CN1172774C - 用于超精加工圆锥形滚柱轴承的方法和装置 - Google Patents

用于超精加工圆锥形滚柱轴承的方法和装置 Download PDF

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Abstract

一种圆锥形滚柱轴承的超精加工方法，包括以下步骤：绕圆锥形滚柱轴承的中心轴转动圆锥形滚柱轴承的外圈；从外圈前面插入直角度状超精加工石；并且超精加工石的前端面与制成在外圈内圆周表面的圆锥状座圈表面滑动接触，并因此而超精加工座圈表面。超精加工石相应于座圈表面的垂直线向外圈前面的外侧倾斜。

Description

用于超精加工圆锥形滚柱 轴承的方法和装置
                        技术领域
本发明涉及一种用于使座圈的表面滑动接触超精加工石并由该超精加工石超精加工该座圈的装置和方法，该座圈制成在锥形滚柱轴承的外圈上，尤其涉及能够避免超精加工石和外圈之间的干涉的改进的技术。
                        背景技术
在现有技术中，超精加工圆锥形滚柱轴承的座圈表面，例如，采用如图7所示的超精加工装置1。超精加工装置1包括一背面板5，一对推辊7(仅示出了其中的一个)，一对靴9(仅示出了下部)，一超精加工石夹持器13，一超精加工石夹紧螺栓17，一加压缸21和一摆动台23。背面板5带动外圈3转动。该对推辊7推动外圈3与背面板5相靠。靴9在下部以及外圈3的横向侧面上支承外圈3。超精加工石夹持器13在其前端部支撑超精加工石11。夹紧螺栓17与超精加工石夹持器13的前端螺纹啮合，用于通过超精加工石夹持板15固定超精加工石11。加压缸21在超精加工石11相对于座圈表面19被推动的方向移动超精加工石夹持器13。摆动台23以超精加工石11能够接近和远离背面板5的方式移动超精加工石夹持器13和加压缸21。
并且，当背面板5转动时，位于靴9上并由推辊7推动的外圈3与背面板5同步转动。随后，超精加工石11通过摆动台23和所驱动的压力缸21向外圈3的内圆周移动，以便于超精加工石11的前端面压向外圈3的座圈表面19。超精加工石11设置成与座圈表面19垂直并且超精加工石11的前端面与座圈表面19滑动接触。
由于这样的超精加工，超精加工石11的前端部发生了磨损，因此，超精加工石11从外圈3的内圆周向外侧移动。此后，超精加工石夹紧螺栓17松开，超精加工石11向其前端进给。通过再次拧紧超精加工石夹紧螺栓17，通过手工，将超精加工石11从前端侧顺序进给，并因此而造成操作消耗。
然而，在上述现有技术的超精加工装置1中，如图8所示，由于超精加工石11设置成与外圈3的座圈表面19垂直，位于加工座圈表面19a相对一侧的非工作表面19b与超精加工石11的后端部11a彼此干涉，该干涉限制了所使用的超精加工石11的长度。图中未标号的双箭头表示摆动，单箭头表示加压方向。因此，当具有较小孔径的外圈进行超精加工时，有必要采用能够插入外圈的内圆周的较短的超精加工石，这样，增加了超精加工石的更换频率，导致了加工效率的降低。另外，超精加工石需要一个无用夹持部，该夹持部导致了超精加工石浪费的增加。另外，不仅仅是上述的超精加工石后端部与外圈的非加工座圈表面的干涉，使长超精加工石无法采用，还妨碍了自动超精加工石进给机构的使用，阻碍自动超精加工石进给机构根据超精加工石的消耗自动进给超精加工石。
                        发明内容
本发明的目的是消除上述现有技术的用于超精加工圆锥形滚柱轴承的方法和装置中的缺点。因此，本发明的目的是提供一种用于超精加工圆锥形滚柱轴承的方法和装置，该方法和装置能够减少超精加工石的更换频率并因此增强可操作性，能够增强超精加工石消耗的经济性，能够实现超精加工石的自动进给。
