[发明专利]长径比小于1的大锥角圆锥滚子的加工方法

说明书

技术领域

本发明属于滚动轴承制造领域，涉及一种轴承滚子的加工方法，具体涉及一种长径比小于1的大锥角圆锥滚子的加工方法。

背景技术

一般圆锥滚子的半锥角是在1°~ 4°范围内，半锥角超过4°的称为大锥圆锥滚子。另外，一般圆锥滚子的长度比直径（指圆锥滚子的大头直径）大，即长度与直径之比大于1，但有些特殊的圆锥滚子，其长度比直径小，称其为长径比小于1的圆锥滚子。

当圆锥滚子为大锥角，且长径比小于1时，其加工难度比一般滚子大很多，主要表现在以下几方面：

（1）冷墩滚子毛坯时定位困难。冷镦此类滚子毛坯所用的凹模内腔锥角大、深度浅，圆柱形的料段放入凹模内腔后，定位的稳定性差，容易偏斜，因此往往导致毛坯冲偏。

（2）毛坯成型困难。此类滚子的大头与小头的直径相差较大，而且比较短，在冷镦毛坯时，大头和小头都需要产生较大的变形，才能和内腔的形状一样，因此有可能出现小头因挤压力大，出现严重的冷作硬化，大头则因变形过大，出现裂纹。

（3）外圆磨削困难。此类滚子的外圆在外圆无心磨床上磨削时，是通过螺旋导轮对滚子定位，并带动滚子旋转和前进的，在粗磨时，会因滚子锥角大而产生跳动和止转，从而影响加工质量。

（4）双端面磨削困难。此类滚子的大、小两个端面在双端面磨床上磨削时，是通过送料盘把滚子带进磨削区的，因滚子锥角大，在送料盘的装料空里定位不稳定，加上两端面受到的磨削力相差较多，使滚子产生倾斜，从而影响加工精度。

（5）球基面磨削困难。根据轴承的需要，此类滚子的基面球曲率半径设计的比较小，磨削球基面时，球基面边缘的磨量要比中间的磨量大很多，磨削时容易造成球基面边缘烧伤。

由于上述原因，如果按照常规的加工方法加工长径比小于1的大锥角圆锥滚子，会出现滚子表面有欠料或有裂纹、外圆有地方磨削不到位留有黑皮、球基面烧伤、滚子两端不同轴等质量缺陷。因此而造成废品率高，生产效率低。

发明内容

    为解决上述技术问题，本发明提出了一种专门针对长径比小于1的大锥角圆锥滚子的加工方法，此方法在各道工序中避开了因滚子锥角大而造成的加工困难，采用先将滚子毛坯冷墩成4°的半锥角，之后再通过软磨、粗磨、精磨等工序逐步将滚子加工成要求的半锥角。此方法可降低长径比小于1的大锥角圆锥滚子的加工难度，达到降低废品率，提高生产效率的目的。

    本发明为完成其发明任务所采用的具体步骤如下：

1） 设计滚子毛坯的结构尺寸：对于半锥角大于4°的大锥角圆锥滚子，将其毛坯的半锥角统一按4°设计；毛坯大头直径按照图纸规定的尺寸加上大头磨削留量计算；小头直径根据计算出的大头直径、图纸规定的长度，以及端面的磨削留量，按照半锥角为4°计算；大头外圆磨削留量和端面磨削留量根据滚子直径确定，直径10mm以下的滚子，大头外圆磨削留量在0.3~0.35mm范围内选取，端面磨削留量选0.3mm；直径10~20mm的滚子，大头外圆磨削留量在0.4~0.5mm范围内选取，端面磨削留量在0.4~0.6mm范围内选取；直径20mm以上的滚子，大头外圆磨削留量在0.6~0.7mm范围内选取，端面磨削留量在0.6~0.8mm范围内选取；毛坯的结构按照上述方法设计后，虽然小头的磨削量增大了，但解决了冷墩时的难题；

2） 按照设计的毛坯的锥角和结构尺寸设计和制造冷墩模具；

3） 在冷镦机上用设计和制造的模具冲压滚子毛坯；

4） 将冲压的滚子毛坯放在外圆无心磨床上软磨外圆；采用4°的螺旋导轮软磨，在外圆表面磨去0.15~0.35mm，软磨后滚子大头还应有0.15~0.35mm的留量；

5） 将经过第一次软磨外圆的滚子放在外圆无心磨床上进行第二次软磨外圆；如果图纸规定的滚子半锥角大于或等于5°，采用5°的螺旋导轮第二次软磨外圆；如果图纸规定的滚子半锥角小于5°，采用与图纸规定的滚子半锥角相同的螺旋导轮第二次软磨滚子外圆；第二次软磨磨去大头外圆表面0.03~0.05mm，滚子大头外圆还应有0.12~0.30mm的留量；

6） 将经过软磨的滚子放在热处理炉里进行淬火和回火；淬火温度为830~840℃，保温时间为40~60分钟；回火温度为150~160℃，保温时间为2~2.5小时；之后出炉冷却至室温；