[发明专利]球面滚子无心贯穿式超精研方法

说明书

技术领域

本发明涉及滚动轴承零件的制造方法，具体涉及一种球面滚子支承面的加工和超精研技术。

背景技术

球面滚子是调心滚子轴承中的滚动体。球面滚子支承面的母线为圆弧，两侧与倒角圆弧连接。因调心滚子轴承结构不同，支承面母线圆弧可以是对称和不对称的。滚子支承面的尺寸精度和几何精度对轴承的精度和性能影响很大，甚至是决定性的。滚子支承面的几何精度包括支承面圆弧的几何形状精度和支承面的圆度。

目前，球面滚子支承面的制造是通过精密磨削实现的，有时磨削后再经过串光工艺改善粗糙度。串光工艺不能改善支承面的形状精度和圆度，反而会引起不可控制的损害。因此，球面滚子的制造精度一直不如同类轴承零件圆柱滚子和圆锥滚子高，其终加工工序引入超精研技术是轴承制造技术长期追求的目标。

无心贯穿式超精研技术是滚子超精研技术中最先进的，并且已经在圆柱滚子和圆锥滚子制造中成功应用。但是，球面滚子的母线是圆弧，不像一般圆柱滚子和圆锥滚子那样是直线。实现球面滚子无心贯穿式超精研的核心技术是导辊支承面的设计。

球面滚子支承面的圆弧与倒角圆弧的连接形式，在相关标准中都没有明确的规定，工程实践中它们是锐边相交的。重载下这一区域发生接触时会出现严重的应力集中，并引起剧烈的磨损和疲劳。实现圆弧的光滑连接对于重载调心滚子轴承非常重要。

发明内容

本发明的目的是提供一种球面滚子无心贯穿式超精研方法，它克服了现有技术的不足，使球面滚子的制造精度提高、表面粗糙度改善，装入调心滚子轴承后轴承的运转噪声降低，轴承的使用寿命提高。

为实现上述发明目的，本发明采用的技术方案是：超精机研磨球面滚子的支承面时，驱动球面滚子运动的前导辊和后导辊相对倾斜，所述前导辊和后导辊的支承面是依据曲线包络理论求得的回转曲面，前导辊和后导辊转动时带动球面滚子自转和按确定的轨迹作轴向贯穿式进给运动，同时油石在气缸的压力作用下对球面滚子的支承面实施超精研磨。

进一步地，本发明所述前导辊和后导辊的对应截面圆的半径相等，且前导辊和后导辊作同向等速转动。

进一步地，本发明所述前导辊和后导辊的支承面包括导入段、研磨段和导出段，导入段和导出段的母线分别与研磨段的母线光滑连接。

进一步地，本发明在所述研磨段中设置两个以上工作段，相邻的两个工作段之间设有过渡段，工作段和相邻的过渡段的母线光滑连接。

本发明球面滚子支承面超精研磨时，滚子的旋转运动和进给运动都是由超精机的前导辊和后导辊同时驱动的.球面滚子依此送入导辊支承面的导入段，导辊自动驱动滚子绕自身轴线自转，并沿轴向作贯穿式进给运动将滚子送入研磨段，油石在气缸压力作用下对球面滚子支承面实施超精研磨，然后由导出段退出研磨，完成一个超精研周期.根据研磨工艺，研磨段需要分成两个以上工作段时，在工作段之间设置过渡段，实现多个周期研磨.退出前一周期研磨后，通过过渡段进入下一研磨周期，实现连续的粗研和精研工艺.

本发明的技术方案中，前导辊和后导辊的轴线是相对倾斜的，它们的轴线绕支承面中截面圆的水平直径分别在正负方向转动相同的角度，角度的大小决定球面滚子贯穿式进给的速度。前导辊和后导辊的支承面是依据曲线包络理论设计的回转曲面。两个支承面每一瞬时与滚子分别有一个啮合点，曲线包络理论设计的支承面上的这两个啮合点支承滚子，使滚子瞬时中心的位置和瞬时轴线的姿态处于超精研磨要求的状态，同时通过啮合点的摩擦带动滚子同时作旋转运动和贯穿式进给运动。旋转运动是滚子绕自身轴线的自转，进给运动是滚子沿轴线方向的贯穿式进给运动。前导辊和后导辊的对应截面圆的半径是处处相等的，并由传动机构带动作同向等速转动，进一步保证了滚子贯穿式进给运动全程的平稳性。导辊的转速根据所加工滚子直径的大小由研磨工艺要求确定。由于导入段和导出段的母线与研磨段的母线分别是光滑连接的，工作段与相邻过渡段的母线也是光滑连接的，保证了球面滚子支承面的圆弧与倒角圆弧的光滑连接。

本发明的技术方案研磨球面滚子支承面的质量还决定于油石品质，粒度和硬度的选择。

与现有技术相比，本发明具有的有益效果是：

1.实现球面滚子的超精研磨，去除磨削工序残留的表面微凸体和缺陷，改善滚子支承面的粗糙度，装入轴承后轴承的摩擦和磨损减小，节省能量消耗，精度保持性提高。

2.球面滚子的无心贯穿式超精研方法，驱动滚子自转，使研磨滚子支承面的尺寸精度和圆度提高；精确的轴向贯穿式进给使研磨滚子圆弧形状的精度提高，装入轴承后轴承的运转精度提高，振动和噪声降低。