CN102975109B - 一种球面滚子超精加工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种球面滚子超精加工方法，属于超精加工技术领域。现有球面滚子超精加工方法易导致滚子的曲率形状发生改变而影响超精精度，本发明方法采用球面滚子以其轴线为中心旋转，油石由摆臂驱动在球面滚子表面来回摆动研磨，摆臂的摆动以摆动主轴为摆动中心，摆动主轴位于球面滚子曲率中心面上，油石的Z轴进给方向与摆动主轴轴线平行，油石在球面滚子表面的运动轨迹与滚子母线不重合；先根据球面滚子的长度调整确定油石与摆动主轴的间距，油石运动轨迹弧的弦长大于滚子长度，然后通过调整通过调整摆动主轴轴线与滚子轴线之间的距离，来获得所需的球面滚子曲率和误差很小的曲率形状。本发明方法能提高超精精度，并能改善曲率精度。
Description
技术领域
本发明属于超精加工技术领域，尤其与一种球面滚子超精加工方法有关。
背景技术
滚子精度是影响滚子轴承质量的关键因素，滚子的主要精度指标滚子的粗糙度和曲率形状。目前，解决球面滚子、对数曲线滚子和外球面轴承套圈的粗糙度和曲率形状的现有技术，主要通过二种途径来解决，一是光饰加工，其缺点是磕碰伤严重，且还会轻微破坏曲率形状。二是超精，但现有设计的超精机，其超精加工该方法为：球面滚子以其轴线为中心旋转，油石由摆臂驱动在球面滚子表面来回摆动研磨，摆臂的摆动以摆动主轴为摆动中心，油石的Z轴进给方向与摆动主轴轴线垂直，油石摆动的轨迹仅局限于工件的母线上（假设工件是静止的）； 其缺陷有（球面滚子为例）：一、有一定厚度的油石工作面沿工件母线方向作往复运动，自然形成包容工件的内球面（类似轴承外圈内滚道），其曲率近似等于球面滚子最大直径的一半，当油石运动到工件最大直径处时油石曲率与工件最大直径圆几乎重合，这时接触线最长，当油石运动到工件最小直径处时油石与工件只有相切的切点接触，从而产生不均匀的切削力破坏工件曲率形状，影响了超精精度；二、摆臂的长度与工件曲率成正比，当曲率很大时在设备制造上有很大的难度。所以，现有技术无法满足市场需求。在机床坐标系中，规定刀具远离工件的方向为Z轴。
球面滚子的表面形状主要可分为三类：第一种是曲率中心面位于滚子轴线中分线时，滚子两端直径相同，球面滚子表面形状为对称鼓形圆弧面；第二种是曲率中心面位于滚子轴线中分线，滚子两端直径相同，球面滚子表面形状为两端圆弧面、中段圆柱面；第三种是曲率中心面偏离滚子轴线中分线时，滚子两端直径不相同，球面滚子表面形状就形成近似圆锥形圆弧面。
发明内容
本发明的目的就是为了克服现有球面滚子超精加工方法易导致滚子的曲率形状发生改变而影响超精精度的缺陷，提供一种超精精度高并能改善曲率精度的球面滚子超精加工方法。
为此，本发明采用以下技术方案：一种球面滚子超精加工方法，球面滚子以其轴线为中心旋转，油石由摆臂驱动在球面滚子表面来回摆动研磨，摆臂的摆动以摆动主轴为摆动中心，其特征是：摆动主轴位于球面滚子曲率中心面上，油石的Z轴进给方向与摆动主轴轴线平行，油石在球面滚子表面的运动轨迹与滚子母线不重合；先根据球面滚子的长度调整确定油石与摆动主轴的间距，使油石与摆动主轴的间距满足油石运动轨迹弧的弦长大于滚子长度；然后通过调整通过调整摆动主轴轴线与滚子轴线之间的距离，来获得所需的球面滚子曲率和误差很小的曲率形状，曲率大小和摆动主轴轴线与滚子轴线之间的距离成正比。
当滚子曲率中心面在滚子轴线中分线时，调整摆动主轴轴线与滚子轴线之间的距离，使油石在滚子中段不与滚子接触，则就能超精加工中段为圆柱面的滚子，如果油石与滚子表面全段接触，则能超精加工表面形状为对称鼓形圆弧面的球面滚子；当滚子曲率中心面偏离滚子轴线中分线时，调整摆动主轴轴线与滚子轴线之间的距离，使油石与滚子表面全段接触，则能超精加工表面形状就形成近似圆锥形圆弧面的球面滚子。
使用本发明可以达到以下有益效果：1、能使油石自然形成的工作面在任何位置与球面滚子超精面完全贴合，提高超精精度；2、能通过调整摆动主轴轴线与任一确定滚子径向平面的夹角来获得所需的球面滚子曲率，对球面滚子的曲率起修整作用，在保证球面形状的前提下改善曲率精度。
附图说明
图1是本发明方法的侧视方向原理示意图。
图2是本发明方法的正视方向原理示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明方法进行详细描述。
如图1、图2所示，本发明方法采用油石3作为超精加工刀具，油石安装在摆臂2前端上，摆臂2后端安装在摆动主轴1上，摆动主轴始终位于球面滚子4的曲率中心面上，坐标系中以油石3离开球面滚子4的方向设定为Z轴，油石3的Z轴进给方向上与摆动主轴1的轴线平行；超精加工时先根据球面滚子的长度调整确定油石3与摆动主轴1的间距，使油石3与摆动主轴1的间距满足油石运动轨迹弧的弦长大于滚子长度，然后通过调整摆动主轴轴线5与滚子轴线6之间的距离来获得所需的球面滚子曲率和误差很小的曲率形状，曲率大小和摆动主轴轴线5与滚子轴线6之间的距离成正比；球面滚子4以其轴线为中心旋转，摆臂以摆动主轴1为旋转中心摆动，油石3由摆臂2驱动在球面滚子4表面来回摆动研磨，油石3在球面滚子4表面的运动轨迹与滚子母线不重合。
Claims (1)
1.一种球面滚子超精加工方法，球面滚子以其轴线为中心旋转，油石由摆臂驱动在球面滚子表面来回摆动研磨，摆臂的摆动以摆动主轴为摆动中心，其特征在于：摆动主轴位于球面滚子曲率中心面上，油石的Z轴进给方向与摆动主轴轴线平行，油石在球面滚子表面的运动轨迹与滚子母线不重合；先根据球面滚子的长度调整确定油石与摆动主轴的间距，使油石与摆动主轴的间距满足油石运动轨迹弧的弦长大于滚子长度；然后通过调整摆动主轴轴线与滚子轴线之间的距离，来获得所需的球面滚子曲率和误差很小的曲率形状，曲率大小和摆动主轴轴线与滚子轴线之间的距离成正比。
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