CN106863018A - 超高精度轴承外滚道磨削工艺 - Google Patents

超高精度轴承外滚道磨削工艺 Download PDF

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邹星波
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唐兴
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Abstract

本发明公开了超高精度轴承外滚道磨削工艺，它包括以下步骤：（1）、工件夹持：以磁性夹钳作为工件靠山，用前支撑座和后支撑座从两个方向给工件提供支持；（2）、砂轮轴・工件主轴・金刚石修整轴的芯高确定：工件主轴与金刚石主轴芯高平行，工件主轴高于砂轮轴0.4mm；（3）、确定砂轮与工件的转速比：使砂轮与工件的转速比达到（550‑650）:1；（4）、砂轮磨面：用金刚笔对砂轮进行修整，修整补正量设置为0.02mm，修整角度设置20°，定期的把金刚笔向右回转９０°（5）、主轴与工件的中心位置确定：根据工件寸法的变化，前支撑座和后支撑座向工件内侧移行，磨出想要的精度。本发明的有益效果是使生产的轴承达到P4级。

Description

超高精度轴承外滚道磨削工艺
技术领域
本发明涉及轴承制造领域，尤其涉及超高精度轴承外滚道磨削工艺。
背景技术
随着中国经济的迅猛发展和人民生活水平的提高,空调的需求量迅速增长,由此带动了中国空调制造业的飞跃发展。中国原有的空调企业不断扩大生产规模,新的企业又不断涌现,同时世界著名空调制造商也纷纷在中国投资建厂,参与市场份额竞争及出口。近十年来中国空调产量和出口比例每年增加量都在500万台左右当前,市场对空调的性能,尤其对空调的静音性能、能耗性能、免维护性能和价格提出了更高的要求。由于静音轴承的评价需要一定的技术、设备和漫长的时间,多数轴承制造商目前尚无能力对其进行评价。
外滚道磨床是用于磨削轴承内圈外滚道的加工机床，不同型号轴承内圈外滚道的曲率半径是不相同的，轴承内圈外滚道的磨削采用成型法，也就是通过金刚笔来修正砂轮外轮廓，并使砂轮的外轮廓与轴承内圈外滚道相配，再通过修正的砂轮在外滚道磨床上来磨削轴承内圈外滚道。
在实际生产中通常的方法是由人工手拿标准球并靠在金刚笔上，根据经验和手感来调整金刚笔的位置，然后再对砂轮外轮廓进行修整并试磨轴承内圈外滚道，经过刮色后来看轴承内圈外滚道是否符合设计要求，这一过程需要经过多次反复，效率低，修整的精度较差。中国发明专利申请号CN201310149776.5公开了一种用于外滚道磨床的修整器及修整砂轮外轮廓的方法，修整器含夹块(2)、纵向燕尾板(3)、横向燕尾板(4)、横向调整手轮(5)、纵向调整手轮(6)、升降螺杆(7)、底板(8)、固定板(9)、升降螺母(10)、磁力座(11)，将标准钢球(1)夹持在夹块，磁力座吸合在修整平台，具有X方向左右回转的回转架(16)对准标准钢球，顶丝(12)将千分表(17)固定，沿标准钢球外轮廓摆动千分表，摆动过程确定了回转架沿X方向左右回转的运行轨迹，再将金刚笔(15)装在回转架上，沿Y方向移动砂轮架(13)至笔尖附近，在砂轮回转情况下往复摆动回转架即可对砂轮外轮廓进行修整，修整完毕的砂轮可用来磨削轴承内圈外滚道。该方法可以对砂轮进行精确修整，但在用砂轮对工件进行磨削的过程中依然存在误差，磨削的角度和偏心不能统一，不能从源头上控制轴承外滚道的磨削误差。
发明内容
本发明要解决的技术问题是现有的用砂轮磨削轴承外滚道时磨削的角度和偏心不可控，使得磨削出来的轴承外滚道尺寸不稳定，加工不了超高精度的轴承外滚道，为此提供一种超高精度轴承外滚道磨削工艺。
本发明的技术方案是：超高精度轴承外滚道磨削工艺，它包括以下步骤：（1）、工件夹持：以磁性夹钳作为工件靠山，用前支撑座和后支撑座从两个方向给工件提供支持；（2）、砂轮轴・工件主轴・金刚石修整轴的芯高确定：工件主轴与金刚石主轴芯高平行，工件主轴高于砂轮轴0.4mm；（3）、确定砂轮与工件的转速比：使砂轮与工件的转速比达到（550-650）:1；（4）、砂轮磨面：用金刚笔对砂轮进行修整，修整补正量设置为0.02mm，修整角度设置为20°，定期的把金刚笔向右回转９０°；（5）、主轴与工件的中心位置确定：根据工件寸法的变化，前支撑座和后支撑座向工件内侧移行，磨出想要的精度。
上述方案中所述步骤（1）中磁性夹钳中心与工件中心有水平方向0.1-0.2mm、垂直方向0.05-0.15mm的偏心量。
上述方案中所述后支撑座与工件接触点位于工件中心下方且与工件水平中轴线呈5°夹角，前支撑座与工件接触点位于工件中心下方且与工件水平中轴线呈126°夹角，前支撑座和后支撑座之间设有75°夹角。
上述方案中所述金刚笔是12面体。
本发明的有益效果是把工件支撑模块化，使磨削的角度与偏心固定下来，摒弃了靠磨工手动调整支撑角度与偏心的工艺方法，能够完成工件尺寸稳定性，形成真圆度，使生产的轴承达到P4级。
