CN105798712B - 一种加工圆锥滚子的软磨工艺及设备 - Google Patents

Abstract

本发明属于滚动轴承制造技术领域，提出一种加工圆锥滚子的软磨工艺及设备。提出的圆锥滚子软磨工艺的设备为对圆锥滚子毛坯进行外圆粗软磨的磨削装置；磨削装置包括有螺旋导辊（1）、砂轮（2）以及托板（4）；螺旋导辊的外圆面具有螺旋槽，螺旋槽的底面具有用于与圆锥滚子外圆面上的环带配合的沟槽，沟槽为沿螺旋槽底面延伸的螺旋沟；砂轮（2）的入口端具有用以对圆锥滚子毛坯外圆面所具有的环带进行磨削的圆锥台体；托板（4）为用以对圆锥滚子进行支承的平板，托板（4）的入口端具有向下倾斜的斜面，且斜面形成用于对环带进行支承的支承面；软磨工艺为对带有环带的圆锥滚子毛坯在上述设备上直接进行磨削，提高了加工效率，降低资源消耗。

Description

一种加工圆锥滚子的软磨工艺及设备

技术领域

本发明属于滚动轴承制造技术领域，涉及一种轴承滚子加工工艺，具体涉及一种加工圆锥滚子的软磨工艺及设备。

背景技术

圆锥滚子的毛坯一般是在冷镦机上经过冲压形成的，其形状由模具的内腔形状决定；但是在实际冲压圆锥滚子的毛坯时，在模具的开合处，即冲压后的圆锥滚子毛坯的圆锥面与大端面交汇处，会多出一条环形凸起带，通常称作环带,如图5所示；环带是圆锥滚子毛坯在冲压过程中产生的多余结构，生产中并不希望它存在，但却又不可避免；因此，在制造圆锥滚子时，所用毛坯只要是冷墩的，在对其磨削前都必须先去除环带。

目前，制造圆锥滚子的工艺路线为：冷墩→软磨→热处理→粗磨外圆→磨球基面→精磨外圆→超精外圆；其中软磨工艺的加工过程为：窜削环带→清洗→粗软磨外圆→软磨端面→细软磨外圆。

上述软磨工艺中窜削环带的实施方法是：将滚子毛坯和窜削介质放在窜桶里搅拌，使它们相互产生无规则的撞击，因环带凸出于毛坯基体，受撞击的机会多，受到的窜削力大，从而容易被窜削掉；但在窜削环带的同时，一些毛刺和尖角也被去除，整个滚子表面也会被窜削掉一层。

由于窜削环带采用的是不受控的无规则的加工方式，它存在以下缺陷：

（1）环带经过窜削后，并不能百分之百被去除，且有的滚子环带残留较大，有的滚子环带残留较小，这就造成进入磨削前，它们的直径尺寸分散度就较大，虽然后面还有多道工序加工，但由于误差复映的原因，仍会影响到产品最终的直径尺寸分散度，特别是精密品，产品最终的直径尺寸分散度难以达到理想精度；

（2）窜削对同一滚子毛坯的不同表面的窜削量不一致，且没有规律，导致窜削后滚子的有些表面的加工留量不足，有些表面的加工留量较大，为了保证后续加工有足够的加工量，必须整体加大毛坯的加工留量；

