883年德國FAG公司發(fā)明了磨球機(jī)為標(biāo)志。軸承工業(yè)的誕生依附于機(jī)械化，軸承工業(yè)的發(fā)展始終追求自動化，這是由于軸承作為高度“三化（標(biāo)準(zhǔn)化、系列化、通用化）”的產(chǎn)品，必須實現(xiàn)大批量規(guī)?；a(chǎn)所決定的。“機(jī)械化、自動化、規(guī)?；?rdquo;形成了軸承產(chǎn)品最顯著的生產(chǎn)特征。

　　軸承屬于精密機(jī)械產(chǎn)品，其標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的最低精度等級相當(dāng)于手表精度水平。因此，軸承制造若采用普通機(jī)床，則精度達(dá)不到要求；若采用精密機(jī)床，則加工效率太低。

　　也因此，軸承制造就有了“專用機(jī)床”存在的需要。軸承專用機(jī)床以 “兩溝一孔”磨床為典型代表，即主要指用于加工球軸承的外圈溝道、內(nèi)圈溝道和內(nèi)圈內(nèi)孔的三種磨床，簡稱外溝磨床、內(nèi)溝磨床和內(nèi)徑磨床。其他磨床，如用于加工滾子軸承的外圈滾道、內(nèi)圈滾道、內(nèi)圈擋邊等的磨床，都是以“兩溝一孔”磨床為基礎(chǔ)，經(jīng)局部改變而派生出來的磨床。正是有了專用機(jī)床，從而使得軸承制造的技術(shù)門檻大大降低，從第二次世界大戰(zhàn)前只有工業(yè)發(fā)達(dá)國家才能生產(chǎn)，變成一般工業(yè)水平國家也能生產(chǎn)。也正是由于有了專用機(jī)床的不斷升級換代，使得軸承制造對于裝備的依賴度越來越高，沒有先進(jìn)的裝備，現(xiàn)在已難以生產(chǎn)出具有市場競爭力的高精度儲備率的軸承。

　　過去，軸承磨床多以手動機(jī)床發(fā)展到“機(jī)電液”控制的半自動和自動化機(jī)床為主，隨著機(jī)床工業(yè)和軸承工業(yè)的技術(shù)進(jìn)步，目前，數(shù)字控制機(jī)床已在軸承磨床中占據(jù)主體地位。數(shù)控磨床不僅在高精度、高效率方面特別適合于普通軸承的大批量連續(xù)性生產(chǎn)，而且在柔性化方面還非常契合于一些專用軸承的多品種小批量生產(chǎn)。因此，數(shù)控磨床以及數(shù)控車床、數(shù)控超精機(jī)等已成為軸承裝備的“標(biāo)準(zhǔn)配置”和普及方向。

  軸承產(chǎn)品的生產(chǎn)方式

　　過去，機(jī)群式是軸承零件機(jī)械加工的主要生產(chǎn)方式。近些年來，采用自動線的企業(yè)越來越多，主要有車加工自動線、車輾自動線、磨超自動線、磨裝自動線等。有些企業(yè)在磨削工序已全部采用了自動線。以最為主要的磨超自動線為例，據(jù)不完全統(tǒng)計，2004年才300多條，經(jīng)過短短10年的發(fā)展，現(xiàn)在已達(dá)到5 000多條。采用自動線及數(shù)控化程度較高的裝備，可以優(yōu)化工藝參數(shù)，控制加工節(jié)拍，固化工藝紀(jì)律，使得人為因素大大減少，保證產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定達(dá)到規(guī)定要求，而且生產(chǎn)效率也顯著提高。

　　對于以深溝球軸承為代表的球軸承磨超自動線，我國軸承行業(yè)大多采用是由5臺機(jī)床組成的“磨超短線”，即內(nèi)圈3臺（磨內(nèi)溝、磨內(nèi)徑和內(nèi)溝超精各1臺），外圈兩臺（磨外溝、外溝超精各1臺，）。對于圓錐滾子軸承為代表的滾子軸承的磨超短線，則一般由9臺機(jī)床組成，即內(nèi)圈5臺（粗磨內(nèi)滾道、粗磨內(nèi)徑、細(xì)磨滾道、細(xì)磨內(nèi)徑、磨擋邊、滾道及擋邊超精各1臺），外圈4臺（粗磨外滾道、精磨外徑、精磨外滾道、外滾道及外徑超精各1臺）。這種配置盡管比較緊湊和成熟，但由于機(jī)床之間的加工節(jié)拍不盡一致（內(nèi)表面加工效率低于外表面），因此造成部分機(jī)床效能得不到充分發(fā)揮，整條線的產(chǎn)能沒有充分利用，存在浪費(fèi)現(xiàn)象。

　　國外先進(jìn)的磨超生產(chǎn)線通常采用長線或稱復(fù)線的形式，如日本的球軸承磨超自動線由12臺機(jī)床組成，其中內(nèi)圈7臺（磨內(nèi)徑3臺、磨內(nèi)溝兩臺和內(nèi)溝超精兩臺），外圈5臺（磨外溝3、外溝超精兩臺），整條線的生產(chǎn)節(jié)拍匹配協(xié)調(diào)，生產(chǎn)效率大大提高。此外還有9臺、15臺、21臺和25臺機(jī)床等多種組合。

　　我國部分軸承企業(yè)現(xiàn)在也開始嘗試采用復(fù)線形式，生產(chǎn)方式與國際先進(jìn)水平接軌，從自動生產(chǎn)線向自動生產(chǎn)工段、自動生產(chǎn)車間的雛形轉(zhuǎn)變。

