CN103586770A - 一种用于三瓣波轴承外滚道的磨削夹具及其加工方法 - Google Patents

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Abstract

一种用于三瓣波轴承外滚道的磨削夹具及其加工方法，它涉及一种弹力夹具。本发明为了解决现有三瓣波轴承外滚道存在加工难度大，又没有专用的磨削夹具，导致加工周期长以及废品率高的问题。本发明的磨削夹具为圆盘状夹具体，夹具体上靠近其外沿处设有圆环状凸台，夹具体的中心设有不规则圆孔，不规则圆孔与圆环状凸台之间设有定位孔。磨削夹具的加工方法：步骤一、加工工件毛坯外端面和圆环状凸台；步骤二、磨削端面、外圆、内孔；步骤三、钻削定位孔铣削不规则圆孔；步骤四、对加工后的工件进行淬火及冷处理；步骤五、磨削端面、外、内表面，最后采用数控机床，磨削复杂的非圆内孔表面。本发明用于三瓣波轴承外滚道的磨削。

Description

一种用于三瓣波轴承外滚道的磨削夹具及其加工方法
技术领域
本发明涉及一种磨削夹具及其加工方法，具体涉及一种用于三瓣波轴承外滚道的磨削夹具及其加工方法。
背景技术
“三瓣波”型滚道轴承是在航空发动机上使用的短圆柱滚子轴承。该轴承的特点是转速高，载荷大，为防止滚子在旋转过程中出现轻载打滑现象，其滚道设计成“三瓣波”的梅花瓣形的轮廓曲线，其滚道形状的各项精度要求严格，由于“三瓣波”型中通过中心的每点直径差小于2μm，存在加工难度大，又没有专用的磨削夹具，导致加工周期长以及废品率高的问题。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有三瓣波轴承外滚道存在加工难度大，又没有专用的磨削夹具，导致加工周期长以及废品率高的问题。进而提供一种用于三瓣波轴承外滚道的磨削夹具及其加工方法。
本发明的技术方案是：一种用于三瓣波轴承外滚道的磨削夹具及其加工方法，它包括夹具体，所述夹具体为圆盘状夹具体，夹具体上靠近其外沿处设有圆环状凸台，夹具体的中心设有不规则圆孔，所述不规则圆孔包括三段第一圆弧、三段第二圆弧和多段过渡圆弧，三段第一圆弧和三段第二圆弧间隔设置，且每一段第一圆弧与每一段第二圆弧的交汇处设有过渡圆弧，共同围设成不规则圆孔，第一圆弧的直径小于第二圆弧的直径，所述不规则圆孔与圆环状凸台之间设有定位孔。
本发明还提供了一种加工三瓣波轴承外滚道的磨削夹具的方法，其具体加工步骤如下：
步骤一、在车床上加工工件毛坯外端面和圆环状凸台；
步骤二、在磨床上磨削端面、外圆、内孔；
步骤三、在钻铣加工中心车床上钻削定位孔，铣削不规则圆孔；
步骤四、对加工后的工件进行淬火及冷处理，淬火及冷处理后的工件洛氏硬度为60-64；步骤五、将经过淬火及冷处理的工件在曲线磨床上磨削端面、外、内表面，最后采用专门的数控机床，磨削复杂的非圆内孔表面，磨削的圆度为0.7μm；壁厚为1μm；直径差为1μm；垂直差为1μm，至此，完成了对用于三瓣波轴承外滚道的磨削夹具的加工。
本发明与现有技术相比具有以下效果：
1.本发明的夹具根据弹性变形的原理，通过将待加工的三瓣波轴承外滚道放置到不规则圆孔内，进行磨削，能够保证三瓣波轴承外滚道的加工质量，使用其加工的三瓣波轴承外滚道能够达到设计的精度要求，废品率仅为1-3%，单件三瓣波轴承外滚道的加工周期由原来的4小时降低到现在的30分钟，同时，本发明的夹具操作简单，节约工序。
2.本发明结构简单，生产制造容易，成本低廉。
附图说明
图1是本发明的俯视图；图2是图1的主剖视图；图3是非圆内孔表面的结构示意图。
具体实施方式