（3）加工效率低，水、电等资源浪费较大。

由于现行圆锥滚子软磨工艺存在上述缺陷，因此，生产中往往导致加工的精密圆锥滚子直径变动量超差，从而造成废品率高，生产效率低，资源浪费较大。

发明内容

为了解决现行圆锥滚子软磨工艺中存在的问题，本发明的目的是提出一种加工圆锥滚子的软磨工艺及设备。

本发明为完成上述目的采用如下技术方案：

一种加工圆锥滚子的软磨设备，所述的设备为对圆锥滚子毛坯进行外圆粗软磨的磨削装置；所述的磨削装置包括有连接于外圆无心磨床导轮轴上的螺旋导辊、与螺旋导辊配合对圆锥滚子毛坯进行外圆磨削的砂轮以及位于螺旋导辊与砂轮之间用以对圆锥滚子毛坯进行支承和定位的托板；所述的螺旋导辊为可随所述的导轮轴转动的结构；所述螺旋导辊的外圆面上具有用于与圆锥滚子毛坯的外圆面接触、驱动圆锥滚子毛坯旋转和进给螺旋槽；所述螺旋槽的底面具有用于与圆锥滚子外圆面上所具有的环带配合的沟槽，且所述的沟槽为沿螺旋槽底面延伸的螺旋沟；所述砂轮的入口端具有用以对圆锥滚子毛坯外圆面所具有的环带进行磨削的圆锥台体，所述的圆锥台体为沿圆锥滚子毛坯的进给方向，即，沿砂轮的入口端向出口端渐扩径的结构；所述砂轮的出口端为与所述的圆锥台体连接的圆柱体，用于对环带磨削后的圆锥滚子毛坯的外圆面进行粗磨；所述的圆锥滚子毛坯在螺旋导辊的带动下向前进给的过程中，首先由砂轮的所述圆锥台体对圆锥滚子毛坯外圆面上所具有的环带进行磨削，然后由砂轮的所述圆柱体对环带磨削后的圆锥滚子毛坯外圆进行粗磨；所述的托板为用以对圆锥滚子毛坯进行定位和支承的板状结构，所述的托板的入口端具有具有向下倾斜的斜面，且所述的斜面形成用于对圆锥滚子毛坯外圆面上所具有的环带进行支承和定位的支承面。

所述螺旋沟的底面为一条平行于螺旋导辊轴线的直线随螺旋槽同步旋转所形成的曲面；所述螺旋沟的其中一个侧面垂直于螺旋导辊的轴线，另一个侧面沿螺旋槽与滚子端面接触的面向轴线方向延伸；所述螺旋沟的底面与两侧面相交处采用圆弧过渡。

所述砂轮圆锥台体的锥角为2～5°。

所述砂轮圆锥台体的长度为圆锥滚子毛坯长度的2倍。

托板上所述斜面的角度为2～5°。

托板上所述斜面的长度为圆锥滚子毛坯长度的2倍。

利用一种加工圆锥滚子的软磨设备对圆锥滚子进行软磨的工艺，所述的工艺包括有抽检圆锥滚子毛坯、软磨环带、粗软磨外圆、软磨端面和细软磨外圆；其具体步骤如下：

1）抽检圆锥滚子毛坯：按照冲压毛坯的技术要求对将要磨削的圆锥滚子毛坯进行抽检，排除环带尺寸不合格的批产品进入磨削；

2）软磨环带：软磨环带为在外圆无心磨床上进行磨削的工艺，将圆锥滚子毛坯外圆面上所述的环带全部磨掉，并将圆锥滚子毛坯外圆面磨去10%的软磨留量，具体步骤为：由上料传送装置将圆锥滚子毛坯送入外圆无心磨床，使圆锥滚子毛坯外圆面上所述的环带位于托板入口端的斜面上，并使圆锥滚子毛坯的环带进入螺旋导辊上所述螺旋沟内，在砂轮一侧环带与位于砂轮入口端所述圆锥台体的外圆面接触，所述的圆锥滚子毛坯在砂轮的磨削作用和螺旋导轮的带动下旋转进给，在圆锥滚子毛坯进给的过程中，首先由位于砂轮入口端所述圆锥台体对圆锥滚子毛坯上的环带进行磨削，环带磨削完成后所述的圆锥滚子进入砂轮所述圆柱体与螺旋导辊之间，由砂轮所述的圆柱体对其外圆进行粗磨；

3）粗软磨外圆：将经过步骤2）软磨环带后的圆锥滚子毛坯放置在外圆无心磨床上，将圆锥滚子毛坯外圆面磨去40%的软磨留量；

4）软磨端面：将经过步骤3)粗软磨外圆后的圆锥滚子毛坯放在双端面磨床上对端面进行软磨，软磨端面磨去全部的软磨留量；

5）细软磨外圆：将经过步骤4)软磨端面后的圆锥滚子毛坯放在无心磨床上进行细软磨外圆；细软磨外圆在无心磨床上贯穿两次，第一次磨去外圆表面30%的软磨留量，第二次磨去外圆表面20%的软磨留量，至此完成圆锥滚子的软磨工艺。