为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供一种圆锥形滚柱轴承的超精加工方法，包括以下步骤：绕圆锥形滚柱轴承的中心轴转动圆锥形滚柱轴承；从外圈前面插入直角度状超精加工石；超精加工石的前端面与制成在外圈内圆周表面的圆锥状座圈表面滑动接触，超精加工该座圈表面。超精加工石相应于座圈表面的垂直线向所述外圈的所述前面的外侧倾斜。
按照第一方面超精加工方法，由于超精加工石相应于座圈表面的垂直线向所述外圈的所述前面的外侧倾斜，能够避免超精加工石的后端部与位于加工座圈表面相对侧的非加工座圈表面之间的干涉，因此消除了超精加工石长度的限制。因此，能够增加超精加工石的长度，该长度的增加能够减少超精加工石的更换频率。并且，超精加工石后端部的干涉的消除，使其可采用超精加工石进给机构，该超精加工石进给机构根据超精加工石的消耗顺序进给长尺寸的超精加工石。也就是说，该超精加工方法能够消除自动超精加工装置的障碍。
并且，在该超精加工方法中，在几乎所有的轴承中，超精加工石相应于座圈表面垂直线的倾斜角度最好在5°-25°的范围内。当座圈表面的圆锥体半角度较小时，倾斜角度最好在10°-20°的范围内，并且当外圈宽度较大时，倾斜角度最好15°-20的范围内。
也就是说，按照圆锥形滚柱轴承的超精加工方法，由于超精加工石相应于座圈表面垂直线的倾斜角度在5°-25°的范围内，不仅能够防止超精加工石的后端部与位于加工座圈表面相对侧面的非加工座圈表面之间的干涉，而当倾斜角度小于5°时，其容易引起干涉，而且还能够防止超精加工石的尖状前端的破碎，当倾斜角度大于25°时，其容易引起超精加工石前端破碎。
在超精加工中，众所周知，超精加工石的表面压力是元件的一个重要工作条件。因此，在超精加工石工作表面上的接触区域S增大的情况下，为确保超精加工石的表面压力，超精加工石所产生的压力增加。即在超精加工石的接触区域S增大的状态下，在大多数情况下，由于超精加工石在工作的圆周方向的长度(外圈)增加，这样，所增加的超精加工石所产生的压力对作用于每单位超精加工石长度(在圆周方向)上的剪切力具有较小的影响。
另一方面，在本发明中，在超精加工石倾斜θ角度的情况下，如图1所示，由于表面压力f是超精加工石产生的压力F的分力(作用于外圈座圈表面的圆周方向的分力，f＝Fcosθ/S)，有必要增加所产生的压力超过通常的方法的所产生的压力。并且在θ增加时，为获得一定的表面压力f，压力F必然成指数规律增加(例如：在θ＝25°的情况下，与θ＝0°时比较，产生的压力F增加约10％)。另外，按照本发明，由于超精加工石的前端部是尖锐的，并因此而减小了尖锐的前端的承受剪切力的区域。这样，当θ增加时，超精加工石的前端部容易破碎。当工作开始时，超精加工石向下移动并与工件接触时，比正常工作时更容易发生破碎。在此时的条件下，在粗加工和精加工时，按照工件的转动速度和超精加工石的摆动速度、轴承的规格、超精加工石的种类而变化。具体情况下，当所产生的压力达到超过超精加工石不倾斜时(θ＝0°)时的压力15％(θ＝30°)的程度时能够判断，能够保持良好的条件，超精加工石没有破碎；并且在增加10％(θ＝25°)的数量级时，超精加工石能够稳定地工作，即，该范围能够被认作为实用的范围。另外，在θ＝20°的情况时，所产生的压力仅增加约6.5％，即在该条件下，超精加工石能够更稳定地工作。
按照本发明的第二个方面，提供一种圆锥形滚柱轴承的超精加工装置，其中，当圆锥形滚柱轴承的外圈围绕其中心轴转动时，从外圈前面插入直角度状超精加工石，超精加工石的前端面与制成在外圈内圆周表面的圆锥状座圈表面滑动接触，超精加工该座圈表面，其中，通过超精加工石相应于座圈表面的垂直线向所述外圈的所述前面的外侧倾斜，超精加工石夹持器夹持超精加工石。
按照第二方面的超精加工的装置，在超精加工石夹持器夹持超精加工石的情况下，超精加工石以相应于座圈表面的垂直线向所述外圈的所述前面的外侧倾斜的方式被夹持。因此，通过超精加工石在超精加工石夹持器上的简单夹持，超精加工石的后端部与位于加工座圈表面相对侧的非加工座圈表面之间的干涉能够避免。这使得有可能使用长尺寸超精加工石，该长尺寸超精加工石能够减少超精加工石的更换频率，并能够提高超精加工装置的工作效率。
