CN111975630A - 一种用于超精研磨轴承滚子的导辊 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于超精研磨轴承滚子的导辊，包括水平向平行设置的主导辊和副导辊；主导辊采用铸钢或铸铁制作，该主导辊的外表面上设有螺旋挡板；副导辊包括导辊芯体和导辊壳体；导辊芯体为圆柱体并采用铸钢或铸铁制作；导辊壳体采用高分子塑钢材料制作并热套在导辊芯体上；该导辊壳体的外表面上设有螺旋槽，螺旋槽的螺距与主导辊的外表面上的螺旋挡板的螺距相同，螺旋槽的升角与主导辊的外表面上的螺旋挡板的升角相同。本发明的导辊，能使滚子传动更加平稳、加工定位姿态保持性好，从而能够获得更高的外圆超精表面质量和更稳定的对数曲线凸度造型；同时由于减少滑动磨损并具有一定的自补偿能力，使用寿命也更长。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于超精研磨轴承滚子的导辊。
背景技术
滚动体是滚动轴承的五大元件(内圈、外圈、滚动体、保持架、润滑剂)之一，其质量将直接影响轴承的精度以及服役寿命。圆柱或圆锥滚子是滚子轴承中的滚动体，在内圈和外圈中间的狭小空间内传递运动和载荷，是影响圆锥滚子轴承使用寿命的关键部件。
目前广泛采用的终加工工艺是贯穿式超精研磨，贯穿式超精研磨具有生产效率高，加工滚子质量稳定的优点。滚子定姿态贯穿式超精研磨机床的工作原理如图1所示。图1中主导辊1和副导辊2均水平设置且轴线相互平行，并绕各自的轴线作同向等速旋转运动，其中主导辊1带有螺旋挡边10，副导辊2带有螺旋槽20。当滚子3的半径较小时，主导辊1的螺旋挡边10可适量进入副导辊2的螺旋槽20，从而避免主导辊1和副导辊2发生干涉；另外副导辊2上的螺旋槽20还有助于超精研液的排出。滚子3置于主导辊1和副导辊2之间，主导辊1和副导辊2的形面对滚子3进行姿态控制和旋转驱动，带有螺旋挡边的主导辊1和滚子3大端的球基面接触，螺旋挡边10一方面驱动滚子3不断地向前沿导辊的轴线方向贯穿，另一方面可以隔离两个相邻的滚子3，使得由自动上件机构输送到主导辊1和副导辊2间的滚子3可以在绕自身轴线旋转的同时沿着导辊的轴线方向向前贯穿。一排油石4沿纵向作高频率小幅度振荡运动，并以各自恒定的压力作用于各个滚子3的滚动面，实现对滚子3的滚动面的超精研加工。滚子3、主导辊1和副导辊2与油石在纵向垂直平面内的相互位置关系如图2所示。
一般主、副导辊的材料均采用铸钢或铸铁制作，主要由工业生铁、废钢等钢铁及其合金材料经过高温熔融和铸造成型而得到，除铸铁外，还含及其它铸铁中的碳以石墨形态析出，若析出的石墨呈条片状时的铸铁叫灰口铸铁或灰铸铁、呈蠕虫状时的铸铁叫蠕墨铸铁、呈团絮状时的铸铁叫白口铸铁或码铁、而呈球状时的铸铁就叫球墨铸铁。铸铁材料具有强度高、耐磨性好、摩擦稳定性好等优点。但是也存在表面材料硬度不均匀，缺陷多，容易刮伤滚子表面的问题，影响滚子表面的加工质量。由于滚子的表面需要通过超精研工艺加工出对数曲线形状，所以主、副导辊的表面也需要加工出对应的形状，同时还要调整好主、副导辊1、2的中心距离A，从而使滚子3的中心高和主、副导辊1、2的中心高形成一定的角度θ。主、副导辊的表面加工形状和主、副导辊的相对位置对滚子加工中的受力情况影响很大。对滚子的夹紧力太大，滚子表面容易划伤；夹紧力太小，滚子牵引力不足，滚子容易打滑、停转、卡滞，影响滚子表面的加工形状。而在实际调整过程中，许多角度是无法精确测量的，从而导致主、副导辊的调整非常困难，同时主、副导辊工作一段时间后磨损，相对位置关系、导辊的表面形状也会变化，还需要不断的调整才能保证滚子的加工质量。另外铸铁或铸钢导辊磨损到一定程度后，只能报废。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的缺陷而提供一种用于超精研磨轴承滚子的导辊，它能使滚子传动更加平稳、加工定位姿态保持性好，从而能够获得更高的外圆超精表面质量和更稳定的对数曲线凸度造型；同时，由于滑动磨损的减少并具有一定的自补偿能力，其使用寿命也相较铸铁或铸钢导辊更长。
本发明的目的是这样实现的：一种用于超精研磨轴承滚子的导辊，包括水平向平行设置的主导辊和副导辊；所述主导辊采用铸钢或铸铁制作，该主导辊的外表面上设有螺旋挡板，其中，
所述副导辊包括导辊芯体和导辊壳体；所述导辊芯体为圆柱体并采用铸钢或铸铁制作；所述导辊壳体采用高分子塑钢材料制作并热套在导辊芯体上；该导辊壳体的外表面上设有螺旋槽，螺旋槽的螺距与所述主导辊的外表面上的螺旋挡板的螺距相同，螺旋槽的升角与主导辊的外表面上的螺旋挡板的升角相同。
上述的用于超精研磨轴承滚子的导辊，其中，所述导辊壳体的壁厚为15～20mm。
上述的用于超精研磨轴承滚子的导辊，其中，所述导辊壳体的外表面上的螺旋槽的宽度为7mm，螺旋槽之间的外表面为前小后大且锥度为1.523°的锥面。
上述的用于超精研磨轴承滚子的导辊，其中，所述螺旋挡板的厚度为12mm；螺旋挡板的前侧和后侧一一对应地设有宽度为3mm的前螺旋凹槽和后螺旋凹槽；前螺旋凹槽和后螺旋凹槽之间的主导辊的外表面为前小后大且锥度为1.523°的锥面。
本发明的用于超精研磨轴承滚子的导辊具有以下特点：
1)由于副导辊的塑钢壳体的弹性变形一方面保证了滚子超精研磨过程中运转平稳，同时表面硬度较低且自润滑性能又不会使滚子的表面出现划伤情况；
2)采用塑钢壳体的副导辊后，主、副导辊之间的距离调整精度要求不高只要能夹紧滚子并能驱动滚子旋转即可，副导辊表面为弹性材料，所以在弹性变形下，滚子不会出现主、副导辊之间夹紧力太大，导致滚子表面卡伤、卡死等情况；
3)由于塑钢的弹性且具有自适应性，在塑钢壳体的导辊表面具有一定磨损以后，可以自动补偿磨损后产生的间隙，不需要频繁调整；即使调整也就是再把主、副导辊之间的距离缩小一点，调整起来也非常简单；
4)塑钢壳体的导辊在表面磨损到一定程度后，把塑钢壳体车掉，重新再套一个塑钢壳体即可，所以具有良好的可修复性和经济效益。
附图说明
图1是超精研磨机床的导辊在加工轴承滚子时的侧视图；
图2是超精研磨机床的导辊在加工轴承滚子时滚子、主导辊、副导辊与油石在纵向垂直平面内的相互位置关系图；
图3是本发明的用于超精研磨轴承滚子的导辊的工作状态的俯视图；
图4是本发明的用于超精研磨轴承滚子的导辊中副导辊的俯视图；
图5是图3中的A部位的放大图；
图6是图4中的B部位的放大图。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明作进一步说明。
请参阅图2至图6，本发明的用于超精研磨轴承滚子的导辊，包括水平向平行设置的主导辊1和副导辊2’；其中，
主导辊1采用铸钢或铸铁制作，该主导辊1的外表面上设有厚度为12mm的螺旋挡板10，螺旋挡板10的前侧和后侧一一对应地设有宽度均为3mm的前螺旋凹槽11和后螺旋凹槽12；前螺旋凹槽11和后螺旋凹槽12之间的主导辊1的外表面为前小后大且锥度为1.523°的锥面；
副导辊2’包括导辊芯体2a和导辊壳体2b；导辊芯体2a为圆柱体并采用铸钢或铸铁制作；导辊壳体2b呈壁厚为15～20mm的套筒状并采用高分子塑钢材料制作，高分子塑钢材料采用加入玻璃纤维增强剂的聚酰胺、聚苯硫醚、聚醚醚酮等高强度工程塑料；该导辊壳体2b热套在导辊芯体2a上；该导辊壳体2b的外表面上设有宽度为7mm的螺旋槽20，螺旋槽20的螺距与主导辊1的外表面上的螺旋挡板10的螺距相同，螺旋槽20的升角与与主导辊1的外表面上的螺旋挡板10的升角相同；螺旋槽20之间的外表面为前小后大且锥度为1.523°的锥面。
本发明的用于超精研磨轴承滚子的导辊，由于副导辊2’的导辊壳体采用高强度耐磨擦的高分子塑钢材料制作，塑钢材料的拉伸强度超过50MPa，抗拉强度在500kg/cm2以上，耐冲击性超过50J/m，弯曲弹性率在24000kg/cm2，负载挠曲温度超过100℃，在较宽的温度范围内有较高的强度、韧耐性、刚性，耐蠕变，耐疲劳，耐磨，自润滑性能优良。副导辊2的导辊芯体仍然采用铸钢材料，所以副导辊2的刚度和抗弯型仍然良好，可以保证超精研磨加工的刚度要求。
本发明的用于超精研磨轴承滚子的导辊具有以下特点：
1)由于副导辊的塑钢壳体的弹性变形一方面保证了滚子超精研磨过程中运转平稳，同时表面硬度较低且自润滑性能又不会使滚子的表面出现划伤情况；
2)采用塑钢壳体的副导辊后，主、副导辊之间的距离调整精度要求不高只要能夹紧滚子并能驱动滚子旋转即可，副导辊表面为弹性材料，所以在弹性变形下，滚子不会出现主、副导辊之间夹紧力太大，导致滚子表面卡伤、卡死等情况；
3)由于塑钢的弹性且具有自适应性，在塑钢壳体的导辊表面具有一定磨损以后，可以自动补偿磨损后产生的间隙，不需要频繁调整；即使调整也就是再把主、副导辊之间的距离缩小一点，调整起来也非常简单；
4)塑钢壳体的导辊在表面磨损到一定程度后，把塑钢壳体车掉，重新再套一个塑钢壳体即可，具有良好的可修复性和经济效益。
以上实施例仅供说明本发明之用，而非对本发明的限制，有关技术领域的技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以作出各种变换或变型，因此所有等同的技术方案也应该属于本发明的范畴，应由各权利要求所限定。
Claims (4)
1.一种用于超精研磨轴承滚子的导辊，包括水平向平行设置的主导辊和副导辊；所述主导辊采用铸钢或铸铁制作，该主导辊的外表面上设有螺旋挡板，其特征在于，
所述副导辊包括导辊芯体和导辊壳体；所述导辊芯体为圆柱体并采用铸钢或铸铁制作；所述导辊壳体采用高分子塑钢材料制作并热套在导辊芯体上；该导辊壳体的外表面上设有螺旋槽，螺旋槽的螺距与所述主导辊的外表面上的螺旋挡板的螺距相同，螺旋槽的升角与主导辊的外表面上的螺旋挡板的升角相同。
2.根据权利要求1所述的用于超精研磨轴承滚子的导辊，其特征在于，所述导辊壳体的壁厚为15～20mm。
3.根据权利要求1或2所述的用于超精研磨轴承滚子的导辊，其特征在于，所述导辊壳体的外表面上的螺旋槽的宽度为7mm，螺旋槽之间的外表面为前小后大且锥度为1.523°的锥面。
4.根据权利要求1所述的用于超精研磨轴承滚子的导辊，其特征在于，所述螺旋挡板的厚度为12mm；螺旋挡板的前侧和后侧一一对应地设有宽度为3mm的前螺旋凹槽和后螺旋凹槽；前螺旋凹槽和后螺旋凹槽之间的主导辊的外表面为前小后大且锥度为1.523°的锥面。
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