抽检圆锥滚子毛坯时，对环带的技术要求为：

1）根据圆锥滚子的尺寸规格和冷镦冲压工艺，确定圆锥滚子毛坯环带的高度极限值和宽度极限值，进入磨削的圆锥滚子毛坯的环带高度和宽度均不得大于极限值；

2）单个圆锥滚子毛坯的环带高度变动量不得大于环带高度极限值的15%，且最大不得大于0.4mm；

3）单个圆锥滚子毛坯的环带宽度变动量不得大于环带宽度极限值的20%，且最大不得大于0.5mm；

4）一批圆锥滚子毛坯中，圆锥滚子环带与大端面之间的最大轴向距离与最小轴向距离之差不大于0.5mm。

本发明提出的一种加工圆锥滚子的软磨工艺及设备，采用上述技术方案，具有如下有益效果：

1）在螺旋槽底面设计螺旋沟，使圆锥滚子毛坯的环带处于螺旋沟内，从而保证了圆锥滚子毛坯的大部分外圆表面仍与螺旋槽底面吻合接触；

2）砂轮采用在其入口端设置圆锥台体的结构，使其在磨削有环带的圆锥滚子毛坯时，可首先对圆锥滚子毛坯的环带进行磨削，然后再对圆锥滚子毛坯的外圆进行磨削，使环带的磨削和外圆的磨削在同一个外圆无心磨床上进行，提高了工作效率；

3）在托板的入口端的支承面上加工一个斜面，使圆锥滚子毛坯的环带在没有被磨掉前处于斜坡坡面上，随着环带被不断磨小，斜坡的定位升高，直到环带被磨完全掉，托板处于直线段，进入外圆磨削；

综上所述，采用本发明所述的设备对圆锥滚子毛坯进行软磨，把冲压后带有环带的圆锥滚子毛坯放在外圆无心磨床上直接磨削，采用磨削方式代替窜削方式去除环带，达到了在可控状态下彻底去除环带的目的；另外，本发明去除环带和清洗工序取消，用软磨环带一道工序代替，既消除了窜削的加工缺陷，同时又提高了加工效率。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为本发明中托板的结构示意图。

图3为本发明中砂轮的结构示意图

图4为本发明中螺旋导辊的结构示意图。

图5为圆锥滚子毛坯的结构示意图。

图中：1、螺旋导辊，2、砂轮，3、螺旋沟，4、托板,5、圆锥滚子毛坯，6、环带。

具体实施方式

结合附图和具体实施例对本发明加以说明：

如图1所示，一种加工圆锥滚子的软磨设备，所述的设备为对圆锥滚子毛坯进行外圆粗软磨的磨削装置；所述的磨削装置包括有连接于外圆无心磨床导轮轴上的螺旋导辊1、与螺旋导辊1配合对圆锥滚子毛坯5进行外圆磨削的砂轮2以及位于螺旋导辊1与砂轮2之间用以对圆锥滚子毛坯进行支承的托板4；所述的螺旋导辊1为可随所述的导轮轴转动的结构；所述螺旋导辊的外圆面具有用于与圆锥滚子毛坯的外圆面接触的螺旋槽，所述的圆锥滚子毛坯可在螺旋槽的作用下带动下向前进给；所述螺旋槽的底面具有用于与圆锥滚子外圆面上所具有的环带配合的沟槽，且所述的沟槽为沿螺旋槽底面延伸的螺旋沟3；所述砂轮2的入口端具有用以对圆锥滚子毛坯外圆面所具有的环带进行磨削的圆锥台体，所述的圆锥台体为沿圆锥滚子毛坯的进给方向，即由砂轮的入口端向出口端渐扩径的结构；所述砂轮的出口端为与所述的圆锥台体连接的圆柱体，用于对环带磨削后的圆锥滚子毛坯的外圆面进行粗磨；所述的圆锥滚子毛坯5在螺旋导辊的带动下向前进给的过程中，首先由砂轮2的所述圆锥台体对圆锥滚子毛坯外圆面上所具有的环带进行磨削，然后由砂轮2的所述圆柱体对环带磨削后的圆锥滚子毛坯外圆进行粗磨；所述的托板4为用以对圆锥滚子进行支承的板状结构，所述托板4的入口端即圆锥滚子毛坯5的入口端具有向下倾斜的斜面，且所述的斜面形成用于对圆锥滚子毛坯外圆面上所具有的环带进行支承的支承面。

所述螺旋沟3的底面为一条平行于螺旋导辊轴线的直线随螺旋槽同步旋转所形成的曲面；所述螺旋沟3的其中一个侧面垂直于螺旋导辊的轴线，另一个侧面沿螺旋槽与滚子端面接触的面向轴线方向延伸；所述螺旋沟3的底面与两侧面相交处采用圆弧过渡。