具体实施方式一：结合图1和图2说明本实施方式，本实施方式包括夹具体1，所述夹具体1为圆盘状夹具体，夹具体1上靠近其外沿处设有圆环状凸台2，夹具体1的中心设有不规则圆孔3，所述不规则圆孔3包括三段第一圆弧4、三段第二圆弧5和多段过渡圆弧7，三段第一圆弧4和三段第二圆弧5间隔设置，且每一段第一圆弧4与每一段第二圆弧5的交汇处设有过渡圆弧7，共同围设成不规则圆孔3，第一圆弧4的直径小于第二圆弧5的直径，所述不规则圆孔3与圆环状凸台2之间设有定位孔6。
具体实施方式二：结合图1说明本实施方式，本实施方式的每一段第一圆弧4所对应的圆心角为56°。如此设置，便于与待加工的三瓣波轴承外滚道的外轮廓形状相匹配。其它组成和连接关系与具体实施方式一相同。
具体实施方式三：结合图1说明本实施方式，本实施方式的每一段第二圆弧5所对应的圆心角为40°。如此设置，便于与待加工的三瓣波轴承外滚道的外轮廓形状相匹配。其它组成和连接关系与具体实施方式二相同。
具体实施方式四：结合图1说明本实施方式，本实施方式的每一段过渡圆弧7所对应的圆心角为12°。如此设置，便于与待加工的三瓣波轴承外滚道的外轮廓形状相匹配。其它组成和连接关系与具体实施方式三相同。
具体实施方式五：结合图1和图2说明本实施方式，本实施方式的不规则圆孔3与圆环状凸台2之间设有定位凹槽8。如此设置，便于定位。其它组成和连接关系与具体实施方式四相同。
具体实施方式六：结合图1和图2说明本实施方式，本实施方式的夹具体1的直径为100mm。如此设置，便于与待加工的三瓣波轴承外滚道相匹配。其它组成和连接关系与具体实施方式五相同。
具体实施方式七：结合图1和图2说明本实施方式，本实施方式的圆环状凸台2的厚度为H，H为4mm。如此设置，便于夹具的装夹定位。其它组成和连接关系与具体实施方式六相同。
具体实施方式八：结合图1和图2说明本实施方式，本实施方式的圆环状凸台2外沿与夹具体1外沿之间的距离为0.5mm。如此设置，便于满足装夹需求。其它组成和连接关系与具体实施方式七相同。
具体实施方式九：结合图1-图3说明本实施方式，本实施方式的具体加工步骤如下：
步骤一、在车床上加工工件毛坯外端面和圆环状凸台；
步骤二、在磨床上磨削端面、外圆、内孔；
步骤三、在钻铣加工中心车床上钻削定位孔，铣削不规则圆孔；
步骤四、对加工后的工件进行淬火及冷处理，淬火及冷处理后的工件洛氏硬度为60-64；
步骤五、将经过淬火及冷处理的工件在曲线磨床上磨削端面、外、内表面，最后采用专门的数控机床，磨削复杂的非圆内孔表面，磨削的圆度为0.7μm；壁厚为1μm；直径差为1μm；垂直差为1μm，至此，完成了对用于三瓣波轴承外滚道的磨削夹具的加工。
步骤五中的非圆表面图形特点为：通过圆心的所有线段等长即＝d1,a=0.5即每0.5°取一个点。
该图形非圆表面的计算公式为：
P3Gf()(Polygon P3G,xy=f(Approximation DIN))
d1=Nominal Diameter
e=Eccentric Dimension
rm=d1/2
x=rm*cos(angle)–2*e*cos(2*angle)+e*cos(4*angle)
y=rm*sin(angle)+2*e*sin(2*angle)+e*sin(4*angle)。
具体实施方式十：结合图1和图2说明本实施方式，本实施方式的步骤一中的工件毛坯材料为GCr15。如此设置，便于满足三瓣波轴承外滚道的装夹需求。其它组成和连接关系与具体实施方式九相同。
本发明根据弹性变形的原理。磨削三瓣波轴承外滚道时，将三瓣波轴承外滚道过盈配合夹紧到不规则圆孔3内，三瓣波轴承外滚道在夹具力的作用下，使外径及滚道产生变形，其形状为三瓣波轮廓，然后按照正常滚道的磨削方法加工，这时加工的滚道为正圆形，各项精度尺寸达到工艺要求的圆度1μm；壁厚3μm；直径差1μm；垂直差1μm。将三瓣波轴承外滚道从夹具上拆卸下来，其外径由于自身的弹性，恢复原状，这时的三瓣波轴承外滚道由于在夹紧的变形的最低点变成了最高点，从而完成了三瓣波形的轮廓。三瓣波轴承外滚道的各项精度要求均达到成品要求。

