本發(fā)明涉及軸承，具體涉及一種大凸度對(duì)數(shù)曲線超精導(dǎo)輥設(shè)計(jì)及滾子加工方法，用于圓柱滾子中滾子的加工。

背景技術(shù)：

1、滾動(dòng)體是圓柱滾子的向心滾動(dòng)軸承。圓柱滾子軸承內(nèi)部結(jié)構(gòu)采用滾子呈平行排列，滾子之間裝有間隔保持器或者隔離塊，可以防止?jié)L子的傾斜或滾子之間相互摩擦，有效防止了旋轉(zhuǎn)扭矩的增加。徑向承載能力大，摩擦系數(shù)小。

2、軸承滾子外徑凸度能改善軸承滾動(dòng)接觸區(qū)的應(yīng)力分布，減少或消除邊緣應(yīng)力集中，有利于提高軸承的使用壽命。滾子外徑表面的母線凸型有很多種，如全凸型、修整線型和對(duì)數(shù)曲線型，其中對(duì)數(shù)曲線母線形狀在滾子承受載荷的情況下，能夠保證應(yīng)力的均勻分布，有效的消除邊緣應(yīng)力集中現(xiàn)象，提高軸承的使用壽命。

3、常用的軸承滾子為短圓柱滾子，圓柱滾子的母線形狀為對(duì)數(shù)曲線形狀。四型滾子分別為φ12×12距端面0.9mm開始測(cè)量，凸度值為0.008～0.012；φ14×16距端面1mm開始測(cè)量，凸度值為0.01～0.014；φ18×18距端面1mm開始測(cè)量，凸度值為0.012～0.016；φ21×21距端面1.2mm開始測(cè)量，凸度值為0.017～0.021。

4、現(xiàn)有超精試驗(yàn)加工出的滾子存在母線形狀很難符合產(chǎn)品設(shè)計(jì)要求的問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的是為了解決現(xiàn)有超精試驗(yàn)加工出的滾子存在母線形狀很難符合產(chǎn)品設(shè)計(jì)要求的問題。進(jìn)而提供一種大凸度對(duì)數(shù)曲線超精導(dǎo)輥設(shè)計(jì)及滾子加工方法。

2、本發(fā)明的技術(shù)方案是：

3、大凸度對(duì)數(shù)曲線超精導(dǎo)輥設(shè)計(jì)及滾子加工方法，包括以下步驟：

4、步驟一：根據(jù)產(chǎn)品圖給定的公式和凸度值，推導(dǎo)出對(duì)數(shù)曲線函數(shù)公式；

5、

6、其中，y：對(duì)數(shù)曲線的縱坐標(biāo)；

7、x：沿滾子母線方向距離滾子中心的距離，x＜0.5lwe；

8、v12、v22：滾子與材料泊松比，對(duì)軸承鋼v＝0.277；

9、e1、e2：滾子與滾道材料彈性模量，對(duì)軸承鋼，e＝2.2005×1011n/m2；

10、qmax：外力作用與滾子上的最大載荷；

11、qmax＝5fr/z，fr：軸承的實(shí)際使用負(fù)荷，z：滾子數(shù)量；

12、lwe：滾子的有效長(zhǎng)度；

13、步驟二：對(duì)數(shù)曲線導(dǎo)輥設(shè)計(jì)和加工；

14、步驟二一：根據(jù)推導(dǎo)的對(duì)數(shù)曲線公式設(shè)計(jì)超精導(dǎo)輥母線形狀修磨圖紙；

15、步驟二二：根據(jù)修磨圖紙對(duì)超精導(dǎo)輥外徑母線進(jìn)行修磨；

16、步驟三：滾子外徑超精加工試驗(yàn)和檢測(cè)；

17、步驟三一：導(dǎo)輥間距計(jì)算；

18、根據(jù)導(dǎo)輥直徑和滾子直徑以及滾子中心線與兩導(dǎo)輥連線的壓力角γ計(jì)算出導(dǎo)輥間距：

19、步驟三二：設(shè)定滾子外徑的超精加工參數(shù)；

20、s1：研凸度：滾棒轉(zhuǎn)速為110～150r/min，振幅為1.5～2mm；頻率：900～1200次/分鐘；油石壓力為1～3bar(kg/cm2)；

21、s2：超精研外徑：滾棒轉(zhuǎn)速為60～80r/min，振幅為1.5～2mm；頻率：450～600次/min；油石壓力為0.4～0.6bar(kg/cm2)；

22、步驟三三：母線凸度及形狀檢測(cè)；

23、采用輪廓儀對(duì)滾子母線形狀及凸度進(jìn)行檢測(cè)，通過檢測(cè)結(jié)果可知，采用上述方法加工的滾子母線凸度符合設(shè)計(jì)要求。

