CN114851074A - 一种用于轴承滚子外径和球基面精加工的研具与方法 - Google Patents

一种用于轴承滚子外径和球基面精加工的研具与方法 Download PDF

Info

Publication number
CN114851074A
CN114851074A CN202210282811.XA CN202210282811A CN114851074A CN 114851074 A CN114851074 A CN 114851074A CN 202210282811 A CN202210282811 A CN 202210282811A CN 114851074 A CN114851074 A CN 114851074A
Authority
CN
China
Prior art keywords
grinding
bearing roller
bearing
rollers
grinding disc
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202210282811.XA
Other languages
English (en)
Inventor
何春雷
王姝淇
任成祖
耿昆
张婧
李东洋
任志洋
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Tianjin University
Original Assignee
Tianjin University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Tianjin University filed Critical Tianjin University
Priority to CN202210282811.XA priority Critical patent/CN114851074A/zh
Publication of CN114851074A publication Critical patent/CN114851074A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24GRINDING; POLISHING
    • B24BMACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B37/00Lapping machines or devices; Accessories
    • B24B37/11Lapping tools
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24GRINDING; POLISHING
    • B24BMACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B1/00Processes of grinding or polishing; Use of auxiliary equipment in connection with such processes
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24GRINDING; POLISHING
    • B24BMACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B37/00Lapping machines or devices; Accessories
    • B24B37/34Accessories

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Grinding And Polishing Of Tertiary Curved Surfaces And Surfaces With Complex Shapes (AREA)

Abstract

本发明公开了一种用于轴承滚子外径和球基面精加工的研具与方法,研具由带有环形沟槽的上研磨盘和带有圆弧研磨槽的下研磨盘组成。轴承滚子研磨过程中,研磨液输送装置向研具加工区域加注研磨液,气动机械手或其他装置向研具加工区域移入待加工轴承滚子。加工时,上研磨盘向轴承滚子均匀施加载荷同时下研磨盘匀速转动,上下研磨盘共同加工轴承滚子。加工一段时间后将轴承滚子取出,与滚子放置区域内轴承滚子均匀混合并重新放入研具加工区域。加工一定次数后随机抽样检测轴承滚子精度,达到技术要求则停止加工。采用本装置和方法可有效降低轴承滚子的加工成本,同时提高了球基面加工精度。