另外，按照本发明的第三个方面，提供一种圆锥形滚柱轴承的超精加工装置，其中，当圆锥形滚柱轴承的外圈围绕一中心轴转动时，从外圈前面插入直角度状超精加工石，超精加工石的前端面与制成在外圈内圆周表面的圆锥状座圈表面滑动接触，超精加工该座圈表面。其中，用于夹持超精加工石的自动超精加工石进给机构通过超精加工石相应于座圈表面的垂直线的外圈前面向外倾斜而进给，并根据超精加工石的前端部的消耗移动超精加工石的前端侧。
按照第三方面的超精加工的装置，当超精加工石的前端面磨损时，超精加工石移动至前端侧，以便于超精加工石的有效使用长度能够自动消耗至超精加工石的末端部。因此，当与通常的工艺相比较时，其中，短超精加工石被频繁更换，除必要的时间和劳动力外，用于超精加工石更换的装置停止时间能够大大缩短。
还是在第三方面的超精加工的装置中，自动超精加工石进给机构可以包括一个设置在摆动台上用于容纳和夹持超精加工石处于上述倾斜状态的夹持器部，一设置在夹持器部上的用于施加压力于超精加工石的施加压力/进给缸，超精加工石在超精加工石的前端部方向夹持在夹持器部，一个设置在夹持器部上的并与超精加工石的进给同步移动的超精加工石磨损检测器，一个与夹持器部固定连接的并由超精加工石检测器驱动的用于检测超精加工石的磨损量的检测装置。
按照这样结构的超精加工装置，由于XY座标台和摆动台的移动，安装在夹持器部的超精加工石能够布置在座圈表面的规定位置。安装在夹持器部的超精加工石能够在其前端部的方向以与非加工座圈的干涉被防止的姿态进给。例如，这样的超精加工石进给通过由施加压力/进给缸推动超精加工石的后端部实现，施加压力/进给缸设置在夹持器部的后部。并且当由于超精加工石磨损而被顺序进给、并且超精加工石磨损检测器与之一同移动到检测装置的固定位置时，检测装置被驱动检测超精加工石的磨损量，因此而注意超精加工石的更换时刻。
本文中，“非加工座圈表面”指外圈的一个座圈表面位置，其位于外圈被超精加工石加工时不被加工的外圈的座圈表面位置的一个区域。图1的座圈表面位置35b位于与超精加工石接触的座圈表面位置35a的对面，被定义为“非加工座圈表面”。
                        附图说明
图1是按照本发明的第一实施例的超精加工装置的主要部分的局部剖视图；
图2是超精加工石的倾斜角度的变化的说明图；
图3是按照本发明的第二实施例的自动进给装置的主要部分的局部剖视图；
图4超精加工石落下防止装置的结构的例子的示意图；
图5A和5B是图3所示的自动进给装置的超精加工石更换状态的说明图；
图6A和6B是现有技术的超精加工方法与按照本发明的超精加工方法的比较说明图；尤其图6A示出了由现有技术的超精加工方法加工的座圈表面的圆度；图6B示出了由按照本发明的超精加工方法加工的座圈表面的圆度；
图7是一种现有技术的超精加工装置的主要部分的局部剖视图；
图8是一种现有技术的超精加工装置的主要部分的局部剖视图。
                       具体实施方式
现在，参照相应的附图，按照本发明的圆锥形滚柱轴承的超精加工方法和装置的最佳实施例将得到说明。
图1是按照本发明的第一实施例的超精加工装置的主要部分的局部剖视图。图2是超精加工石的倾斜角度的范围的说明图。
按照本发明第一实施例的超精加工装置包括一个超精加工石夹持器41，该超精加工石夹持器41夹持超精加工石33，此时，超精加工石33相应于座圈表面35的垂直线37向所述外圈的所述外面39的外侧倾斜。另外，如图7所示，超精加工装置31包括一个背面板5，一个推辊7，一个靴9，一加压缸21和一摆动台23。一个超精加工石夹紧螺栓43与超精加工石夹持器41的螺纹啮合，此时，使用穿过超精加工石夹持板15(图7所示)的超精加工石夹紧螺栓43，超精加工石能够固定在超精加工石夹持器43上或从夹持器43上取下。
如图2所示，超精加工石33的倾斜角度θ能够按照下面的等式(1)表示。
B/cosα＝GB/cosθ------(1)
其中：B：外圈宽度，
      GB：超精加工石的摆动方向的宽度，
      α：座圈表面的圆锥半角度，
      θ：超精加工石的倾斜角度。
通常的轴承设计成2α＝12°-58°。并且，由等式(1)能够得到等式(2)。
GB＝B×(cosθ/cosα)------(2)
从等式2看出，当外圈的大内径为常数时，当外圈宽度B增加并且当座圈表面的锥形半角度减小时，超精加工石较容易与外圈接触。目前大部分制造的轴承在2α＝12°-58°的范围内。当在这样的规格时，得到的倾斜角度θ能够防止超精加工石与外圈的前面的内圆周表面的干涉，在θ＝5°-25°的情况下，在几乎所有规格的圆锥形滚柱轴承的干涉能够被避免。另外，当由于考虑超精加工石夹持器的调整和摆动的摆幅而使产生干涉以及外圈的尺寸变化时，θ最好设定在15°-20°的范围内。
用于避免超精加工石后端部与外圈之间的干涉的倾斜角度θ的下限，如θ＝5°和θ＝15°是合适的。倾斜角度θ的上限，如θ＝25°和θ＝20°是由工作条件确定的。
这里，假设θ小于5°，当外圈45的前面39较小时，超精加工石33与外圈45彼此干涉。在一些轴承中，由于座圈表面的锥形半角度、外座圈宽度与外圈的大内径之间的关系，超精加工石与外圈前面甚至在超精加工石不倾斜的情况下彼此不干涉。然而，当考虑到超精加工石夹持器的插入空间和超精加工石的摆幅时，必须牢固地转动超精加工石，有必要使超精加工石倾斜5°或更多。另一方面，假设θ大于25°，超精加工石33的尖锐的前端部变成锐角度并因此而容易破碎。
也就是说，超精加工石33的倾斜角度θ最好设定在5°-25°的范围内。通过该方法，在第一实施例中，倾斜角度θ设定为17°。还是按照等式(1)的关系，由于摆动具有±1.5mm的摆幅，不可能使超精加工石33相应于座圈表面35在摆动方向上不尖。
通常，由于超精加工石宽度GB设定成略小于外圈宽度(轴承宽度)B(这里，GB＝17mm，B＝18.3mm)，在摆动的摆幅设定合适(例如，3mm，即±1.5mm)的情况下，整个座圈表面能够被加工。
在具有上述结构的超精加工装置31中，当背面板5(如后面的图7所示)转动时，位于靴对9上并由推辊7推动的外圈45与背面板5同步转动。随后，超精加工石33由摆动台23移动至外圈45的内圆周侧和驱动加压缸21，以便于超精加工石33的前端部压向外圈45的座圈表面35(加工座圈表面35a)。
而后，由于超精加工石33相应于座圈表面35的垂直线倾斜17°，甚至当超精加工石的长度大于外圈45的孔径时，超精加工石33与外圈45的干涉能够被避免。在加压缸21被驱动以便超精加工石33离开座圈表面35，并且而后摆动台23被驱动、超精加工石33的前端部由超精加工磨损的情况下，超精加工石33从外圈45的内圆周侧向外移动。随后，当超精加工石夹紧螺栓43被松开时，超精加工石33进给其前端侧规定的长度；当超精加工石夹紧螺栓43被重新拧紧时，通过手工，按顺序从超精加工石33前端侧执行进给，由此超精加工石在其前端消耗。
在采用本超精加工装置31的超精加工方法中，当超精加工石33由超精加工石夹持器41夹持时，超精加工石33以相应于座圈表面35的垂直线37向外圈前面的外侧倾斜的方式被夹持。因此，通过超精加工石33在超精加工石夹持器41上的简单设置，超精加工石33的后端部与位于加工座圈表面35a相对侧面的非加工座圈表面35b之间的干涉能够被避免。
这就消除了对超精加工石长度的限制，并使得有可能增加超精加工石33的长度，因此而减少了超精加工石33的更换频率。并且由于再次避免了超精加工石后端部的干涉，例如，也有可能采用超精加工石进给机构，该进给机构按照超精加工石33的消耗顺序进给长尺寸的超精加工石。即，本发明能够消除自动超精加工装置的障碍。
并且，由于超精加工石33的倾斜角度设定在5°-25°的范围内，能够避免超精加工石后端部和位于加工座圈表面35a相对侧面的非加工座圈表面35b之间的干涉，该干涉是倾斜角度小于5°时可能发生的情况；并且，能够防止由于超精加工石端部尖锐形状所引起的超精加工石前端部的破碎，该破碎是倾斜角度大于25°时可能发生的情况。
下面，将说明按照本发明的超精加工装置的第二实施例。
图3是按照本发明的第二实施例的自动进给装置的主要部分的局部剖视图，图4超精加工石落下防止装置的结构的例子的示意图，图5A和5B是图3所示的自动进给装置的超精加工石更换状态的说明图。
按照本发明第二实施例的超精加工装置包括一个自动进给装置53，不仅夹持超精加工石33，以便于超精加工石33相应于座圈表面35的垂直线37向所述外圈的所述前面39的外侧倾斜，还根据超精加工石前端面的消耗移动超精加工石33至其前端侧。
自动超精加工石进给装置53包括一个夹持器部55，一个施加压力/进给缸57，一个加压卡具72，一个超精加工石磨损检测器59，一个检测装置61。夹持器部55与摆动台63固定连接并按照摆动台63的驱动与座圈表面53平行的方向上移动。并且摆动台63与XY座标台65固定连接并且能够在图3所示的箭头标志a、b的方向上移动。顺便说一下，超精加工石33相应于座圈表面35的倾斜的调整通过XY座标台65的摆动机构实现。即在XY座标台65上布置θ台(未示出)或类似机构；并且通过转动θ台，摆动台63能够在图3中的箭头c所示的方向上摆动。
夹持器部55制有用于以可直线移动方式存放超精加工石33的超精加工石容纳部67。如图4所示，超精加工石降落防止装置69设置在夹持器部55的前端侧。超精加工石降落防止装置69包括一个从夹持器部55的外壁贯穿至超精加工石容纳部67的螺纹孔75，一个与螺纹孔75转动螺纹啮合的调整螺栓77，一个容纳在螺纹孔75内的压力元件81，该压力元件部分伸出螺纹孔75至超精加工石容纳部67，一个置于压力元件81和调整螺栓77之间的压力弹簧83。因此，容纳在超精加工石容纳部67的超精加工石通过压力弹簧83施加压力与压力元件81接触，该压力元件81限制了超精加工石33从超精加工石容纳部67落下。该下降限制力能够通过调整螺栓77的转动移动调整。
加压/进给缸57设置在夹持器部55的后端侧并包括一驱动轴57a，该驱动轴在超精加工石容纳部67的纵向上能够伸出和缩回。即，加压/进给缸57通过伸出驱动轴57a在超精加工石33的前端部推动超精加工石33，进给超精加工石33。另外，加压/进给缸57的后端部57b通过销71可摆动地安装在夹持器部55上；如图5A所示，当加压/进给缸57围绕销71摆动处于驱动轴57a后退状态时，驱动轴57a从超精加工石容纳部67缩回。
在超精加工石容纳部67中，加压卡具72插入超精加工石33和驱动轴57a之间。尤其是加压卡具72在超精加工石33设定在超精加工石容纳部67后插入超精加工石33，并且加压卡具72插入超精加工石33和驱动轴57a之间。超精加工石磨损检测器59可伸出地提供在加压卡具72上，该超精加工石磨损检测器59从长凹槽73伸出至夹持器部55的外侧，该长凹槽73为贯穿夹持器部55的壁部制成。因此，当超精加工石33的前端部磨损时，超精加工石磨损检测器59在夹持器部55的外侧也移动至夹持器部55的前端侧。
检测装置61设置在夹持器部55的前端部的外侧。检测装置61与超精加工石磨损检测器59具有这样的物理关系，如图5B所示，当超精加工石33磨损至小于规定的长度时，检测装置61与超精加工石磨损检测器59彼此接触。对于检测装置61，能够采用一个传感器和一个限制开关，该传感器和限制开关能够以磨损检测器59的触点为基准而动作。例如，检测装置61能够与超精加工装置51的控制部件电子连接。该控制部件能够输出超精加工石磨损信号，处于该超精加工石磨损信号作为检测装置61的输入信号的状态。顺便说一下，检测装置61也可以是一个光学传感器，该光学传感器能够以非接触的方式检测超精加工石磨损检测器59。
