圓錐滾子超精研導輥輥形磨削方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及圓錐滾子超精研導輥輥形磨削方法，屬于滾動軸承制造工藝【技術(shù)領域】。本發(fā)明利用目前使用的導輥磨床，對砂輪半錐角αs和砂輪架垂直擺角ε同時進行計算和選擇，并據(jù)此將砂輪圓周面修整成圓錐形，對砂輪架進行相應調(diào)整，使砂輪軸線與導輥軸線保持正確的空間交錯幾何關系，通過磨床提供的砂輪相對于導輥的螺旋磨削運動，即可磨削具有復雜螺旋形面導輥的精確輥形。本發(fā)明可顯著減小甚至消除目前導輥輥形磨削方法存在的原理性形狀誤差，提高輥形磨削精度，滿足高精度滾子超精研加工的需要；只需在現(xiàn)有的導輥磨床上合理調(diào)整加工參數(shù)即可實現(xiàn)，不增加成本。
【專利說明】圓錐滾子超精研導輥輥形磨削方法
【技術(shù)領域】
[0001]本發(fā)明涉及圓錐滾子超精研導輥輥形磨削方法，屬于滾動軸承制造工藝【技術(shù)領域】。
【背景技術(shù)】
[0002]圓錐滾子是滾動軸承中的關鍵零件，技術(shù)要求很高。精密圓錐滾子錐面通常需要進行超精研加工，加工方式是:滾子在一對平行配置的螺旋導輥支撐和驅(qū)動下，一邊旋轉(zhuǎn)，一邊以某種姿態(tài)從兩導輥之間貫穿通過；一排油石高頻振蕩并浮動地壓在滾子上方，對滾子進行超精研。為使超精研加工中滾子的運動和姿態(tài)保持穩(wěn)定，并減少導輥形面磨損，導輥輥形表面與滾子錐面之間應保持線接觸。由于滾子錐角的存在，超精研加工中滾子軸心線與導輥軸線處于空間交錯狀態(tài)，因此，在與滾子線接觸的條件下，導輥的理論輥形是形狀復雜的螺旋表面。導輥的精確設計輥形就是線接觸條件下與滾子錐面構(gòu)成共軛曲面的理論輥形。導輥與滾子表面都是剛性曲面，很小的導輥輥形形狀偏差就會破壞其與滾子的線接觸狀態(tài)，影響滾子運動和姿態(tài)的穩(wěn)定性，進而影響超精研質(zhì)量，因此，對于高精度滾子的超精研，導輥輥形需要進行精確加工。高端裝備和重大裝備的發(fā)展對高性能軸承有重大需求，高精度圓錐滾子的超精研加工質(zhì)量對保證高性能軸承的制造質(zhì)量十分重要，因此，圓錐滾子超精研導輥輥形的精確磨削具有重要意義。
[0003]導輥精確設計輥形的軸向廓形形狀復雜，但接近一條傾斜的直線，目前通常按照這條近似直線傾斜角度的要求進行磨削加工。目前的磨削方法，只關注這條直線相對于導輥軸線的傾斜角度，即導輥的輥形角δ，而忽略了磨削廓形與精確設計廓形的形狀偏差，存在明顯的原理性形狀誤差，難以滿足高精度滾子超精研對導輥輥形的加工要求。目前的研究從圓錐滾子超精研的角度給出了導輥理論輥形的多種數(shù)學表達式，形式都比較復雜，無法進行解析分析，但尚未見研究者進行數(shù)值分析。關于磨削輥形的理論形狀目前未見研究。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是提供一種圓錐滾子超精研導輥輥形磨削方法，以解決現(xiàn)有導輥輥形磨削方法中存在的原理性形狀誤差導致磨削精度不高的問題。
[0005]本發(fā)明為解決上述技術(shù)問題而提供1.圓錐滾子超精研導輥輥形磨削方法，其特征在于:該磨削方法的步驟如下:
[0006]I)依據(jù)給定的待加工的圓錐滾子幾何參數(shù)、導輥參數(shù)以及導輥和滾子的位置關系參數(shù)，按照導輥精確設計輥形的解析表達式，通過數(shù)值計算求導輥精確設計輥形的數(shù)值表達及特征參數(shù)；
[0007]2)將導輥精確設計輥形方程中滾子幾何參數(shù)替換為砂輪幾何參數(shù)，導輥和滾子的位置關系參數(shù)替換為導輥和砂輪的位置關系參數(shù)，得到導輥的磨削輥形方程；