Claims (10)

1.一种用于三瓣波轴承外滚道的磨削夹具，其特征在于：它包括夹具体（1），所述夹具体（1）为圆盘状夹具体，夹具体（1）上靠近其外沿处设有圆环状凸台（2），夹具体（1）的中心设有不规则圆孔（3），所述不规则圆孔（3）包括三段第一圆弧（4）、三段第二圆弧（5）和多段过渡圆弧（7），三段第一圆弧（4）和三段第二圆弧（5）间隔设置，且每一段第一圆弧（4）与每一段第二圆弧（5）的交汇处设有过渡圆弧（7），共同围设成不规则圆孔（3），第一圆弧（4）的直径小于第二圆弧（5）的直径，所述不规则圆孔（3）与圆环状凸台（2）之间设有定位孔（6）。
2.根据权利要求1所述的一种用于三瓣波轴承外滚道的磨削夹具，其特征在于：每一段第一圆弧（4）所对应的圆心角为56°。
3.根据权利要求2所述的一种用于三瓣波轴承外滚道的磨削夹具，其特征在于：每一段第二圆弧（5）所对应的圆心角为40°。
4.根据权利要求3所述的一种用于三瓣波轴承外滚道的磨削夹具，其特征在于：每一段过渡圆弧（7）所对应的圆心角为12°。
5.根据权利要求4所述的一种用于三瓣波轴承外滚道的磨削夹具，其特征在于：所述不规则圆孔（3）与圆环状凸台（2）之间设有定位凹槽（8）。
6.根据权利要求5所述的一种用于三瓣波轴承外滚道的磨削夹具，其特征在于：所述夹具体（1）的直径为100mm。
7.根据权利要求6所述的一种用于三瓣波轴承外滚道的磨削夹具，其特征在于：所述圆环状凸台（2）的厚度为H，H为4mm。
8.根据权利要求7所述的一种用于三瓣波轴承外滚道的磨削夹具，其特征在于：所述圆环状凸台（2）外沿与夹具体（1）外沿之间的距离为0.5mm。
9.一种加工权利要求1所述的用于三瓣波轴承外滚道的磨削夹具的方法，其特征在于：其具体加工步骤如下：
步骤一、在车床上加工工件毛坯外端面和圆环状凸台；
步骤二、在磨床上磨削端面、外圆、内孔；
步骤三、在钻铣加工中心车床上钻削定位孔，铣削不规则圆孔；
步骤四、对加工后的工件进行淬火及冷处理，淬火及冷处理后的工件洛氏硬度为60-64；步骤五、将经过淬火及冷处理的工件在曲线磨床上磨削端面、外、内表面，最后采用专门的数控机床，磨削复杂的非圆内孔表面，磨削的圆度为0.7μm；壁厚为1μm；直径差为1μm；垂直差为1μm，至此，完成了对用于三瓣波轴承外滚道的磨削夹具的加工。
10.根据权利要求9所述的用于三瓣波轴承外滚道的磨削夹具的加工方法，其特征在于：步骤一中的工件毛坯材料为GCr15。
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