濟南市鴻慷機電設備有限公司位于交通便利的泉城濟南，是全球生產(chǎn)滾動(dòng)軸承和直線(xiàn)運動(dòng)產(chǎn)品的領(lǐng)導企業(yè)---德國舍弗勒集團在山東的授權代理商。公司專(zhuān)營(yíng)舍弗勒集團旗下兩大品牌INA軸承和FAG軸承，是一家順應經(jīng)濟發(fā)展需要而誕生的專(zhuān)業(yè)化新型高端軸承公司。多年來(lái)一直從事軸承的銷(xiāo)售和售后技術(shù)支持，在機械行業(yè)技術(shù)方面有著(zhù)非常豐富的經(jīng)驗，今天濟南鴻慷機電進(jìn)口軸承專(zhuān)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(guò)新中國建立60多年、特別是近十幾年來(lái)的建設發(fā)展，經(jīng)歷了“從無(wú)到有、從小到大”歷史過(guò)程，從2003年開(kāi)始，已成為規模總量穩居世界第三的軸承大國，成績(jì)顯著(zhù)。2013年，我國軸承行業(yè)銷(xiāo)售收入為1 535億元，規模以上企業(yè)為1 358家。目前，已進(jìn)入“由大到強”的關(guān)鍵轉型期。

　　我國軸承行業(yè)“大而不強”，主要表現在以下幾個(gè)方面：

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

　　（2）企業(yè)市場(chǎng)核心競爭力不足。除中低端軸承主要靠低價(jià)優(yōu)勢占據市場(chǎng)外，在高速鐵路、民用航空、高檔機床、高級汽車(chē)、盾構機、計算機硬盤(pán)驅動(dòng)器等領(lǐng)域，由于技不如人，至今沒(méi)有實(shí)力與國外品牌軸承相抗衡，長(cháng)期被排除在高端軸承市場(chǎng)之外。

　　（3） 行業(yè)技術(shù)創(chuàng )新能力薄弱。缺乏具有自主知識產(chǎn)權的核心技術(shù)，在軸承基礎理論和國際標準方面幾無(wú)貢獻，在世界軸承工業(yè)技術(shù)領(lǐng)域中尚沒(méi)有取得與之相對稱(chēng)的話(huà)語(yǔ)權。

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

　　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(wèn)題。

　　在性能上， 以最常規的動(dòng)態(tài)性能中的振動(dòng)與噪聲為例，主要是“異音”和振動(dòng)（噪聲）水平保持性等問(wèn)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(zhù)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，包括設計、制造、材料、檢測、試驗以及管理等各個(gè)方面，但其中制造裝備及加工工藝問(wèn)題一直是最為關(guān)鍵的環(huán)節之一。

  軸承工業(yè)的生產(chǎn)特征

　　現代軸承工業(yè)的起源是以1883年德國FAG公司發(fā)明了磨球機為標志。軸承工業(yè)的誕生依附于機械化，軸承工業(yè)的發(fā)展始終追求自動(dòng)化，這是由于軸承作為高度“三化（標準化、系列化、通用化）”的產(chǎn)品，必須實(shí)現大批量規模化生產(chǎn)所決定的。“機械化、自動(dòng)化、規模化”形成了軸承產(chǎn)品最顯著(zhù)的生產(chǎn)特征。

　　軸承屬于精密機械產(chǎn)品，其標準規定的最低精度等級相當于手表精度水平。因此，軸承制造若采用普通機床，則精度達不到要求；若采用精密機床，則加工效率太低。

　　也因此，軸承制造就有了“專(zhuān)用機床”存在的需要。軸承專(zhuān)用機床以 “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、內圈溝道和內圈內孔的三種磨床，簡(jiǎn)稱(chēng)外溝磨床、內溝磨床和內徑磨床。其他磨床，如用于加工滾子軸承的外圈滾道、內圈滾道、內圈擋邊等的磨床，都是以“兩溝一孔”磨床為基礎，經(jīng)局部改變而派生出來(lái)的磨床。正是有了專(zhuān)用機床，從而使得軸承制造的技術(shù)門(mén)檻大大降低，從第二次世界大戰前只有工業(yè)發(fā)達國家才能生產(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(zhuān)用機床的不斷升級換代，使得軸承制造對于裝備的依賴(lài)度越來(lái)越高，沒(méi)有先進(jìn)的裝備，現在已難以生產(chǎn)出具有市場(chǎng)競爭力的高精度儲備率的軸承。