[0008]3)選取砂輪半錐角Cis和砂輪架垂直擺角ε的初值，根據(jù)導輥的磨削輥形方程，通過數(shù)值計算得到導輥磨削輥形數(shù)值表達及特征參數(shù)，03初值按照與導輥輥形角δ相等選取，ε初值按照與導輥螺旋升角ω相等選?。?br> [0009]4)對比步驟3)中計算出的磨削廓形與步驟I)計算出的精確設計廓形，根據(jù)兩者特征參數(shù)的差異，按照α13和ε對磨削輥形的影響規(guī)律，同時調(diào)整^3和ε的取值，使磨削輥形特征參數(shù)與精確設計輥形在設定的計算精度范圍內(nèi)相同；
[0010]5)根據(jù)調(diào)整后的砂輪半錐角as和砂輪架垂直擺角ε，將砂輪圓周面修整成圓錐形，對砂輪架按照垂直擺角ε進行相應調(diào)整，利用導輥磨床磨削導輥輥形，即得到用于待超精研圓錐滾子的導輥輥形。
[0011]所述步驟I)中圓錐滾子參數(shù)包括半錐角α、有效長度L和大端半徑^ ;導輥參數(shù)包括輥形小端半徑R6和螺旋導程s ;導輥和滾子的位置關系參數(shù)包括滾子上素線傾角β以及滾子大端與導輥的名義接觸角Y。
[0012]所述步驟I)中導輥精確設計輥形數(shù)值表達及其特征參數(shù)的計算過程如下:
[0013]a)按下式計算滾子位置參數(shù)A和H的值:
[0014]
【權(quán)利要求】
1.圓錐滾子超精研導輥輥形磨削方法，其特征在于:該磨削方法的步驟如下: 1)依據(jù)給定的待加工的圓錐滾子幾何參數(shù)、導輥參數(shù)以及導輥和滾子的位置關系參數(shù)，按照導輥精確設計輥形的解析表達式，通過數(shù)值計算求導輥精確設計輥形的數(shù)值表達及特征參數(shù)； 2)將導輥精確設計輥形方程中滾子幾何參數(shù)替換為砂輪幾何參數(shù)，導輥和滾子的位置關系參數(shù)替換為導輥和砂輪的位置關系參數(shù)，得到導輥的磨削輥形方程； 3)選取砂輪半錐角as和砂輪架垂直擺角ε的初值，根據(jù)導輥的磨削輥形方程，通過數(shù)值計算得到導輥磨削輥形數(shù)值表達及特征參數(shù)，α 3初值按照與導輥輥形角δ相等選取，ε初值按照與導輥螺旋升角ω相等選??； 4)對比步驟3)中計算出的磨削廓形與步驟I)計算出的精確設計廓形，根據(jù)兩者特征參數(shù)的差異，按照^13和ε對磨削輥形的影響規(guī)律，同時調(diào)整^3和ε的取值，使磨削輥形特征參數(shù)與精確設計輥形在設定的計算精度范圍內(nèi)相同； 5)根據(jù)調(diào)整后的砂輪半錐角Cis和砂輪架垂直擺角ε，將砂輪圓周面修整成圓錐形，對砂輪架按照垂直擺角ε進行相應調(diào)整，利用導輥磨床磨削導輥輥形，即得到用于待超精研圓錐滾子的導輥輥形。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圓錐滾子超精研導輥輥形磨削方法，其特征在于:所述步驟I)中圓錐滾子參數(shù)包括半錐角α、有效長度L和大端半徑;導輥參數(shù)包括輥形小端半徑Re和螺旋導程s ;導輥和滾子的位置關系參數(shù)包括滾子上素線傾角β以及滾子大端與導輥的名義接觸角Y。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的圓錐滾子超精研導輥輥形磨削方法，其特征在于:所述步驟O中導輥精確設計輥形數(shù)值表達 及其特征參數(shù)的計算過程如下: a)按下式計算滾子位置參數(shù)A和H的值，
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的圓錐滾子超精研導輥輥形磨削方法，其特征在于:所述步驟2)中替換和更改的參數(shù)為:圓錐滾子半錐角α替換為砂輪半錐角as，圓錐滾子有效長度L替換為砂輪的有效長度Ls，圓錐滾子大端半徑替換為砂輪大端半徑res，圓錐滾子上素線傾角β和圓錐滾子參數(shù)半錐角α的和λ替換為砂輪架垂直擺角ε，圓錐滾子大端與導輥的名義接觸角Y替換為0°。
【文檔編號】B24B5/36GK103465124SQ201310181756
【公開日】2013年12月25日 申請日期:2013年5月16日 優(yōu)先權(quán)日:2013年5月16日
【發(fā)明者】高作斌, 馬偉, 鄧效忠 申請人:河南科技大學