Description

一种用于轴承滚子外径和球基面精加工的研具与方法
技术领域
本发明涉及一种用于轴承滚子外径和球基面精加工的研具与方法,属于轴承滚动体超精密加工方法。
背景技术
圆锥滚子轴承和球面滚子轴承(又称调心滚子轴承)广泛应用于高速动车组、大型风电设备、盾构机等关键装备,其中滚动体(圆锥滚子和球面滚子)是滚动轴承的核心元件,直接影响滚动轴承的使役性能和寿命。上述两型轴承滚子的关键工作表面为外径和球基面。在轴承滚子工作时,为均化外径载荷分布、防止轴承滚子两端因边缘应力过大而失效,轴承滚子的母线设计为具有一定形状的曲线,称为凸度曲线,典型的凸度曲线为对数曲线。滚动轴承工作时,在轴向分力作用下滚子的大端面与轴承内圈大挡边接触形成轴向定位,大端面与内圈大挡边共同承受轴向分力和径向分力作用,小端面几乎不受力。因此,轴承滚子的大端面通常加工成半径球面以利于形成弹流润滑,这种形状的球面称为球基面。
轴承滚子制造的一般过程是:毛坯成形(车削或冲压成形)、粗加工(软磨等)、热处理、半精加工(粗磨、细磨等)和精加工,其中决定轴承滚子精度的关键步骤是精加工。目前对外径精加工的方法是贯穿式无心磨削和贯穿式超精研的工艺组合,对球基面精加工的方法是贯穿式磨削。上述精加工过程关键工艺步骤分散、加工成本高、滚子的尺寸一致性精度(分组批尺寸变动量)差;采用贯穿式磨削加工球基面时砂轮不规则磨损无法有效控制,导致球基面加工精度明显低于外径。
发明内容
本发明的目的在于克服已有技术的缺点,提供一种可有效降低轴承滚子的加工成本并且提高了球基面加工精度的用于轴承滚子外径和球基面精加工的研具与方法。
本发明的一种用于轴承滚子外径和球基面精加工的研具,包括上下叠合设置的上研磨盘和下研磨盘,上研磨盘底壁分成一条或多条围绕上研磨盘中心的上同心环槽,所述的下研磨盘顶壁上与上研磨盘底壁相同的位置处通过环向流道分成一条或多条围绕上研磨盘中心的下同心环,沿每一个下同心环的圆周方向均布有多个轴线沿下研磨盘径向设置的研磨槽,在所述的下研磨盘的径向开有分别穿过每一个研磨槽且与相邻位置处的环向流道连通的径向流道,由研磨槽和与研磨槽上下对应设置的上同心环槽组成研具加工区域,所述的研具加工区域用于放置待研磨的轴承滚子,所述的研具加工区域的空腔形状与待研磨的轴承滚子的待研磨区域的外轮廓形状吻合。
本发明的用于轴承滚子外径和球基面精加工的方法,包括以下步骤:
步骤一、将下研磨盘安装在立式研磨机床旋转台上,上研磨盘与立式研磨机床床身连接,向研具加工区域加注研磨液;
步骤二、将轴承滚子由滚子放置区域移动至研具加工区域;
步骤三、在上研磨盘上向位于研具加工区域的轴承滚子均匀加载;
步骤四、启动立式研磨机床驱动装置使下研磨盘匀速转动;
步骤五、研磨一段时间后,上研磨盘抬起,将研具加工区域内轴承滚子全部取出,并与轴承滚子放置区域内轴承滚子均匀混合,之后从中随机取出与上次数量相同的轴承滚子重新送入上研磨盘和下研磨盘之间的研具加工区域,重复步骤三-四研磨;
步骤六、重复步骤五,多次研磨后将全部滚子存放于轴承滚子放置区域;采用随机抽样的方式抽取放置区域一定数量的滚子,测量其精度是否达到技术要求;如达到技术要求,则停止研磨,本次加工完成;如不符合技术要求,重复上述步骤二-步骤六研磨并测量,直到随机抽样的轴承滚子精度全部达到技术要求为止。
本发明的有益效果是:
通过将现有工艺中轴承滚子外径和球基面精加工相关的多个工艺步骤合并为一个研磨工艺步骤,可有效降低轴承滚子的加工成本。加工过程中同一批次轴承滚子以上下研磨盘为加工区域为基准进行尺寸比较,产生工件材料选择性去除效果,提高轴承滚子的尺寸一致性精度(分组批尺寸变动量),同时提高了球基面加工精度。
附图说明
图1是现有的球面滚子的立体图;
图2是图1所示的球面滚子的俯视图;
图3是现有的圆锥滚子的立体图;
图4是图3所示的圆锥滚子俯视图;
图5是滚子与上下研磨盘位置关系三维立体剖视图;
图6是本发明采用的研具的上研磨盘立体剖视图;
图7是本发明采用的研具的下研磨盘立体剖视图;
图8是球面滚子设置在上下研磨盘之间的位置图;
图9是球面滚子设置在上下研磨盘之间的位置图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的技术方案进行描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例,基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