砂轮2所述圆锥台体的锥角α为2～5°。

砂轮2所述圆锥台体的长度为圆锥滚子毛坯长度的2倍。

托板4上所述斜面β的角度为2～5°。

托板上所述斜面的长度为圆锥滚子毛坯长度的2倍。

利用一种加工圆锥滚子的软磨设备对圆锥滚子进行软磨的工艺，所述的工艺包括有抽检圆锥滚子毛坯、软磨环带、粗软磨外圆、软磨端面和细软磨外圆；其具体步骤如下：

1）抽检圆锥滚子毛坯：按照冲压毛坯的技术要求对将要磨削的圆锥滚子毛坯进行抽检，排除环带尺寸不合格的批产品进入磨削；

2）软磨环带：软磨环带为在外圆无心磨床上进行磨削的工艺，将圆锥滚子毛坯外圆面上所述的环带全部磨掉，并将圆锥滚子毛坯外圆面磨去10%的软磨留量，具体步骤为：由上料传送装置将圆锥滚子毛坯送入外圆无心磨床，使圆锥滚子毛坯外圆面上所述的环带位于托板入口端的斜面上，并使圆锥滚子毛坯的环带进入螺旋导辊上所述螺旋沟内，在砂轮一侧环带与位于砂轮入口端所述圆锥台体的外圆面接触，所述的圆锥滚子毛坯在砂轮的磨削作用和螺旋导轮的带动下旋转进给，在圆锥滚子毛坯进给的过程中，首先由位于砂轮入口端所述圆锥台体对圆锥滚子毛坯上的环带进行磨削，环带磨削完成后所述的圆锥滚子进入砂轮所述圆柱体与螺旋导辊之间，由砂轮所述的圆柱体对其外圆进行粗磨；

3）粗软磨外圆：将经过步骤2）软磨环带后的圆锥滚子毛坯放置在外圆无心磨床上，将圆锥滚子毛坯外圆面磨去40%的软磨留量；

4）软磨端面：将经过步骤3)粗软磨外圆后的圆锥滚子毛坯放在双端面磨床上对端面进行软磨，软磨端面磨去全部的软磨留量；

5）细软磨外圆：将经过步骤4)软磨端面后的圆锥滚子毛坯放在无心磨床上进行细软磨外圆；细软磨外圆在无心磨床上贯穿两次，第一次磨去外圆表面30%的软磨留量，第二次磨去外圆表面20%的软磨留量，至此完成圆锥滚子的软磨工艺。

上述步骤中粗软磨外圆、软磨端面、细软磨外圆的工艺方法均采用现有技术中已有的技术，在此不做过多说明。

抽检圆锥滚子毛坯时，对环带的技术要求为：

1）根据圆锥滚子的尺寸规格和冷镦冲压工艺，确定圆锥滚子毛坯环带的高度极限值和宽度极限值，进入磨削的圆锥滚子毛坯的环带高度和宽度均不得大于极限值；

2）单个圆锥滚子毛坯的环带高度变动量不得大于环带高度极限值的15%，且最大不得大于0.4mm；

3）单个圆锥滚子毛坯的环带宽度变动量不得大于环带宽度极限值的20%，且最大不得大于0.5mm；

4）一批圆锥滚子毛坯中，圆锥滚子环带与大端面之间的最大轴向距离与最小轴向距离之差不大于0.5mm。

Claims (7)