24、進(jìn)一步地，步驟一中的對(duì)數(shù)曲線函數(shù)公式應(yīng)用于四型滾子軸承中對(duì)圓柱滾子進(jìn)行加工時(shí)，采用返算法將對(duì)數(shù)曲線公式的系數(shù)計(jì)算出來。

25、進(jìn)一步地，四型滾子軸承中圓柱滾子的對(duì)數(shù)曲線公式如下：

26、第一型：φ14×16滾子的長(zhǎng)度為16mm、凸度測(cè)量起始點(diǎn)距端面1mm,凸度值為：0.01～0.014mm,推導(dǎo)出對(duì)數(shù)曲線函數(shù)公式：

27、y＝3.36×10-3ln1/[1-(2x/14.2)2],x≠14.2/2

28、第二型：φ18×18滾子的長(zhǎng)度18mm、凸度測(cè)量起始點(diǎn)距端面1mm,凸度值：0.012～0.016mm,推導(dǎo)出對(duì)數(shù)曲線函數(shù)公式：

29、y＝3.78×10-3ln1/[1-(2x/16.2)2],x≠16.2/2

30、第三型：φ12×12滾子的長(zhǎng)度12mm、凸度測(cè)量起始點(diǎn)距端面0.9mm,凸度值：0.008～0.012mm,推導(dǎo)出對(duì)數(shù)曲線函數(shù)公式：

31、y＝3.06×10-3ln1/[1-(2x/10.4)2],x≠10.4/2

32、第四型：φ21×21滾子的長(zhǎng)度21mm、凸度測(cè)量起始點(diǎn)距端面1.2mm,凸度值：0.017～0.021mm,推導(dǎo)出對(duì)數(shù)曲線函數(shù)公式：

33、y＝4.93×10-3ln1/[1-(2x/10.4)2],x≠10.4/2。

34、進(jìn)一步地，步驟二二中對(duì)超精導(dǎo)輥外徑母線進(jìn)行修磨過程中所采用的一對(duì)滾棒相應(yīng)位置的直徑差為0.01mm，磨加工表面粗糙度為ra0.2mm，超精加工表面粗糙度為ra0.1mm。

35、進(jìn)一步地，步驟三一中的滾子導(dǎo)輥間距公式為：x＝{[(dw+d)/2×cos(γ)]-dw}×2

36、dw:導(dǎo)輥中部最大直徑；d:滾子直徑；γ：壓力角。

37、進(jìn)一步地，步驟三三中四型滾子的母線凸度要求為：

38、第一型φ14×16：距端面1mm處的凸度要求為10～14μm；

39、第二型φ18×18：距端面1mm處的凸度要求為12～16μm；

40、第三型φ12×12：距端面0.9mm處的凸度要求為8～12μm；

41、第四型φ21×21：距端面1.2mm處的凸度要求為17～21μm。

42、進(jìn)一步地，步驟三三中四型滾子的凸度檢測(cè)如下：

43、第一型φ14×16：凸度值檢測(cè)數(shù)據(jù)為11.5～13μm；

44、第二型φ18×18：凸度值檢測(cè)數(shù)據(jù)為14～16μm；

45、第三型φ12×12：凸度值檢測(cè)數(shù)據(jù)為10～11μm；

46、第四型φ21×21：凸度值檢測(cè)數(shù)據(jù)為17～19μm。

47、本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下效果：

48、1、本發(fā)明的一種大凸度對(duì)數(shù)曲線超精導(dǎo)輥設(shè)計(jì)及滾子加工方法是圍繞大凸度對(duì)數(shù)曲線滾子加工工藝技術(shù)開展的研究，通過對(duì)對(duì)數(shù)曲線公式的研究、導(dǎo)輥的加工、滾子的超精試驗(yàn)，具體為：

49、(1)根據(jù)產(chǎn)品圖給定的公式和凸度值，推導(dǎo)出對(duì)數(shù)曲線函數(shù)公式；

50、(2)對(duì)數(shù)曲線導(dǎo)輥設(shè)計(jì)和加工；根據(jù)推導(dǎo)的對(duì)數(shù)曲線公式設(shè)計(jì)超精導(dǎo)輥母線形狀修磨圖紙。

51、(3)滾子外徑超精加工試驗(yàn)和檢測(cè)。

52、在上述步驟的共同作用下，使得加工出母線形狀符合產(chǎn)品設(shè)計(jì)要求的滾子。

53、2、通過按照本發(fā)明的加工方法所加工出的圓柱滾子凸度比以往加工的φ12×12滾子從倒角邊緣開始測(cè)量凸度值0.0035～0.0055大了近三倍。