如附图5-9所示的本发明的一种用于轴承滚子外径和球基面精加工的研具,包括上下叠合设置的上研磨盘1和下研磨盘2,轴承滚子3位于上下研磨盘之间。如附图6所示,上研磨盘底壁分成一条或多条围绕上研磨盘中心的上同心环槽11。如附图7所示,所述的下研磨盘顶壁上与上研磨盘底壁相同的位置处通过环向流道分成一条或多条围绕上研磨盘中心的下同心环,沿每一个下同心环的圆周方向均布有多个轴线沿下研磨盘径向设置的研磨槽21,在所述的下研磨盘的径向开有分别穿过每一个研磨槽且与相邻位置处的环向流道连通的径向流道22便于研磨液进出研具,使用时研磨液从研磨液输送装置经由塑料软管输送到两研磨盘中心处,采用喷洒方式将研磨液输送到流道。由研磨槽21和与研磨槽上下对应设置的上同心环槽11组成研具加工区域,所述的研具加工区域用于放置待研磨的轴承滚子3,所述的研具加工区域的空腔形状与待研磨的轴承滚子3的待研磨区域的外轮廓形状吻合。
如图8所示,当采用该类型研具加工圆锥滚子时,研磨槽轴线相对水平方向向下倾斜,倾角等于圆锥滚子的圆锥角;如图9所示,当采用该类型研具加工球面滚子时,研磨槽轴线相对于水平方向无倾角。上同心环槽11和研磨槽21为加工轴承滚子的研具加工区域。
本发明的一种用于轴承滚子外径和球基面精加工的方法,包括以下步骤:
步骤一、将下研磨盘安装在立式研磨机床旋转台上,上研磨盘与立式研磨机床床身连接,利用研磨液输送装置通过径向流道向研具加工区域加注研磨液,所述的研磨液采用现有的微乳化型水基研磨液即可。
步骤二、利用气动机械手或其他装置将轴承滚子由滚子放置区域移动至研具加工区域,其中轴承滚子放置区域内滚子的数量一般为研具加工区域滚子数量的1-2.5倍;
步骤三、在上研磨盘上向位于研具加工区域的轴承滚子均匀加载,优选的加载力大小为每个轴承滚子2-5N;
步骤四、启动立式研磨机床驱动装置使下研磨盘匀速转动,优选的下研磨盘转速为2-15rpm;
步骤五、研磨一段时间后,上研磨盘抬起,利用气动机械手或其他装置将研具加工区域内轴承滚子全部取出,并与轴承滚子放置区域内轴承滚子均匀混合,之后从中随机取出与上次数量相同的轴承滚子重新送入上研磨盘和下研磨盘之间的研具加工区域,重复步骤三-四研磨,优选的研磨时间为3-15min;
步骤六、重复步骤五,多次研磨后将全部滚子存放于轴承滚子放置区域。采用随机抽样的方式抽取放置区域一定数量的滚子,测量其精度是否达到技术要求。如达到技术要求,则停止研磨,本次加工完成;如不符合技术要求,重复上述步骤二-步骤六研磨并测量,直到随机抽样的轴承滚子精度全部达到技术要求为止。
实施例1
如图1所示的轴承滚子3为球面滚子,其中外径31加工成凸度曲线的形状,其两个端面均加工成球面(球基面32)。研磨槽轴线相对于水平方向无倾角。
加工球面滚子包括以下步骤:
步骤一、利用研磨液输送装置向研具加工区域加注研磨液,研磨液为微乳化型水基研磨液,并加入15-25wt%的氧化铝颗粒;
步骤二、利用气动机械手或其他装置将球面滚子由滚子放置区域移动至研具加工区域,其中滚子放置区域内滚子的数量为研具加工区域滚子数量的2.5倍;
步骤三、上研磨盘向位于研具加工区域的球面滚子均匀加载,加载力大小为每个轴承滚子2N;
步骤四、启动驱动装置使下研磨盘匀速转动,下研磨盘转速为15rpm;
步骤五、研磨一段时间后,上研磨盘抬起,利用气动机械手或其他装置将加工区域内轴承滚子尽数取出,并与滚子放置区域内球面滚子均匀混合,之后从中随机取出与上次数量相同的轴承滚子重新送入上下研磨盘加工区域研磨,研磨时间为10min;
步骤六、重复步骤五,多次研磨后将全部滚子存放于轴承滚子放置区域,采用随机抽样的方式抽取放置区域一定数量的滚子,测量其精度是否达到技术要求。如达到技术要求,则停止研磨,本次加工完成;如不符合技术要求,重复上述研磨和测量过程,直到随机抽样的轴承滚子精度全部达到技术要求为止。
通过研具加工区域内球面滚子不断进行尺寸比较,可显著提升整批次球面滚子的尺寸一致性精度,并提高单个球面滚子的外径和球基面加工精度。
实施例2
如图3所示的轴承滚子3是圆锥滚子,其中外径31加工成凸度曲线的形状,其大端面加工成球面(球基面32),圆锥滚子大端相对小端的锥角为α。圆锥滚子研磨槽轴线相对水平方向的倾角等于圆锥滚子的圆锥角。
加工圆锥滚子包括以下步骤:
步骤一、利用研磨液输送装置向研具加工区域加注研磨液,研磨液为微乳化型水基研磨液,并加入15-25wt%的氧化铝颗粒;
步骤二、利用气动机械手或其他装置将圆锥滚子由圆锥滚子放置区域移动至研具加工区域,其中圆锥滚子放置区域内滚子的数量为研具加工区域滚子数量的1.5倍;
步骤三、上研磨盘向位于两研磨盘加工区域的轴承滚子均匀加载,加载力大小为每个轴承滚子35N;