附图说明
图1是本发明磨削状态示意图；
图中，1、前支撑座，2、后支撑座，3、砂轮，4、工件。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步说明。
如图1所示，超高精度轴承外滚道磨削工艺，它包括以下步骤：（1）、工件夹持：以磁性夹钳作为工件靠山，用前支撑座1和后支撑座2从两个方向给工件提供支持；（2）、砂轮轴・工件主轴・金刚石修整轴的芯高确定：工件主轴与金刚石主轴芯高平行，工件主轴高于砂轮轴0.4mm；（3）、确定砂轮3与工件4的转速比：使砂轮与工件的转速比达到（550-650）:1；（4）、砂轮磨面：用金刚笔对砂轮进行修整，修整补正量设置为0.02mm，修整角度设置为20°，定期的把金刚笔向右回转９０°；（5）、主轴与工件的中心位置确定：根据工件寸法的变化，前支撑座和后支撑座向工件内侧移行，磨出想要的精度。
金刚笔是金刚石笔的简称，金刚石笔又叫金刚石砂轮修整笔，当使用金刚笔对砂轮进行修整时，修整补正量设置为0.02mm，修整角度设置为20°，金刚笔优选是12面体规格，并定期对金刚笔进行向右回转90°，该期限可以是每隔10-20s。
实施例1：（1）、工件夹持：以磁性夹钳作为工件靠山，用前支撑座和后支撑座从两个方向给工件提供支持，磁性夹钳中心与工件中心有水平方向0.1mm、垂直方向0.05mm的偏心量，后支撑座与工件接触点位于工件中心下方且与工件水平中轴线呈5°夹角，前支撑座与工件接触点位于工件中心下方且与工件水平中轴线呈126°夹角，前支撑座和后支撑座之间设有75°夹角；（2）、砂轮轴・工件主轴・金刚石修整轴的芯高确定：工件主轴与金刚石主轴芯高平行，工件主轴高于砂轮轴0.4mm；（3）、确定砂轮与工件的转速比：砂轮转速为55000m/min，工件转速为100m/min，使砂轮与工件的转速比达到550:1；（4）、砂轮磨面：用金刚笔对砂轮进行修整，修整补正量设置为0.02mm，修整角度设置为20°，每隔10s把金刚笔向右回转９０°；（5）、主轴与工件的中心位置确定：根据工件寸法的变化，前支撑座和后支撑座向工件内侧移行，磨出想要的精度。
实施例2：（1）、工件夹持：以磁性夹钳作为工件靠山，用前支撑座和后支撑座从两个方向给工件提供支持，磁性夹钳中心与工件中心有水平方向0.15mm、垂直方向0.1mm的偏心量，后支撑座与工件接触点位于工件中心下方且与工件水平中轴线呈5°夹角，前支撑座与工件接触点位于工件中心下方且与工件水平中轴线呈126°夹角，前支撑座和后支撑座之间设有75°夹角；（2）、砂轮轴・工件主轴・金刚石修整轴的芯高确定：工件主轴与金刚石主轴芯高平行，工件主轴高于砂轮轴0.4mm；（3）、确定砂轮与工件的转速比：砂轮转速为72000m/min，工件转速为120m/min，使砂轮与工件的转速比达到600:1；（4）、砂轮磨面：用金刚笔对砂轮进行修整，修整补正量设置为0.02mm，修整角度设置为20°，每隔15s把金刚笔向右回转９０°；（5）、主轴与工件的中心位置确定：根据工件寸法的变化，前支撑座和后支撑座向工件内侧移行，磨出想要的精度。
实施例3：（1）、工件夹持：以磁性夹钳作为工件靠山，用前支撑座和后支撑座从两个方向给工件提供支持，磁性夹钳中心与工件中心有水平方向0.2mm、垂直方向0.15mm的偏心量，后支撑座与工件接触点位于工件中心下方且与工件水平中轴线呈5°夹角，前支撑座与工件接触点位于工件中心下方且与工件水平中轴线呈126°夹角，前支撑座和后支撑座之间设有75°夹角；（2）、砂轮轴・工件主轴・金刚石修整轴的芯高确定：工件主轴与金刚石主轴芯高平行，工件主轴高于砂轮轴0.4mm；（3）、确定砂轮与工件的转速比：砂轮转速为65000m/min，工件转速为100m/min，使砂轮与工件的转速比达到650:1；（4）、砂轮磨面：用金刚笔对砂轮进行修整，修整补正量设置为0.02mm，修整角度设置为20°，每隔20s把金刚笔向右回转９０°；（5）、主轴与工件的中心位置确定：根据工件寸法的变化，前支撑座和后支撑座向工件内侧移行，磨出想要的精度。
在步骤（5）中由于工件中心与磁性夹钳中心偏心量的存在，工件重心偏向前支撑座，前支撑座会给工件一个向后支撑座移动的推力，前支撑座和后支撑座沿图1中顺时针方向移动，同时砂轮沿逆时针靠近工件中心，磨削出想要的精度。本发明能够使得工件尺寸稳定，形成真圆度，使生产的轴承达到P4级。
传统的金刚笔的轴线与砂轮接触面呈为10-15°，这样，当金刚笔的笔尖磨顿后，可以将金刚笔旋转1/8~1/4圈，从而形成新的尖锐的笔尖，保证了修整的顺利进行。本发明将金刚笔的轴线与砂轮接触面呈20°的倾斜角，结合其修整补正量、定期的把金刚笔向右回转９０°，可以延长金刚笔笔尖磨钝的时间，提高修整效率，减少金刚笔的损耗，相比传统的金刚笔修整工艺可以使金刚笔的使用寿命延长10%-15%。

