[发明专利]修整高精度轴承成形砂轮的方法及其进给装置

说明书

技术领域

本发明属轴承精密加工技术领域，特别是涉及一种修整轴承成形砂轮的方法及其进给装置。 

背景技术

近年来，随着我国汽车、铁路提速、轨道交通等的迅速发展，轴承等关键和通用零部件的需求量和性能要求也越来越高。但是，由于我国尚缺乏先进的、具有自主知识产权的轴承制造工艺及其专用设备，所生产的轴承尚不能达到国际高精度或高性能轴承标准。大多数与铁路机车车辆配套的轴承制造公司是中外合资企业，如南口斯凯孚铁路轴承公司是中瑞(瑞士SKF)合资，银川富安捷轴承公司是中德(德国FAG)合资，我国国有企业或民营企业大多因所生产轴承的疲劳寿命等性能差距而不能进入OEM(Original Equipment /Entrusted Manufacture)市场。 

我国圆锥(柱)滚子轴承的使用寿命与发达国家同类产品差距大的主要原因是，国内滚子轴承加工技术难以支持凸度理论的实现，从而导致轴承在运转过程中滚子两端边缘压力奇异分布，即边缘应力集中现象，使轴承过早产生疲劳磨损而失效。基于凸度理论的滚子轴承工作表面，可以很好地改善或消除边缘应力集中现象。目前，国内企业生产的圆锥(柱)滚子轴承专用磨床，都采用传统的沿砂轮径向(Y轴)和轴向(X轴)的插补方法，难以实现高精度对数曲线插补运动对单轴坐标的最小步长要求和高的线轮廓度要求。因此，发明和研制一种磨削高精度对数曲线轴承滚道的成形砂轮修整方法及其进给装置，从根本上解决高精度对数曲线轴承专用磨床研制中的技术瓶颈，对提升我国具有自主产权的轴承专用磨床研制水平，提高高精度圆锥(柱)滚子轴承的生产能力及其国产化率，都具有极其重要的现实意义和工程应用前景。 

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种修整高精度轴承成形砂轮的方法及其进给装置，以解决现有技术中加工精度低的缺陷。 

一种修整高精度轴承成形砂轮的进给装置，由金钢笔、轴向进给装置、径向进给装置、和切向进给装置三部分组成，独立的3个伺服电机通过传动机构驱动上述三个进给装置带动金钢笔运动，并采用可编程逻辑控制器控制上述三个进给装置的进给运动。 

所述的传动机构为滚珠丝杠传动副。 

一种使用上述装置修整高精度轴承成形砂轮的方法，通过径向进给装置带动金钢笔沿 砂轮径向Y轴的运动，实现金钢笔一次修整量的进给及其磨损量的补偿进给，通过切向进给装置，直接驱动金钢笔沿砂轮切向Z轴的进给运动间接完成其相对砂轮径向Y轴的位移，并与由轴向进给装置直接驱动金钢笔沿砂轮轴向X轴的进给运动合成直线插补运动，完成金钢笔对砂轮的对数曲线成形面的精确修整。 

所述的直线插补运动中，采用切向进给装置直接驱动金钢笔沿砂轮切向Z轴的进给位移间接完成传统的沿砂轮径向Y轴的位移，并与砂轮轴向X轴的进给运动合成直线插补运动，完成金钢笔对砂轮的对数曲线成形面的精确修整，并避免了修整砂轮时对单轴坐标最小步长的限制与极高的步长精度要求。 

有益效果 

本发明所述的一种修整高精度轴承成形砂轮的方法，通过直接驱动金钢笔沿砂轮切向Z轴的进给运动间接完成其相对砂轮径向Y轴的位移，由于金钢笔沿Z轴的进给量远远大于其相对Y轴的位移量(ΔY≈ΔZ²/Ds，Ds为砂轮直径)，即金钢笔相对Y轴的实际位移量ΔY误差仅是Z轴进给量ΔZ误差的ΔZ²/Ds，也即Z轴的进给误差包括反向间隙误差对Y轴的位移精度几乎不会造成任何影响，从而避免了修整高精度对数曲线轴承滚道砂轮时对单轴坐标最小步长的限制与极高的步长精度要求，降低了对砂轮修整进给装置的制造要求，提高了对数曲线砂轮的修整精度及其所磨削的轴承轮廓精度。本发明所述的一种修整高精度轴承成形砂轮的进给装置，可以大大降低砂轮修整进给装置的制造要求，并通过采用PLC控制方式即可满足高精度轴承极高的对数曲线轮廓度要求，具有极高的性价比。 

基于本发明的方法，研制的圆锥滚子轴承对数曲线滚道磨床，可以大大提高轴承滚道对数曲线的加工精度及其稳定性，解决了该类轴承磨床的行业技术难题，填补了该领域的空白。 

附图说明

图1为修整高精度轴承成形砂轮的进给装置结构示意图； 

图2为图1的A向视图； 

图3为金刚笔沿砂轮切向进给运动取代径向进给运动的精度控制原理图。 

1砂轮                            2金钢笔