步骤四、启动驱动装置使下研磨盘匀速转动,下研磨盘转速为10rpm;
步骤五、研磨一段时间后,上研磨盘抬起,利用气动机械手或其他装置将加工区域内轴承滚子取出,并与轴承滚子放置区域内轴承滚子均匀混合,之后从中随机取出与上次数量相同的轴承滚子重新送入上下研磨盘加工区域研磨,研磨时间为10min;
步骤六、重复步骤五,多次研磨后将全部滚子存放于圆锥滚子放置区域,采用随机抽样的方式抽取放置区域一定数量的滚子,测量其精度是否达到技术要求。如达到技术要求,则停止研磨,本次加工完成;如不符合技术要求,重复上述研磨和测量过程,直到随机抽样的轴承滚子精度全部达到技术要求为止。
通过研具加工区域内圆锥滚子不断进行尺寸比较,可显著提升整批次圆锥滚子的尺寸一致性精度,并提高单个圆锥滚子的外径和球基面加工精度。
以上对本发明的描述仅仅是示意性的,而不是限制性的,所以,本发明的实施方式并不局限于上述的具体实施方式。如果本领域的普通技术人员受其启示,在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护范围的情况下,做出其他变化或变型,均属于本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种用于轴承滚子外径和球基面精加工的研具,其特征在于:包括上下叠合设置的上研磨盘和下研磨盘,上研磨盘底壁分成一条或多条围绕上研磨盘中心的上同心环槽,所述的下研磨盘顶壁上与上研磨盘底壁相同的位置处通过环向流道分成一条或多条围绕上研磨盘中心的下同心环,沿每一个下同心环的圆周方向均布有多个轴线沿下研磨盘径向设置的研磨槽,在所述的下研磨盘的径向开有分别穿过每一个研磨槽且与相邻位置处的环向流道连通的径向流道,由研磨槽和与研磨槽上下对应设置的上同心环槽组成研具加工区域,所述的研具加工区域用于放置待研磨的轴承滚子,所述的研具加工区域的空腔形状与待研磨的轴承滚子的待研磨区域的外轮廓形状吻合。
2.一种采用权利要求1研具的用于轴承滚子外径和球基面精加工的方法,其特征在于包括以下步骤:
步骤一、将下研磨盘安装在立式研磨机床旋转台上,上研磨盘与立式研磨机床床身连接,向研具加工区域加注研磨液;
步骤二、将轴承滚子由滚子放置区域移动至研具加工区域;
步骤三、在上研磨盘上向位于研具加工区域的轴承滚子均匀加载;
步骤四、启动立式研磨机床驱动装置使下研磨盘匀速转动;
步骤五、研磨一段时间后,上研磨盘抬起,将研具加工区域内轴承滚子全部取出,并与轴承滚子放置区域内轴承滚子均匀混合,之后从中随机取出与上次数量相同的轴承滚子重新送入上研磨盘和下研磨盘之间的研具加工区域,重复步骤三-四研磨;
步骤六、重复步骤五,多次研磨后将全部滚子存放于轴承滚子放置区域;采用随机抽样的方式抽取放置区域一定数量的滚子,测量其精度是否达到技术要求;如达到技术要求,则停止研磨,本次加工完成;如不符合技术要求,重复上述步骤二-步骤六研磨并测量,直到随机抽样的轴承滚子精度全部达到技术要求为止。
3.根据权利要求2所述的用于轴承滚子外径和球基面精加工的方法,其特征在于:所述的步骤二中轴承滚子放置区域内滚子的数量为研具加工区域滚子数量的1-2.5倍。
4.根据权利要求2或者3所述的用于轴承滚子外径和球基面精加工的研具,其特征在于:所述的步骤三中加载力大小为每个轴承滚子2-5N。
5.根据权利要求4所述的用于轴承滚子外径和球基面精加工的研具,其特征在于:所述的步骤四中的下研磨盘转速为2-15rpm。
6.根据权利要求5所述的用于轴承滚子外径和球基面精加工的研具,其特征在于:所述的步骤五中的研磨时间为3-15min。
CN202210282811.XA 2022-03-22 2022-03-22 一种用于轴承滚子外径和球基面精加工的研具与方法 Pending CN114851074A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202210282811.XA CN114851074A (zh) 2022-03-22 2022-03-22 一种用于轴承滚子外径和球基面精加工的研具与方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202210282811.XA CN114851074A (zh) 2022-03-22 2022-03-22 一种用于轴承滚子外径和球基面精加工的研具与方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN114851074A true CN114851074A (zh) 2022-08-05