随后，下面将说明当超精加工石磨损至规定长度时，超精加工石的更换过程。
当超精加工石磨损至规定长度时，超精加工石磨损检测器59靠近检测装置61。而后，当检测装置61检测超精加工石磨损检测器59时，加工工艺不处理新的加工循环，而是，整个夹持器部55和摆动台63升起并滑动(在图5A和5B中，至右端)，以便于远离外圈45并转换位置。
随后，在加压/进给缸57的驱动轴后退时，如图5A所示，加压/进给缸57手工摆动。而后，加压卡具72进一步被推动，至取下保留在其中的磨损的超精加工石33。并且，加压卡具72被向上拉出，一个新的超精加工石33被插入夹持器部55的超精加工石容纳部67中。该超精加工石33从夹持器部55伸出一定量。并且加压卡具72和加压/进给缸57被设定，这样，就完成了超精加工石33的更换。
在第二实施例的超精加工装置51中，容纳在夹持器部55内的超精加工石33以摆动台63和XY座标台65为基准布置在座圈表面35指定位置上。并且，容纳在夹持器部55内的超精加工石33能够在超精加工石33的前端部的方向上、以防止与非工作表面干涉的姿态自由进给。超精加工石33的进给以超精加工石33的后端面由加压/进给缸57推动的方式进行，加压/进给缸57布置在夹持器部55的后端部。并且，当由于超精加工石的磨损使得超精加工石33被顺序进给时，超精加工石磨损检测器59与之一同移动到达检测装置61的固定位置，检测装置61被操作并检测出超精加工石33的一定的磨损量，因此而注意超精加工石的更换时间。
因此按照本发明的超精加工装置51，超精加工石33的有效使用长度能够自动地信号至其最末端。当与现有技术频繁更换短尺寸的超精加工石的操作相比较，该装置能够减少用于更换超精加工石的除时间和劳动力外的停机时间。
一个实际的加工条件的例子如下所示。
[加工条件]
1.工件(圆锥形滚柱轴承外圈：R59Z-7(NSK规格))
外侧直径：88mm；
外圈大内径：85mm；
座圈表面圆锥角度2α：31.5°；
宽度：18.3mm。
2.超精加工石(WA1200)
端面尺寸：12×17mm；
在现有技术的方法中倾斜角度：相应于垂直线0°；
在按照本发明的方法中的倾斜角度：相应于垂直线17°；
摆动速度(向后或向前)
粗加工：1930个/分钟；
精加工：970个/分钟；
摆幅：3mm。
3.总计时间
30秒钟。
顺便说一下，上述的“总计时间”是指加工时间；并且30秒钟的总计时间包括了用于粗加工、精加工和工件的装入的时间。粗加工时间与精加工时间的比例接近于1∶(0.5～1)。该比例取决于工件的精加工条件。尤其在允许大型加工的情况下，粗加工的比例设定的较大，在精加工的表面必须是高质量的情况下，精加工的比例设定的较大。
通常，在超精加工石的表面压力与超精加工石的磨损之间存在以下关系。即，当超精加工石超过了规定的表面压力时，超精加工石的磨损急剧增加。粗加工工件的表面压力等于或大于临界压力并因此而消除了加工极限(超精加工的工件加工数量)，反之，精加工工件的表面压力等于或小于临界压力并因此而改善工件的粗糙度。在粗加工中，表面压力增加，相交角度增加。并且，在精加工中，表面压力和相交角度都小于粗加工的表面压力和相交角度。与此相关，在粗加工时，超精加工石的磨损量较大，而在精加工时，超精加工石的磨损量较小。通常，粗加工和精加工都采用相同的超精加工石。在本实施例中同样如此，两种加工采用相同的超精加工石完成。
顺便说一下，本发明也可以适用于采用不同的超精加工石用于粗加工和精加工。如包括了超精加工石大量磨损阶段的粗加工的加工工艺有效地用于本发明。
