CN101733700A - 滚动轴承超精研方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种滚动轴承超精研方法，属于机械加工方法，现有超精研方法易使工件产生加工误差，本发明是令油石在工件的转动平面内摆动且令油石的摆动中心与工件的回转中心相重合。没有加工原理方面的误差，因此可同时改善沟道的形状误差与圆度误差；油石能够自成形，对油石的原始形状要求较低，同时油石可以选得厚一些，以提高加工效率和改善沟道圆度误差；可与传统的超精研方式相结合，作为对传统超精研后工件的进一步超精密加工。由于本案可以选用相对较厚的超精油石，可以在油石上开一些容屑槽，以改善切削区域的润滑性能，提高切削效率。

Description

滚动轴承超精研方法

技术领域

本发明涉及一种机械加工方法，尤其是一种滚动轴承超精研方法。

背景技术

超精研技术作为滚动轴承最后的一道精加工工序，从20世纪70年代末开始在轴承行业中大量应用，其原理是利用油石在一定的弹性压力下，对磨加工后的轴承沟道(滚道)表面进行超精研加工，超精研后轴承沟道(滚道)表面的粗糙度可达Ra0.04以下，实现了对轴承工作表面的超精密加工。自从超精研技术应用以来，在轴承行业得到迅速地普及，已成为轴承行业的最终加工工序，为超静音精密轴承的批量生产提供了技术支持。

超精研的加工原理是：油石在一定的弹性压力下，通过快速摆动，对磨加工表面进行超精研加工，在超精研过程中，油石有自锐与自钝的能力。在超精研开始阶段，由于磨加工表面比较粗糙，超精油石与磨加工表面的波峰处接触，接触压力很大，油石在微观上被压碎，露出有锋利刃口的磨粒，对磨加工表面起到迅速的切削加工，即油石的自锐能力；精研下来的切屑与磨屑，被超精油冲走，并同时带走超精研产生的热量。经过一段时间超精研后，被加工表面变得光滑，同时磨料变钝，切削作用减弱，起到对加工表面的光整加工，即油石的自钝能力；从而完成整个超精研加工，进行下一个超精研循环。由于超精研是一种微切削加工，一般加工发热很低，不超过50℃。

传统的超精研方式如图1、2所示，工件2的运动方向与油石11的摆动方向垂直(如图1所示，即工件2绕其回转中心o旋转时，油石11则在图中双向箭头方向绕油石的摆动中心n1摆动)，切削作用较强，但由于油石摆动中心n1在与轴承沟道的中心不重合，因此油石的运行轨迹与工件的运行轨迹不同，在工件与油石的中心部位，由于油石摆动中心n1与轴承沟道的曲率半径中心m重合，没有加工误差，但在离开中心处，由于轴承沟道的曲率半径中心与油石的摆动中心不重合，使工件产生加工误差。因此，为保证产品质量，传统的超精研加工，油石厚度a1要选得薄一些(如图2所示)，这样对轴承沟道的形状破坏影响才会减少。但油石选得薄的话，虽然对沟道形状的改善有好处，但由于油石覆盖的切削区域减少，超精效率大大降低，同时使沟道的圆度得不到改善。这时，只有通过提高油石的摆动频率来改善切削效率，因此目前的超精研机的油石摆动频率越来越高。但油石摆动频率的提高，对超精设备的刚度和制造精度也提出了更高的要求。从目前轴承行业现状来，国外的超精机床制作水平较高，因此选用比较薄的油石，而国内由于超精机床的加工水平较低，为提高超精效率，只得采用较厚的油石来超精，以提高效率。在油石摆动频率上，国外的超精研机床比国内同类机床要高出数倍。

发明内容

本发明要解决的技术问题和提出的技术任务是克服现有超精研方法易使工件产生加工误差以及效率低的缺陷，提供一种可减小误差、提高效率的滚动轴承超精研方法。为此，本发明采用以下技术方案：