　　一些國外著名軸承公司，近期已開始采用“一個流”等更先進(jìn)的機(jī)床配置與生產(chǎn)流程。“一個流”生產(chǎn)，即各工序間只有一個工件在流動，使加工過程始終處于不停滯、不堆積、不超越的流動狀態(tài)，生產(chǎn)節(jié)拍完全同步，各種問題和浪費(fèi)明顯化。相應(yīng)，對裝備的功能要求也趨于單一化或最簡化，以期保證其具備高可靠性和高穩(wěn)定性。

  我國軸承制造裝備的技術(shù)水平

　　我國軸承行業(yè)對制造裝備的技術(shù)進(jìn)步一直充滿熱情。例如，對國產(chǎn)數(shù)控機(jī)床的推廣應(yīng)用，早在1990年代中后期就已形成了一定規(guī)模。

　　2004年前后，有關(guān)方面曾經(jīng)開展過一次覆蓋汽車、航天、航空、船舶、兵器、模具、農(nóng)機(jī)、工程機(jī)械和電站設(shè)備等眾多行業(yè)的調(diào)研，其中唯有軸承行業(yè)采用國產(chǎn)數(shù)控機(jī)床__較多且認(rèn)可度較高，形成了 “國產(chǎn)數(shù)控機(jī)床在軸承行業(yè)一枝獨(dú)秀”的獨(dú)特現(xiàn)象。

　　國產(chǎn)數(shù)控機(jī)床能夠很早就在軸承行業(yè)打開局面，主要原因在于當(dāng)時（1980年代以后）引進(jìn)的國外數(shù)控機(jī)床盡管技術(shù)先進(jìn)、性能優(yōu)異、水平很高，但存在著價格昂貴、維修困難、開放性差、不便于升級換代等嚴(yán)重問題。因此，在企業(yè)的技術(shù)改造中，以數(shù)控軸承磨床為代表的國產(chǎn)數(shù)控軸承機(jī)床開始嶄露頭角，并逐漸形成了主導(dǎo)地位。

　　早期的國產(chǎn)數(shù)控軸承磨床，普遍存在著數(shù)控系統(tǒng)不穩(wěn)定，尤其是機(jī)械傳動部分故障較多，更換工裝夾具及重新調(diào)整定位時操作復(fù)雜，以及電器壽命短、液氣密元件不過關(guān)等問題。隨著不斷改進(jìn)完善，目前在中小型軸承磨床方面，技術(shù)上已趨于成熟且達(dá)到一定水平，不僅國內(nèi)企業(yè)大量采用，而且，許多國際著名軸承公司如SKF、Schaeffler、NSK、NTN和Timken等都已開始采購。

　　國產(chǎn)軸承制造裝備目前存在的問題是：可靠性與穩(wěn)定性波動較大；加工精度的離散度較大；大多集中于中低檔的“同質(zhì)化”水平。

　　因此，在高端軸承領(lǐng)域，軸承企業(yè)首選仍然是進(jìn)口機(jī)床，如在軍工軸承、鐵路軸承和機(jī)床精密軸承等的關(guān)鍵工序仍以采用國外品牌機(jī)床為主。

　　與國外先進(jìn)機(jī)床相比，國產(chǎn)軸承制造裝備中重點(diǎn)需要在以下方面取得改進(jìn)或突破：

　?。?）進(jìn)一步提高磨用電主軸的功率、剛度和精度壽命。

　?。?）頭架、砂輪修整器推廣應(yīng)用液體靜壓主軸。

　?。?）采用高精度、高剛度滾珠絲杠、導(dǎo)軌。

　　（4）廣泛采用在線監(jiān)測和保護(hù)技術(shù)。

　?。?）提高機(jī)床的工序能力指數(shù)，至少應(yīng)達(dá)到Cpk＞1.33，甚至Cpk＞1.67。

　　（6）推廣應(yīng)用磨超復(fù)線和磨裝長線。

　?。?）推廣應(yīng)用外表面磨削線速度80m/s以上、內(nèi)圓磨削線速度60m/s以上高速磨削技術(shù)。

　?。?）研發(fā)穩(wěn)定批量生產(chǎn)P4，特別是P2公差等級軸承的高精度數(shù)控機(jī)床。

  結(jié)語

　　軸承作為精密機(jī)械產(chǎn)品， 要保證其高精度等基本技術(shù)特性，在影響產(chǎn)品質(zhì)量“人、機(jī)、料、法、環(huán)”的5個要素中，“機(jī)”是最重要的。各國際著名軸承公司，無不高度重視制造裝備的不斷升級換代，很多核心專用設(shè)備均以自主研制和集成為主，單機(jī)自動化、數(shù)控化和自動生產(chǎn)線、無人化車間程度非常高，充分體現(xiàn)了現(xiàn)代軸承工業(yè)制造技術(shù)的發(fā)展方向。

　　我國要想實現(xiàn)軸承強(qiáng)國的目標(biāo)，必須首先在制造裝備技術(shù)上取得顯著突破，包括在數(shù)控機(jī)床、自動生產(chǎn)線上不斷改進(jìn)提高，也包括在更高起點(diǎn)上進(jìn)行切入，如直線電動機(jī)、工業(yè)機(jī)器人以及柔性化、智能化等技術(shù)的應(yīng)用等，只要遵循世界軸承工業(yè)發(fā)展規(guī)律，并充分利用中國經(jīng)濟(jì)發(fā)展的各種紅利因素，我國軸承工業(yè)就一定會繼續(xù)取得更大的發(fā)展。

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——責(zé)任編輯：濟(jì)南鴻慷機(jī)電設(shè)備公司01銷售顧問

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