Family

ID=82628017

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202210282811.XA Pending CN114851074A (zh) 2022-03-22 2022-03-22 一种用于轴承滚子外径和球基面精加工的研具与方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN114851074A (zh)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6293858B1 (en) * 1998-04-06 2001-09-25 Ebara Corporation Polishing device
CN104942663A (zh) * 2015-07-01 2015-09-30 嘉兴学院 超声作用下双曲盘研磨凸度滚子加工装置及加工方法
CN204700743U (zh) * 2014-12-16 2015-10-14 天津大学 一种圆柱形零件研磨设备及其工件推进装置
CN110625511A (zh) * 2018-06-21 2019-12-31 Skc株式会社 改善浆料流动性的抛光垫及其制备方法
CN112059895A (zh) * 2020-07-27 2020-12-11 浙江工业大学 基于氧化膜状态主动控制的轴承滚子elid研磨方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6293858B1 (en) * 1998-04-06 2001-09-25 Ebara Corporation Polishing device
CN204700743U (zh) * 2014-12-16 2015-10-14 天津大学 一种圆柱形零件研磨设备及其工件推进装置
CN104942663A (zh) * 2015-07-01 2015-09-30 嘉兴学院 超声作用下双曲盘研磨凸度滚子加工装置及加工方法
CN110625511A (zh) * 2018-06-21 2019-12-31 Skc株式会社 改善浆料流动性的抛光垫及其制备方法
CN112059895A (zh) * 2020-07-27 2020-12-11 浙江工业大学 基于氧化膜状态主动控制的轴承滚子elid研磨方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN108581647B (zh) 用于圆柱滚子滚动面精加工的磁性研磨盘、设备及方法
CN103537981A (zh) 一种高精度圆柱形零件外圆的超精加工方法
WO2020024878A1 (zh) 用于轴承滚子滚动表面精加工的研磨盘套件、设备及方法
KR100781026B1 (ko) 초연마식 가공 공구 및 사용 방법
CN111649061B (zh) 一种用于伺服电机的轴承及其加工工艺
CN114851074A (zh) 一种用于轴承滚子外径和球基面精加工的研具与方法
CN102554762A (zh) 一种精密球形零件的加工方法
CN102152193A (zh) 超硬微小半球偶件的磨削加工方法
CN108908094B (zh) 一种用于圆柱滚子滚动面精加工的研磨盘、设备及方法
CN103600285B (zh) 上盘偏心加压式圆柱形零件外圆加工装置
CN201058407Y (zh) 高精度球双自转研磨盘高效研磨装置
CN105856055A (zh) 一种三瓣波轴承滚道的精研方法
CN1586814A (zh) 一种新型高精密陶瓷球研磨装置
CN108890403B (zh) 用于圆柱滚子滚动表面精加工的磁性研磨盘、设备及方法
JP2018001398A (ja) 円すいころ用研磨工具及び円すいころの研磨方法、並びに、円すいころ軸受の製造方法
JP3758008B2 (ja) 球体研磨盤、球体の研磨方法、及び球体研磨盤の製造方法
CN108723981B (zh) 用于凸圆锥滚子滚动面精加工的磁性研磨盘、设备及方法
CN208629188U (zh) 球形工件抛光设备
CN108705444B (zh) 用于凸圆柱滚子滚动面精加工的磁性研磨盘、设备及方法
CN207171807U (zh) 一种轻薄系列轴承平面磨削的专用工装
CN112157488A (zh) 球轴承精研沟道的油石修整装置及修整方法
CN107350968A (zh) 一种轻薄系列轴承平面磨削的专用工装
CN104858759A (zh) 一种精密球的交错辊式超精密抛光装置及其加工方法
CN204748285U (zh) 一种精密球的交错辊式超精密抛光装置
CN210414054U (zh) 一种高精度珩磨头

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination