CN103128643A - 轴承套圈及滚动体球面磨超加工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了轴承套圈及滚动体球面磨超加工方法，属于超精加工技术领域。现有工件球面磨超加工方法加工效率和加工精度不高，本发明方法采用安装在主轴上工作端成筒形的油石为加工刀具，油石中心线与主轴轴心线同轴，主轴轴心线位于球面曲率中心面上，油石的Z轴进给方向与主轴轴心线平行，通过调整主轴轴心线与工件轴心线之间的距离，来获得所需的球面曲率和误差很小的曲率形状，球面滚子以其轴心线为中心旋转，油石由主轴带动单向旋转实现修磨和油石自身修整，油石正反向不同角度交替旋转实现超精和油石自身修整，油石先单向旋转后正反向等角度交替旋转实现修磨和超精一次性加工。本发明方法能提高超精精度和加工效率，并能改善曲率精度。
Description
技术领域
本发明属于零件磨超加工技术领域，尤其与球面磨超加工方法有关。
背景技术
轴承套圈、滚动体等零件都具有球面表面，球面就是由母线绕中心线旋转形成。球面的形状主要有三种，第一种是母线为弧形；第二种是母线中段为直线，两头为弧坡，两头的曲率中心为同一个；第三种是母线中段为直线，两头为弧坡并各有独立的曲率中心。曲率中心就是母线圆弧圆心的位置点，形成球面的母线位置点不在同一点，所以曲率中心的集合会形成一个平面，即曲率中心面。一般，在机床坐标系中，规定刀具远离工件的方向为Z轴。
球面精度是影响轴承套圈、滚动体质量的关键因素，其主要精度指标为粗糙度和曲率形状。目前，解决球面精度的现有技术，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，超精加工与磨削加工分别由不同的设备进行，即使所谓的磨超一体机，也仅仅是把二种机构放在同一个床身上而已，超精加工刀具采用条形、柱形、块状油石，存在的敝端主要有：一、工件球面在磨削中，很难做到既能保证圆度、棱圆度又能保证粗糙度，常用方法是靠砂轮刀经常修整砂轮以确保圆度、棱圆度为主，粗糙度、曲率形状需通过超精来解决，相应加工高效益比较低，并且从磨削机构转到超精机构上超精时，两者的曲率大小、曲率形状、中心位置无法调到完全吻合，在不吻合的情况下进行超精，其结果会造成工件与油石相互影响，无法保证工件的球面精度；二、现有超精方式采用的油石都是条形、柱形或方块形，且工作面长度、直径都是小于球面圆弧上的最长弦，且无自修整功能，油石工作面无法保证与球面上的运动轨迹均匀贴合，这样会造曲率形状被破坏，影响加工精度。
发明内容
本发明的目的就是为了克服现有工件球面磨超加工方法加工效率和加工精度不高的缺陷，提供能保证较高加工精度的轴承套圈及滚动体球面磨超加工方法。
为此，本发明采用以下技术方案：一种轴承套圈及滚动体球面磨超加工方法，工件以其自身轴心线为中心旋转，采用油石作为加工刀具，其特征是：所述的油石工作端呈筒形，油石的内径大于待加工球面弧线的弦长，油石安装在一主轴上，油石中心线与主轴轴心线同轴，主轴轴心线位于球面的曲率中心面上，油石的Z轴进给方向与所述主轴轴心线平行，通过调节主轴轴心线与工件轴心线之间的距离，来获得所需的球面滚子曲率和误差很小的曲率形状，油石在主轴带动下单方向旋转，实现对工件的修磨和油石工作面的自修整。
另一种轴承套圈及滚动体球面磨超加工方法，工件以其自身轴心线为中心旋转，采用油石作为加工刀具，其特征是：所述的油石工作端呈筒形，油石的内径大于待加工球面弧线的弦长，油石安装在一主轴上，油石中心线与主轴轴心线同轴，主轴轴心线位于球面的曲率中心面上，油石的Z轴进给方向与所述主轴轴心线平行，通过调节主轴轴心线与工件轴心线之间的距离，来获得所需的球面滚子曲率和误差很小的曲率形状，油石在主轴带动下按正反两方向交替旋转，正反方向的旋转存在角度差，实现对工件的超精和油石工作面的自修整。
另一种轴承套圈及滚动体球面磨超加工方法，工件以其自身轴心线为中心旋转，采用油石作为加工刀具，其特征是：所述的油石工作端呈筒形，油石的内径大于待加工球面弧线的弦长，油石安装在一主轴上，油石中心线与主轴轴心线同轴，主轴轴心线位于球面的曲率中心面上，油石的Z轴进给方向与所述主轴轴心线平行，通过调节主轴轴心线与工件轴心线之间的距离，来获得所需的球面滚子曲率和误差很小的曲率形状，油石在主轴带动下先单方向旋转，实现对工件的修磨和油石工作面的自修整，经过一段时间后，油石在主轴带动下按正反两方向等角度交替旋转，实现对工件的修磨和超精一次性加工。
当工件曲率中心面位于工件轴心线中分线时，调整主轴轴心线与工件轴心线之间的距离，使油石的工作面与工件球面全段接触，就能磨超加工完整球面的工件，使油石的工作面在工件中段不与工件接触，则就能磨超加工中段为圆柱面、两端对称并成圆弧面的工件；当工件曲率中心面偏离工件轴心线中分线时，调整摆动主轴轴线与工件轴心线之间的距离，使油石与工件表面全段接触，则能磨超加工表面形状就形成近似圆锥形圆弧面的工件，使油石与工件表面中段不接触，则能磨超加工中段为圆柱面、两端成近似圆锥形圆弧面的工件。