当超精加工石磨损时，超精加工石向加工侧的座圈表面移动并且工件仍然保持在该位置；然而，在超精加工石不被超精加工石夹紧螺栓夹持之前必须由新超精加工石替换。在现有技术的方法中，超精加工石需要一定的长度，该长度小于圆锥形滚柱轴承的外圈大内径，并且该长度能够测定，尤其是接近于50mm时，夹持位置设定至距超精加工石的后端部接近于10mm。并且当超精加工石的长度接近于15mm时，也就是说，当其磨损接近于35mm；加工的加工数量约1700个，更换超精加工石。
另一方面，本发明能够采用长尺寸超精加工石。例如，当具有接近于100mm长度的超精加工石被采用时，超精加工石达到更换时的磨损量接近于85mm，并且工件的加工数量能够达到4200个，也就是说，是现有技术的方法的加工数量的2.5倍。
现在，表1示出了本发明的用于各种规格轴承的例子。从表1能够清楚地看出，按照本发明，相应地座圈圆锥角度2α＝12°-58°圆锥形滚柱轴承被加工，所具有的倾斜角度θ＝5°-25°，此时，避免了超精加工石后端部与外圈的干涉。在一些轴承中，由于座圈的圆锥形半角度、外座圈宽度和外圈大内径之间的关系，甚至在超精加工石不几何倾斜的情况下，超精加工石与外座圈前面不会彼此干涉。然而，当不仅考虑到用于超精加工石夹持器插入的空间，还有超精加工石的摆幅必须围绕超精加工石固定，有必要倾斜超精加工石5°或更多。并且，有可能采用具有现有技术2-4倍长度的超精加工石；并且至超精加工石更换，能够加工的工件数量是现有技术的方法加工的工件数量的1.5-9倍。在例子1中，至超精加工石更换，加工的数量是现在技术的方法的工件数量的2.5倍，在例子2和3中，加工数量是4-9倍。
下面，将说明按照现有技术的加工的座圈表面圆度与按照本发明加工的座圈表面圆度的比较结果。
图6A和6B是按照现有技术的超精加工方法加工的座圈表面的圆度(图6A)与按照本发明的超精加工方法加工的座圈表面的圆度(图6B)的比较说明图。
从图6A和6B能够看出，图6A中的按照现有技术的超精加工方法的座圈表面的圆度是1.3μm，图6B中的按照本发明的超精加工方法的座圈表面的圆度是0.8μm。这就表示出按照本发明的超精加工方法所能够提供的精度等于或高于通过现有技术的超精加工方法所达到的精度。
在上述的详细说明中，在按照本发明的圆锥形滚柱轴承的超精加工方法中，由于超精加工石相应于座圈表面垂直线向外圈的前面的外侧倾斜，能够避免超精加工石的后端部与非加工座圈表面的干涉，该非加工座圈表面位于加工座圈表面相对的侧面，并因此而消除了对超精加工石长度的限制。其结果是，超精加工石的长度能够增加，该长度的增加能够减少超精加工石更换的频率，因此能够增强工作效率。甚至在夹持部的通常无用并且被浪费的超精加工石也能够被消耗，因此而增加超精加工石的经济性。另外，由于能够防止超精加工石后部的再干涉和超精加工石能够在长度上增加，因此，自动超精加工石进给机构也能够应用。
此时，仅仅是本发明的某些实施例得到了特定的说明，很清楚，对本发明的一些修改不脱离本发明的实质和范围。
                                                                   表1
外侧直径(mm) 外圈大内径(mm) 圆锥角2α(°) 外圈宽度(mm) 超精加工石宽度(mm) 倾斜角θ(°) 超精加工石后端部与夹持器之间的距离(mm) 至更换时，本发明与现有技术磨制工件的比例 本发明与现有技术的超精加工石初始长度的比例 本发明与现有技术的超精加工石更换的比例
例子1(R59Z-7) 88 85 31.5 18 17 17(15-20) 3 2.4 2 0.4
例子2(HR30203J) 40 36.5 26 11 10 17 3 8.5 4 0.12
例子3(HR30206J) 62 57 28 14 13 17 3 4.3 2.9 0.23
例子4(HR30208J) 80 74 28 16 15 17 3 2.4 2 0.4
例子5(LM48510R) 65 60 28 14 13 17 3 2.4 2 0.4
例子6(L11710R) 40 36 21.5 11 9 17(15-17) 3 8.5 4 0.12