Claims (4)

1.超高精度轴承外滚道磨削工艺，其特征是它包括以下步骤：（1）、工件夹持：以磁性夹钳作为工件靠山，用前支撑座和后支撑座从两个方向给工件提供支持；（2）、砂轮轴・工件主轴・金刚石修整轴的芯高确定：工件主轴与金刚石主轴芯高平行，工件主轴高于砂轮轴0.4mm；（3）、确定砂轮与工件的转速比：使砂轮与工件的转速比达到（550-650）:1；（4）、砂轮磨面：用金刚笔对砂轮进行修整，修整补正量设置为0.02mm，修整角度设置为20°，定期的把金刚笔向右回转９０°（5）、主轴与工件的中心位置确定：根据工件寸法的变化，前支撑座和后支撑座向工件内侧移行，磨出想要的精度。
2.如权利要求1所述的超高精度轴承外滚道磨削工艺，其特征是所述步骤（1）中磁性夹钳中心与工件中心有水平方向0.1-0.2mm、垂直方向0.05-0.15mm的偏心量。
3.如权利要求2所述的超高精度轴承外滚道磨削工艺，其特征是所述后支撑座与工件接触点位于工件中心下方且与工件水平中轴线呈5°夹角，前支撑座与工件接触点位于工件中心下方且与工件水平中轴线呈126°夹角，前支撑座和后支撑座之间设有75°夹角。
4.如权利要求3所述的超高精度轴承外滚道磨削工艺，其特征是所述金刚笔是12面体。
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