　　過(guò)去，軸承磨床多以手動(dòng)機床發(fā)展到“機電液”控制的半自動(dòng)和自動(dòng)化機床為主，隨著(zhù)機床工業(yè)和軸承工業(yè)的技術(shù)進(jìn)步，目前，數字控制機床已在軸承磨床中占據主體地位。數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性生產(chǎn)，而且在柔性化方面還非常契合于一些專(zhuān)用軸承的多品種小批量生產(chǎn)。因此，數控磨床以及數控車(chē)床、數控超精機等已成為軸承裝備的“標準配置”和普及方向。

  軸承產(chǎn)品的生產(chǎn)方式

　　過(guò)去，機群式是軸承零件機械加工的主要生產(chǎn)方式。近些年來(lái)，采用自動(dòng)線(xiàn)的企業(yè)越來(lái)越多，主要有車(chē)加工自動(dòng)線(xiàn)、車(chē)輾自動(dòng)線(xiàn)、磨超自動(dòng)線(xiàn)、磨裝自動(dòng)線(xiàn)等。有些企業(yè)在磨削工序已全部采用了自動(dòng)線(xiàn)。以最為主要的磨超自動(dòng)線(xiàn)為例，據不完全統計，2004年才300多條，經(jīng)過(guò)短短10年的發(fā)展，現在已達到5 000多條。采用自動(dòng)線(xiàn)及數控化程度較高的裝備，可以?xún)?yōu)化工藝參數，控制加工節拍，固化工藝紀律，使得人為因素大大減少，保證產(chǎn)品質(zhì)量穩定達到規定要求，而且生產(chǎn)效率也顯著(zhù)提高。

　　對于以深溝球軸承為代表的球軸承磨超自動(dòng)線(xiàn)，我國軸承行業(yè)大多采用是由5臺機床組成的“磨超短線(xiàn)”，即內圈3臺（磨內溝、磨內徑和內溝超精各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(xiàn)，則一般由9臺機床組成，即內圈5臺（粗磨內滾道、粗磨內徑、細磨滾道、細磨內徑、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，但由于機床之間的加工節拍不盡一致（內表面加工效率低于外表面），因此造成部分機床效能得不到充分發(fā)揮，整條線(xiàn)的產(chǎn)能沒(méi)有充分利用，存在浪費現象。

　　國外先進(jìn)的磨超生產(chǎn)線(xiàn)通常采用長(cháng)線(xiàn)或稱(chēng)復線(xiàn)的形式，如日本的球軸承磨超自動(dòng)線(xiàn)由12臺機床組成，其中內圈7臺（磨內徑3臺、磨內溝兩臺和內溝超精兩臺），外圈5臺（磨外溝3、外溝超精兩臺），整條線(xiàn)的生產(chǎn)節拍匹配協(xié)調，生產(chǎn)效率大大提高。此外還有9臺、15臺、21臺和25臺機床等多種組合。

　　我國部分軸承企業(yè)現在也開(kāi)始嘗試采用復線(xiàn)形式，生產(chǎn)方式與國際先進(jìn)水平接軌，從自動(dòng)生產(chǎn)線(xiàn)向自動(dòng)生產(chǎn)工段、自動(dòng)生產(chǎn)車(chē)間的雛形轉變。

　　一些國外著(zhù)名軸承公司，近期已開(kāi)始采用“一個(gè)流”等更先進(jìn)的機床配置與生產(chǎn)流程。“一個(gè)流”生產(chǎn)，即各工序間只有一個(gè)工件在流動(dòng)，使加工過(guò)程始終處于不停滯、不堆積、不超越的流動(dòng)狀態(tài)，生產(chǎn)節拍完全同步，各種問(wèn)題和浪費明顯化。相應，對裝備的功能要求也趨于單一化或最簡(jiǎn)化，以期保證其具備高可靠性和高穩定性。

