圓錐滾子無心磨床恒中心高磨削方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于磨削方法，特別是指圓錐滾子無心磨床恒中心高磨削方法。是由導(dǎo)輪帶動(dòng)設(shè)于砂輪、導(dǎo)輪、導(dǎo)板之間的待加工滾子旋轉(zhuǎn)，并由砂輪對(duì)待加工滾子進(jìn)行磨削加工；在磨削過程中待加工滾子的中心與砂輪中心位于同一水平線。本發(fā)明解決了現(xiàn)有技術(shù)存在的加工誤差大、操作繁瑣、工作效率低等問題，具有滾子中心和砂輪中心連線與導(dǎo)輪中心和砂輪中心連線的夾角變化不到以往磨削方法的1/3，操作簡(jiǎn)單，工作效率高等優(yōu)點(diǎn)。
【專利說明】圓錐滾子無心磨床恒中心高磨削方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于磨削方法，特別是指圓錐滾子無心磨床恒中心高磨削方法。

【背景技術(shù)】
[0002]目前，無論是采用通過式或切入式加工方法，所有滾子的磨削均采用無心外圓磨床進(jìn)行加工，這種加工方式主要由砂輪、導(dǎo)輪、導(dǎo)板(拖板)三方面對(duì)所加工滾子定位，滾子置于砂輪和導(dǎo)輪之間的導(dǎo)板之上，并由導(dǎo)輪帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)。滾子的前進(jìn)動(dòng)力是導(dǎo)輪的擋邊帶動(dòng)或?qū)л唭A斜一定的角度來驅(qū)動(dòng)滾子向前運(yùn)動(dòng)。砂輪、導(dǎo)輪、導(dǎo)板(拖板)三方面的位置調(diào)整到位后，所磨削的滾子圓度會(huì)越來越好
[0003]上述磨削方法存在的較大問題是隨著磨削過程的實(shí)現(xiàn)，砂輪由于修整和自身的脫落，直徑會(huì)逐漸縮小，而導(dǎo)輪和導(dǎo)板由于所使用材料和磨削工藝的原因，尺寸幾乎不發(fā)生變化，從而導(dǎo)致滾子磨削角度(砂輪中心與導(dǎo)輪中心連線和砂輪中心與滾子中心連線所形成的角度)發(fā)生較大的變化，進(jìn)而所磨削滾子的圓度會(huì)出現(xiàn)較大誤差，如果是圓錐滾子，其圓錐角也會(huì)發(fā)生較大的變化，導(dǎo)致是所加工的滾子達(dá)不到相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)，造成工業(yè)生產(chǎn)中批量不合格產(chǎn)品的產(chǎn)生。
[0004]在正常的滾子加工時(shí)，為了避免出現(xiàn)這種批量不合格的狀況，砂輪磨損到一定的程度(一般直徑消耗30_)，操作人員需要停機(jī)對(duì)導(dǎo)板的位置進(jìn)行調(diào)整，也就是說需要對(duì)磨削滾子的中心位置(或稱中心高)進(jìn)行調(diào)整，而調(diào)整滾子中心位置最有效的辦法是調(diào)整導(dǎo)板的位置，即導(dǎo)板向上或向下。調(diào)整導(dǎo)板最理想的位置是將滾子的磨削角度調(diào)整到原始磨削角度，但在實(shí)際加工時(shí)，調(diào)整的位置接近原位置即可，主要是以磨削滾子的質(zhì)量而定，只要所加工滾子的圓度及圓錐角在要求的范圍之內(nèi)即可。因此根據(jù)所加工滾子的要求，滾子的磨削角有一個(gè)可調(diào)整的較小的范圍。由于上述操作造成了磨削加工過程中操作繁瑣、工作效率低、零部件調(diào)整難度大等技術(shù)問題。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于提供一種加工過程中待加工滾子的中心高不需要調(diào)整、操作過程簡(jiǎn)單的圓錐滾子無心磨床恒中心高磨削方法。
[0006]根據(jù)普通無心磨床所存在的問題，本發(fā)明重點(diǎn)解決的問題就是針對(duì)無心磨削時(shí)由于待加工滾子中心在磨削過程中的變化而帶來的磨削角變化。磨削角的變化是由滾子的中心位置(中心高)變化而引起的，因此，解決中心高變化的問題就變?yōu)榻鉀Q此問題的關(guān)鍵。
[0007]本發(fā)明的整體技術(shù)構(gòu)思是:
[0008]圓錐滾子無心磨床恒中心高磨削方法，是由導(dǎo)輪帶動(dòng)設(shè)于砂輪、導(dǎo)輪、導(dǎo)板之間的待加工滾子旋轉(zhuǎn)，并由砂輪對(duì)待加工滾子進(jìn)行磨削加工；在磨削過程中待加工滾子的中心與砂輪中心位于同一水平線。
[0009]在加工過程中，滾子的中心位置(中心高)不發(fā)生變化，或變化量很微小，所加工的滾子的圓度的變化量以及角度等影響滾子精度指標(biāo)的變化量也就很小。
[0010]本發(fā)明的具體技術(shù)構(gòu)思還有:
[0011]優(yōu)選的實(shí)施方式是，通過調(diào)整導(dǎo)輪，使待加工滾子的中心與砂輪中心位于同一水平線。
[0012]經(jīng)過 申請(qǐng)人:對(duì)本發(fā)明中的方法進(jìn)行反復(fù)試驗(yàn)，對(duì)同一種滾子而言，砂輪從安裝至使用到最小極限尺寸，滾子中心高的變化量所引起的滾子加工精度的變化，完全在滾子所要求的范圍之內(nèi)。而在加工過程中，導(dǎo)板的位置不需要進(jìn)行任何調(diào)整。這種方法對(duì)于滾子加工的操作者來說，操作過程變得極為簡(jiǎn)單，所加工的滾子的精度(圓度、圓錐角等指標(biāo))完全符合要求。
[0013] 申請(qǐng)人:將本發(fā)明中的加工方法稱為滾子的恒中心高磨削法，即在加工過程中滾子的中心高不需要進(jìn)行調(diào)整，而加工的滾子精度符合要求。
[0014]本發(fā)明的數(shù)學(xué)模型如下:
[0015]公式推導(dǎo)論證:
[0016]參數(shù)說明:
[0017]H:滾子中心距導(dǎo)輪中心的高度；
[0018]r:滾子半徑；
[0019]G:導(dǎo)輪半徑；
[0020]R:砂輪半徑；
[0021]η:滾子中心到導(dǎo)輪中心距離；
[0022]A、B:分別是兩種磨削方法中，滾子中心和砂輪中心連線與導(dǎo)輪中心和砂輪中心連線的夾角；
[0023]假設(shè):導(dǎo)板(鋼制高硬度)、導(dǎo)輪(鋼制高硬度)磨損忽略不計(jì)、工件磨量忽略不計(jì)，H、r、G、η均為常量、R為變量(由大變小)，均為正數(shù)。
[0024]根據(jù)無心磨削理論H = (0.15-0.25)r，以及現(xiàn)有規(guī)格的無心磨床各項(xiàng)參數(shù)，如:XF004、3MZ6025等，各常量值得范圍如下表:
[0025]