例子1-6由NSK有限公司加工。并参照括号内解释标明的规格

Claims (14)

1.一种圆锥形滚柱轴承的超精加工方法，包括以下步骤：
绕圆锥形滚柱轴承的中心轴转动圆锥形滚柱轴承的外圈；
从外圈前面插入直角度状超精加工石；并且
超精加工石的前端面与制成在外圈内圆周表面的圆锥状座圈表面滑动接触，超精加工该座圈表面，
其特征在于：超精加工石相应于座圈表面的垂直线向外圈前面的外侧倾斜。
2.按照权利要求1所述的超精加工方法，其特征在于：超精加工石具有一个大于外圈的大内径的长度，并且超精加工石具有能够避免超精加工石的后端部与位于加工座圈表面相对侧的非加工座圈表面之间的干涉的倾斜角度，该座圈表面与超精加工石的前端面滑动接触。
3.按照权利要求1所述的超精加工方法，其特征在于：超精加工石相应于该垂直线的倾斜角度在5°-25°的范围内。
4.一种圆锥形滚柱轴承的超精加工装置，包括：
一围绕圆锥形滚柱轴承中心轴转动圆锥形滚柱轴承的外圈的转动装置；
一个夹持直角度状超精加工石的超精加工石夹持器；
为使超精加工石从外圈前面插入并且超精加工石的前端面与制成在外圈内圆周表面的圆锥状座圈表面滑动接触的移动夹持器的驱动装置，以超精加工该座圈表面，
其特征在于：该夹持器以相应于座圈表面的垂直线向外圈的前面的外侧倾斜的方式夹持超精加工石。
5.按照权利要求4所述的超精加工装置，其特征在于：超精加工石具有一个大于外圈的大内径的长度，超精加工石夹持器倾斜夹持超精加工石，以防止超精加工石的后端部与位于加工座圈表面相对侧的非加工座圈表面之间的干涉，加工座圈表面与超精加工石的前端面滑动接触。
6.按照权利要求4所述的超精加工装置，其特征在于：超精加工石夹持器以相应于座圈表面的垂直线倾斜5°-25°的角度范围的方式倾斜夹持超精加工石。
7.按照权利要求4所述的超精加工装置，其特征在于，还包括：
一个按照超精加工石前端面的消耗用于移动超精加工石至其前端侧的自动超精加工石进给机构。
8.按照权利要求7所述的超精加工装置，其特征在于，超精加工石自动进给机构包括：
一个设置在摆动台上用于容纳和夹持超精加工石的夹持器部，此时，超精加工石相应于外圈的垂直线倾斜；
一用于加压力于容纳在夹持器部上处于超精加工石导向方向上的加压/进给缸；
一个与超精加工石的进给一同移动的超精加工石磨损检测器；
一个检测超精加工石的磨损量的检测装置，当超精加工石磨损检测器移动至规定位置时，该检测装置被操纵。
9.按照权利要求8所述的超精加工装置，其特征在于，超精加工石自动进给机构还包括：一个控制部件，当超精加工石的磨损超过了预定的数量时，该控制部件从检测装置接收一个信号，并输出一个警告信号。
10.按照权利要求8所述的超精加工装置，其特征在于，超精加工石自动进给机构还包括：一个控制单元，当超精加工石的磨损超过了预定的数量时，该控制单元从检测装置接收一个信号，并控制移动夹持器部和摆动台远离外圈，而没有进行下一步工序。
11.按照权利要求10所述的超精加工装置，其中，加压/进给缸还包括一个沿超精加工石的纵向延伸的驱动轴，超精加工石自动进给机构还包括一个设置在超精加工石和加压/进给缸的驱动轴之间的加压卡具，以及，在缩回驱动轴和摆动加压/进给缸后，通过压向磨损的超精加工石，磨损的超精加工石被取下，新的超精加工石以从夹持器部伸出规定量的形式插入夹持器部，并且加压卡具和加压/进给缸设定成压向新超精加工石，至此，超精加工石的更换完成。
12.按照权利要求4所述的超精加工装置，其特征在于：圆锥形滚柱轴承的圆锥角度设定为2α＝12°-58°。
13.按照权利要求4所述的超精加工装置，其特征在于：超精加工装置进行粗加工工艺。
14.按照权利要求4所述的超精加工装置，其特征在于：超精加工装置还进行精加工工艺。
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