1.一种加工圆锥滚子的软磨设备，所述的设备为对圆锥滚子毛坯进行外圆粗软磨的磨削装置；所述的磨削装置包括有连接于外圆无心磨床导轮轴上的螺旋导辊（1）、与螺旋导辊（1）配合对圆锥滚子毛坯（5）进行外圆磨削的砂轮（2）以及位于螺旋导辊（1）与砂轮之间、用以对圆锥滚子毛坯进行支承的托板（4）；所述的螺旋导辊（1）为可随所述的导轮轴转动的结构；所述螺旋导辊的外圆面具有用于与圆锥滚子毛坯的外圆面接触、驱动圆锥滚子毛坯旋转和进给的螺旋槽；其特征在于：所述螺旋槽的底面具有用于与圆锥滚子外圆面上所具有的环带配合的沟槽，且所述的沟槽为沿螺旋槽底面延伸的螺旋沟（3）；所述砂轮（2）的入口端具有用以对圆锥滚子毛坯外圆面所具有的环带进行磨削的圆锥台体，所述的圆锥台体为沿圆锥滚子毛坯的进给方向，即由砂轮的入口端向出口端渐扩径的结构；所述砂轮的出口端为与所述的圆锥台体连接的圆柱体，用于对环带磨削后的圆锥滚子毛坯的外圆面进行粗磨；所述的圆锥滚子毛坯（5）在螺旋导辊的带动下向前进给的过程中，首先由砂轮（2）的所述圆锥台体对圆锥滚子毛坯外圆面上所具有的环带进行磨削，然后由砂轮（2）的所述圆柱体对环带磨削后的圆锥滚子毛坯外圆进行粗磨；所述的托板（4）为用以对圆锥滚子毛坯进行定位和支承的的板状结构，所述托板（4）的入口端即圆锥滚子毛坯（5）的入口端具有向下倾斜的斜面，且所述的斜面形成用于对圆锥滚子毛坯外圆面上所具有的环带进行支承和定位的支承面。

2.如权利要求1所述的一种加工圆锥滚子的软磨设备，其特征在于：所述螺旋沟（3）的底面为一条平行于螺旋导辊轴线的直线随螺旋槽同步旋转所形成的曲面；所述螺旋沟（3）的其中一个侧面垂直于螺旋导辊的轴线，另一个侧面沿螺旋槽与滚子端面接触的面向轴线方向延伸；所述螺旋沟的底面与两侧面相交处采用圆弧过渡。

3.如权利要求1所述的一种加工圆锥滚子的软磨设备，其特征在于：砂轮（2）所述圆锥台体的锥角α为2～5°。

4.如权利要求1所述的一种加工圆锥滚子的软磨设备，其特征在于：砂轮（2）所述圆锥台体的长度为圆锥滚子毛坯长度的2倍。

5.如权利要求1所述的一种加工圆锥滚子的软磨设备，其特征在于：托板（4）上所述斜面β的角度为2～5°。

6.如权利要求1所述的一种加工圆锥滚子的软磨设备，其特征在于：托板上所述斜面的长度为圆锥滚子毛坯长度的2倍。

7.利用权利要求1-6任一项所述的一种加工圆锥滚子的软磨设备对圆锥滚子进行软磨的工艺，所述的工艺包括有抽检圆锥滚子毛坯、软磨环带、粗软磨外圆、软磨端面和细软磨外圆；其具体步骤如下：

1）抽检圆锥滚子毛坯：按照冲压毛坯的技术要求对将要磨削的圆锥滚子毛坯进行抽检，排除环带尺寸不合格的批产品进入磨削；

2）软磨环带：软磨环带为在外圆无心磨床上进行磨削的工艺，将圆锥滚子毛坯外圆面上所述的环带全部磨掉，并将圆锥滚子毛坯外圆面磨去10%的软磨留量，具体步骤为：由上料传送装置将圆锥滚子毛坯送入外圆无心磨床，使圆锥滚子毛坯外圆面上所述的环带位于托板入口端的斜面上，并使圆锥滚子毛坯的环带进入螺旋导辊上所述螺旋沟内，在砂轮一侧环带与位于砂轮入口端所述圆锥台体的外圆面接触，所述的圆锥滚子毛坯在砂轮的磨削作用和螺旋导轮的带动下旋转进给，在圆锥滚子毛坯进给的过程中，首先由位于砂轮入口端所述圆锥台体对圆锥滚子毛坯上的环带进行磨削，环带磨削完成后所述的圆锥滚子进入砂轮所述圆柱体与螺旋导辊之间，由砂轮所述的圆柱体对其外圆进行粗磨；

3）粗软磨外圆：将经过步骤2）软磨环带后的圆锥滚子毛坯放置在外圆无心磨床上，将圆锥滚子毛坯外圆面磨去40%的软磨留量；

4）软磨端面：将经过步骤3)粗软磨外圆后的圆锥滚子毛坯放在双端面磨床上对端面进行软磨，软磨端面磨去全部的软磨留量；

5）细软磨外圆：将经过步骤4)软磨端面后的圆锥滚子毛坯放在无心磨床上进行细软磨外圆；细软磨外圆在无心磨床上贯穿两次，第一次磨去外圆表面30%的软磨留量，第二次磨去外圆表面20%的软磨留量，至此完成圆锥滚子的软磨工艺。