滚动轴承超精研方法，其特征是：令油石在工件的转动平面内摆动且令油石的摆动中心与工件的回转中心相重合。

作为优选技术手段，所述油石的精研面上设置容屑槽，所述容屑槽的侧壁从油石的一个端面延伸至另一个端面。

作为优选技术手段：所述容屑槽的侧壁为平面且与工件回转中心的延伸方向一致。

作为优选技术手段：所述容屑槽的侧壁为平面且与工件回转中心的延伸方向之间具有一锐角夹角。

作为优选技术手段：所述容屑槽的侧壁为曲面。

作为优选技术手段：所述的容屑槽为1-3个。

本发明的与传统的超精研方法相比，具有以下效果：

1、通过令油石在工件的转动平面内摆动且令油石的摆动中心与工件的回转中心相重合，使油石与工件的回转中心完全重合，没有加工原理方面的误差，因此可同时改善沟道的形状误差与圆度误差。

2、油石能够自成形，对油石的原始形状要求较低，同时油石可以选得厚一些，以提高加工效率和改善沟道圆度误差。

3、可与传统的超精研方式相结合，作为对传统超精研后工件的进一步超精密加工。

4、由于本案可以选用相对较厚的超精油石，可以在油石上开一些容屑槽，以改善切削区域的润滑性能，提高切削效率。

附图说明

图1为传统超精研方式的示意图。

图2为图1的左视图。

图3为本发明的示意图。

图4为图3的左视图。

图中标号说明：11/12-油石，2-工件，3-容屑槽，4-轴承沟道(滚道)，5-油石的精研面，n1/n2-油石的摆动中心，o-工件的回转中心，a1/a2-油石厚度，b1/b2-油石宽度，m-轴承沟道的曲率半径中心。

具体实施方式

以下结合说明书附图对本实用新型做进一步说明。

如图3、4所示，本发明的滚动轴承超精研方法，是令油石12在工件2的转动平面(工件的转动平面是指垂直于工件回转中心o的平面)内摆动且令油石的摆动中心n2与工件的回转中心o相重合。因此，没有加工原理方面的误差，可同时改善沟道的形状误差与圆度误差；油石能够自成形，对油石的原始形状要求较低，同时油石可以选得厚一些，以提高加工效率和改善沟道圆度误差；可与传统的超精研方式相结合，作为对传统超精研后工件的进一步超精密加工；由于本案可以选用相对较厚的超精油石，可以在油石的精研面5上开一些容屑槽3，以改善切削区域的润滑性能，提高切削效率。

作为对容屑槽3的要求，容屑槽3的侧壁从油石宽度b2的一个端面延伸至另一个端面(相对于图3而言，是从油石的左端面延伸向右端面)。由此保证油石的精研面5被容屑槽3分割后形成的每个区域是完整的(即被分割后形成的每个区域均能够在宽度方向上覆盖轴承沟道的表面)，保证超精研的进行。如此以来，容屑槽3的侧壁可为平面，以利于在油石上容屑槽的设置。进一步的，容屑槽的侧壁与工件回转中心的延伸方向一致，或者是容屑槽的侧壁与工件回转中心的延伸方向之间具有一锐角夹角，该锐角夹角的存在可以令油石的精研面被分割后形成的每个区域能够均匀的与轴承沟道(滚道)的表面接触进行超精研。此外，容屑槽的侧壁还可以为曲面，同样可以令油石的精研面被分割后形成的每个区域能够均匀的与轴承沟道(滚道)的表面接触进行超精研。

在超精研原理方面，本发明与传统超精研相同，是同样利用工件与油石之间的相对运动，产生切削作用，也具备自锐与自钝过程。但本发明的的超精研方式，由于工件与油石的运动方向相同，切削效率相对较低，但可通过适当提高油石的摆动频率来改善。

Claims (6)

1.滚动轴承超精研方法，其特征是：令油石在工件的转动平面内摆动且令油石的摆动中心与工件的回转中心相重合。

2.根据权利要求1所述的滚动轴承超精研方法，其特征是所述油石的精研面上设置容屑槽，所述容屑槽的侧壁从油石的一个端面延伸至另一个端面。

3.根据权利要求2所述的滚动轴承超精研方法，其特征是所述容屑槽的侧壁为平面且与工件回转中心的延伸方向一致。

4.根据权利要求2所述的滚动轴承超精研方法，其特征是所述容屑槽的侧壁为平面且与工件回转中心的延伸方向之间具有一锐角夹角。

5.根据权利要求2所述的滚动轴承超精研方法，其特征是所述容屑槽的侧壁为曲面。

6.根据权利要求2所述的滚动轴承超精研方法，其特征是所述的容屑槽为1-3个。

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