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，并能进行油石加工面自修整，提高超精精度；2、能通过调整主轴轴心线与工件轴心线的距离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是本发明方法的主视方向原理示意图。
图2是本发明方法的侧视方向原理示意图。
图3是本发明方法的俯视方向原理示意图。
图4是图1的A-A剖视图。
图5是图2的B-B剖视图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明方法进行详细描述。
轴承套圈的外表面和内滚道都可以设计为球面结构，外表面为球面的滚动体为球面滚子，轴承套圈和滚动体球面的形状主要有三种，第一种是母线为弧形；第二种是母线中段为直线，两头为弧坡，两头的曲率中心为同一个；第三种是母线中段为直线，两头为弧坡并各有独立的曲率中心。如图1～图5所示，工件2以母线为弧形的球面滚子为实施例，本发明方法采用油石1作为磨超加工刀具，油石1工作端呈筒形，油石1的内径大于待加工球面弧线的弦长，油石安装一主轴上，油石中心线与主轴轴心线同轴，主轴轴心线位于球面的曲率中心面上，坐标系中以油石1离开工件2的方向设定为Z轴，油石1的Z轴进给方向与主轴的轴心线平行。磨超加工时先根据工件2的长度调整确定安装油石1的主轴的轴心线与工件2的轴心线的间距，来获得所需的球面滚子曲率和误差很小的曲率形状，当工件曲率中心面位于工件轴心线中分线时，调整主轴轴心线与工件轴心线之间的距离，使油石的工作面与工件球面全段接触，就能磨超加工完整球面的工件，使油石的工作面在工件中段不与工件接触，则就能磨超加工中段为圆柱面、两端对称并成圆弧面的工件；当工件曲率中心面偏离工件轴心线中分线时，调整摆动主轴轴线与工件轴心线之间的距离，使油石与工件表面全段接触，则能磨超加工表面形状就形成近似圆锥形圆弧面的工件，使油石与工件表面中段不接触，则能磨超加工中段为圆柱面、两端成近似圆锥形圆弧面的工件。磨超加工有三种方式：第一种方式是，工件2以其轴心线为中心旋转，主轴带动油石1单方向旋转，实现对工件的修磨和油石工作面的自修整；第二种方式是，工件2以其轴心线为中心旋转，主轴带动油石1按正反两方向交替旋转，正反方向的旋转存在角度差，实现对工件的超精和油石工作面的自修整；第三种方式是，工件2以其轴心线为中心旋转，主轴带动油石1按正反两方向交替旋转，实现对工件的修磨和超精一次性加工。
Claims (3)
1.一种轴承套圈及滚动体球面磨超加工方法，工件以其自身轴心线为中心旋转，采用油石作为加工刀具，其特征在于：所述的油石工作端呈筒形，油石的内径大于待加工球面弧线的弦长，油石安装在一主轴上，油石中心线与主轴轴心线同轴，主轴轴心线位于球面的曲率中心面上，油石的Z轴进给方向与所述主轴轴心线平行，通过调节主轴轴心线与工件轴心线之间的距离，来获得所需的球面滚子曲率和误差很小的曲率形状，油石在主轴带动下单方向旋转，实现对工件的修磨和油石工作面的自修整。
2.另一种轴承套圈及滚动体球面磨超加工方法，工件以其自身轴心线为中心旋转，采用油石作为加工刀具，其特征在于：所述的油石工作端呈筒形，油石的内径大于待加工球面弧线的弦长，油石安装在一主轴上，油石中心线与主轴轴心线同轴，主轴轴心线位于球面的曲率中心面上，油石的Z轴进给方向与所述主轴轴心线平行，通过调节主轴轴心线与工件轴心线之间的距离，来获得所需的球面滚子曲率和误差很小的曲率形状，油石在主轴带动下按正反两方向交替旋转，正反方向的旋转存在角度差，实现对工件的超精和油石工作面的自修整。
3.另一种轴承套圈及滚动体球面磨超加工方法，工件以其自身轴心线为中心旋转，采用油石作为加工刀具，其特征在于：所述的油石工作端呈筒形，油石的内径大于待加工球面弧线的弦长，油石安装在一主轴上，油石中心线与主轴轴心线同轴，主轴轴心线位于球面的曲率中心面上，油石的Z轴进给方向与所述主轴轴心线平行，通过调节主轴轴心线与工件轴心线之间的距离，来获得所需的球面滚子曲率和误差很小的曲率形状，油石在主轴带动下先单方向旋转，实现对工件的修磨和油石工作面的自修整，经过一段时间后，油石在主轴带动下按正反两方向等角度交替旋转，实现对工件的修磨和超精一次性加工。
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2011
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