  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(mǎn)熱情。例如，對國產(chǎn)數控機床的推廣應用，早在1990年代中后期就已形成了一定規模。

　　2004年前后，有關(guān)方面曾經(jīng)開(kāi)展過(guò)一次覆蓋汽車(chē)、航天、航空、船舶、兵器、模具、農機、工程機械和電站設備等眾多行業(yè)的調研，其中唯有軸承行業(yè)采用國產(chǎn)數控機床__較多且認可度較高，形成了 “國產(chǎn)數控機床在軸承行業(yè)一枝獨秀”的獨特現象。

　　國產(chǎn)數控機床能夠很早就在軸承行業(yè)打開(kāi)局面，主要原因在于當時(shí)（1980年代以后）引進(jìn)的國外數控機床盡管技術(shù)先進(jìn)、性能優(yōu)異、水平很高，但存在著(zhù)價(jià)格昂貴、維修困難、開(kāi)放性差、不便于升級換代等嚴重問(wèn)題。因此，在企業(yè)的技術(shù)改造中，以數控軸承磨床為代表的國產(chǎn)數控軸承機床開(kāi)始嶄露頭角，并逐漸形成了主導地位。

　　早期的國產(chǎn)數控軸承磨床，普遍存在著(zhù)數控系統不穩定，尤其是機械傳動(dòng)部分故障較多，更換工裝夾具及重新調整定位時(shí)操作復雜，以及電器壽命短、液氣密元件不過(guò)關(guān)等問(wèn)題。隨著(zhù)不斷改進(jìn)完善，目前在中小型軸承磨床方面，技術(shù)上已趨于成熟且達到一定水平，不僅國內企業(yè)大量采用，而且，許多國際著(zhù)名軸承公司如SKF、Schaeffler、NSK、NTN和Timken等都已開(kāi)始采購。

　　國產(chǎn)軸承制造裝備目前存在的問(wèn)題是：可靠性與穩定性波動(dòng)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)口機床，如在軍工軸承、鐵路軸承和機床精密軸承等的關(guān)鍵工序仍以采用國外品牌機床為主。

　　與國外先進(jìn)機床相比，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：

　　（1）進(jìn)一步提高磨用電主軸的功率、剛度和精度壽命。

　　（2）頭架、砂輪修整器推廣應用液體靜壓主軸。

　　（3）采用高精度、高剛度滾珠絲杠、導軌。

　　（4）廣泛采用在線(xiàn)監測和保護技術(shù)。

　　（5）提高機床的工序能力指數，至少應達到Cpk＞1.33，甚至Cpk＞1.67。

　　（6）推廣應用磨超復線(xiàn)和磨裝長(cháng)線(xiàn)。

　　（7）推廣應用外表面磨削線(xiàn)速度80m/s以上、內圓磨削線(xiàn)速度60m/s以上高速磨削技術(shù)。

　　（8）研發(fā)穩定批量生產(chǎn)P4，特別是P2公差等級軸承的高精度數控機床。

  結語(yǔ)

　　軸承作為精密機械產(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、料、法、環(huán)”的5個(gè)要素中，“機”是最重要的。各國際著(zhù)名軸承公司，無(wú)不高度重視制造裝備的不斷升級換代，很多核心專(zhuān)用設備均以自主研制和集成為主，單機自動(dòng)化、數控化和自動(dòng)生產(chǎn)線(xiàn)、無(wú)人化車(chē)間程度非常高，充分體現了現代軸承工業(yè)制造技術(shù)的發(fā)展方向。

　　我國要想實(shí)現軸承強國的目標，必須首先在制造裝備技術(shù)上取得顯著(zhù)突破，包括在數控機床、自動(dòng)生產(chǎn)線(xiàn)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(xiàn)電動(dòng)機、工業(yè)機器人以及柔性化、智能化等技術(shù)的應用等，只要遵循世界軸承工業(yè)發(fā)展規律，并充分利用中國經(jīng)濟發(fā)展的各種紅利因素，我國軸承工業(yè)就一定會(huì )繼續取得更大的發(fā)展。

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