r12.5-60 I α , β Il-1O0
H1-24 R250-190
?152-208~G150
[0026]以往磨削方法:1 (HU
[0027]sinJ = —.A = arcsin—
Jf+r ’M4r-
[0028]本發(fā)明中磨削方法:
HH
[0029]tan B = - ； B = arcian-


J?+r+H
[0030]其中η:=、!(β + r)2 — H2
[0031]公式推導(dǎo): dA_I___-H-H— I
[0032]dff— Γ~, H (R+r)2~ /(I+r)2- H2 — Li? + r..~"
ff I —:?-,Ij -?Jt:Λ-丨.S - ’一 I
V '*fi + r,Af '* H ;
[0033]
dS _1-H —-H—一 I
'T- -- ~ (.π 1 r 1 ^)2 ~ , ''TiTT7TTTi=TTi3 ~:..R+r+n^ ,,
!1 + 1-F-——:~Γ' 1J■；-r——r + I
\ 'R f r + ?r\.' n 、,
-?Λ.-1dS-1
[0034]總結(jié):?Ε I +r,V ^.? dS 6,5+-Γ+^ν?.,.；'I —T^1-一I,、——-)I
'V ] h '\ ' h '

±Λ ?Β
[0035]比較A和B隨R變化的速率，只需比較:和:即可。

IE αΕ
“， ^t , , ,J^r' n , ^-1 ,■ , IIL,.
[0036]進(jìn)一步，只需比較一 I和(~—-)" + I的大小即可。.."_.W v'* U ^
JkJkMi
■.門.Lilh--.,1.pV.Lilh >,--Χ.
[0037]變化率& = = ? i k = ? = ,.Wc-,
I { y, Ifl—τζ—
\、h "■ '\?、 h ■
[0038]當(dāng)P1 > P2 時(shí):<j.:..一一廠-1:.—^-；- + I
[0039]化簡(jiǎn)解之得，—η2— 2Rn — 2m — IH2 < 0
[0040]R ,> 一 f--1---l.Γ !
\ -: ;
[0041]由于 η =、/(G + r)2 — H2
[0042]R > - P [2lg4r)￡ - nl + r|
\ & L K」./
n \
—+ - + r的極大值還需要解出'■ ' _ W|的極小值。
nilB-
[0044]因?yàn)椋瘮?shù)/(?) =--遞減。函數(shù)f (r) =2 (G+r)2，G是常數(shù)，f (r)在r的取

H
值范圍內(nèi)遞增。
[0045]函數(shù)f(n)與函數(shù)f(r)互不影響。
[0046]故在η取最大值208，!.取最小值2.5時(shí)，三- n] +T得到極小值。于是

