[发明专利]一种深沟球轴承套圈沟道超精用油石及其超精方法

说明书

技术领域

本发明涉及轴承加工领域，具体地说是一种深沟球轴承套圈沟道超精用油石及其超精方法。

背景技术

深沟球轴承是应用最为广泛的一类滚动轴承。沟道是深沟球轴承运转时最主要的工作表面，其形状精度和表面质量，对轴承运转精度和寿命以及振动噪声等性能有重要影响。沟道位于深沟球轴承套圈表面，其形状是圆环面，其轴向截形是一段圆弧（以下简称沟形圆弧）。

超精研加工是一种传统的研磨加工工艺，简称超精加工。超精加工的工作方式是将油石以一定压力浮动地压在工件表面并作小幅高频振荡，同时，工件表面相对油石作进给运动。超精加工可以显著降低粗糙度和波纹度，从而改善工件表面质量。

一般的超精加工中，油石工作面形状与工件表面形状是吻合的，两者处于面接触状态，这使得油石可以在面接触区域范围内优先对工件表面的微观高点进行研磨，从而有利于降低工件表面的粗糙度和波纹度。与工件接触的油石工作面的形状是由油石自身磨损形成的，主要取决于油石与工件之间的几何关系和相对运动关系，并不需要进行专门修整。对于一般表面的超精加工，比如平面、圆柱面、球面等，油石工作面形状就是相应的平面、圆柱面或球面。

超精加工在轴承行业的应用十分普遍。深沟球轴承套圈沟道超精加工的主要目的是降低沟道表面粗糙度、波纹度并在一定程度上提高圆度，从而提高轴承性能。超精加工是深沟球轴承套圈沟道加工中的最后一道工序，对成品轴承性能具有关键影响。

目前轴承行业普遍应用的深沟球轴承套圈沟道超精方法是传统上一直使用的方法，称为传统方法，其所用油石和加工方式具有以下特征：（1）油石形状为四棱柱，其横截面为矩形。（2）超精时油石与套圈之间的初始位置关系是，油石端部正对着套圈沟道，油石的四个侧面中，两个与套圈轴线垂直，另外两个与套圈轴线平行。（3）超精时油石与套圈之间的运动关系是，套圈绕自身轴线作定轴转动，油石以一定压力浮动地压在套圈沟道表面并作定轴摆动，其摆动轴线垂直于套圈轴线并经过沟道的沟形圆弧中心。

基于所用油石和加工方式的上述特征，传统方法存在一定的局限性。由于油石工作面形状与套圈沟道形状不能完全吻合，使得油石工作面与沟道表面的接触无法达到一般超精中的面接触状态，这不仅影响超精加工后沟道的粗糙度、波纹度等表面质量指标，甚至会影响沟道圆弧沟形的形状精度。现有研究表明，假如油石初始工作面形状与套圈沟道圆环面形状完全一致，则油石的摆动与套圈的转动会产生运动干涉，干涉最严重的地方是油石工作面的4个角部区域。

鉴于传统沟道超精方法的上述局限性，人们提出了多种不同的超精方法，比如，一种方法是将油石摆动轴线的方位改成与套圈轴线一致，另一种方法是将油石的姿态改为侧面相对于套圈轴线倾斜，并使油石横截面矩形的一条对角线与套圈轴线垂直，下文将这种方法称为油石斜置超精法。然而，这些方法虽然在某些方面克服了传统方法的局限性，却在其他方面产生了新的局限性，比如，油石摆动轴线的方位与套圈轴线一致时，油石磨粒相对于沟道表面的运动轨迹不再相互交叉，这会影响超精加工质量和效率，而且沟道表面也无法形成可产生有益效果的网状纹路。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种深沟球轴承套圈沟道超精用油石及其超精方法，用于克服现有沟道超精方法的局限性。

本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案是：一种深沟球轴承套圈沟道超精用油石，所述油石呈柱状，其至少具有绕柱体中心线对称分布的八个侧面，将这八个侧面中互不相邻的四个侧面分为两组，每组内两个侧面为平面且相互平行，两组侧面之间相互垂直，其中一组在油石工作时始终与套圈轴线保持平行，为轴向侧面，与轴向侧面垂直的另一组侧面为垂向侧面，垂向侧面在油石工作过程中摆动到正对套圈沟道时与套圈轴线垂直，轴向侧面与垂向侧面之间的侧面为过渡侧面，过渡侧面使得油石在工作过程中能够减轻与套圈沟道之间的干涉；

两个垂向侧面之间的距离为油石主宽度，轴向侧面的宽度为油石次宽度，两个轴向侧面之间的间距为油石主厚度，垂向侧面的宽度为油石次厚度，油石次宽度与油石主宽度的比值，以及油石次厚度与油石主厚度的比值为0.4~0.7。

本发明所述柱状油石的过渡侧面为平面或圆弧曲面或其他曲面或组合面。

本发明所述油石的形状为所有侧面均为平面的八棱柱。

本发明所述油石次宽度为油石主宽度的一半；油石次厚度为油石主厚度的一半。