OW
~ + 7 ^ ■"的最小值為10.31 ；
[0047]故不等式-n2-2Rn-2rn-2H2< O 成立時(shí)，
[0048]R 解的范圍為 R >-10.31。
[0049]結(jié)論:
[0050]當(dāng)R在R > -10.31范圍內(nèi)變化時(shí)，A比B變化快。
[0051]當(dāng)R在R <-10.31范圍內(nèi)變化時(shí)，B比A變化快。
[0052]考慮到R的取值范圍為190-250，大于-10.31，故A比B變化快。
[0053]以磨削r = 50工件為例:
[0054]H = 20 ；
[0055]R = 50 ；
[0056]G= 150 ；
[0057]Rmax = 250 ；
[0058]Rmin = 190 ；
[0059]R =、,< (CF + T) 2 —9 9
[0060]以往磨削方法砂輪最大情況下:
[0061]
H
Al=arcs in-=3.84°
R max+ r
[0062]以往磨削方法砂輪最小情況下:
[0063]
A2=arcs in-=4.78°
R min+ r
[0064]A2-A1 = 0.94。
[0065]本發(fā)明中磨削方法在砂輪最大情況下:
[0066]
H
B^arctan-=2.3°
R max+ r + η
[0067]本發(fā)明中磨削方法在砂輪最小情況下:
[0068]
H
B2=arcIan-=2.6°
R min+ r + η
[0069]Β2-Β1 = 0.3°
[0070]本發(fā)明所取得的實(shí)質(zhì)性特點(diǎn)和顯著的技術(shù)進(jìn)步在于:
[0071]本發(fā)明的方法中砂輪消耗幾乎不改變工件中心和砂輪中心連線與砂輪中心和導(dǎo)輪中心連線的夾角，磨削過程中無需調(diào)整導(dǎo)板高度，產(chǎn)品角度穩(wěn)定。從試驗(yàn)結(jié)果以及數(shù)學(xué)模型分析可以看出，本發(fā)明公開的方法中滾子中心和砂輪中心連線與導(dǎo)輪中心和砂輪中心連線的夾角變化不到以往磨削方法的1/3，砂輪從最大消耗至最小的情況下，滾子中心和砂輪中心連線與導(dǎo)輪中心和砂輪中心連線的夾角僅產(chǎn)生了 0.3°的變化，完全在工件角度公差可控范圍。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0072]圖1是本發(fā)明在砂輪最大情況下的磨削結(jié)構(gòu)示意圖。
[0073]圖2是本發(fā)明在砂輪最小情況下的磨削結(jié)構(gòu)示意圖。
[0074]圖3是現(xiàn)有磨削方法中砂輪最大情況下的磨削結(jié)構(gòu)示意圖。
[0075]圖4是現(xiàn)有磨削方法中砂輪最小情況下的磨削結(jié)構(gòu)示意圖。
[0076]附圖中的附圖標(biāo)記如下:
[0077]1、砂輪；2、待加工滾子；3、導(dǎo)輪；4、導(dǎo)板。

【具體實(shí)施方式】
[0078]以下結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步描述，但不作為對(duì)本發(fā)明的限定，本發(fā)明的保護(hù)范圍以權(quán)利要求記載的內(nèi)容為準(zhǔn)，任何依據(jù)說明書做出的等效技術(shù)手段替換，均不脫離本發(fā)明的保護(hù)范圍。
[0079]本實(shí)施例的整體結(jié)構(gòu)如圖示，圓錐滾子無心磨床恒中心高磨削方法，是由導(dǎo)輪3帶動(dòng)設(shè)于砂輪1、導(dǎo)輪3、導(dǎo)板4之間的待加工滾子2旋轉(zhuǎn)，并由砂輪I對(duì)待加工滾子2進(jìn)行磨削加工；在磨削過程中待加工滾子2的中心與砂輪I中心位于同一水平線。
[0080]在加工過程中，滾子的中心位置(中心高)不發(fā)生變化，或變化量很微小，所加工的滾子的圓度的變化量以及角度等影響滾子精度指標(biāo)的變化量也就很小。
[0081]通過調(diào)整導(dǎo)輪3，使待加工滾子2的中心與砂輪I中心位于同一水平線。
【權(quán)利要求】
1.圓錐滾子無心磨床恒中心高磨削方法，是由導(dǎo)輪(3)帶動(dòng)設(shè)于砂輪(I)、導(dǎo)輪(3)、導(dǎo)板(4)之間的待加工滾子(2)旋轉(zhuǎn)，并由砂輪(I)對(duì)待加工滾子(2)進(jìn)行磨削加工；其特征在于待加工滾子(2)的中心與砂輪(I)中心位于同一水平線。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圓錐滾子無心磨床恒中心高磨削方法，其特征在于通過調(diào)整導(dǎo)輪(3)，使待加工滾子(2)的中心與砂輪(I)中心位于同一水平線。
【文檔編號(hào)】B24B5/24GK104209821SQ201410452090
【公開日】2014年12月17日 申請(qǐng)日期:2014年9月5日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月5日
【發(fā)明者】楊其升, 張建奇, 夏樹寶, 顧慶 申請(qǐng)人:河北富恒軸承科技開發(fā)有限公司