基于大凸度圆锥滚子外径磨削方法及装置

摘要

本发明公开了一种基于大凸度圆锥滚子外径磨削方法及装置，利用无心磨床磨削定位的砂轮、导轮和导板，采用切入法来完成圆锥滚子外径磨削，改变现有导板的支承角度，将现有导板的支承角度加大，以增加滚子自身重量的分力去压向导轮，即增大导轮与滚子间的接触摩擦力，实现驱动滚子旋转；改变现有导板与滚子的接触面积，在导板的支承斜面上镶合金棒，由导板与滚子外径间的线接触，改为合金棒圆柱面与滚子外径间的点接触，减小其接触面积，便于驱动滚子旋转。本发明通过对导板定位方法和结构的变化，使导轮在启动旋转时就能驱动被加工滚子做旋转运动，实现了砂轮小进给磨削和无火花磨削，提高了滚子的加工精度，加工效率和加工质量的稳定性。

权利要求

1.一种基于大凸度圆锥滚子外径磨削方法，包括无心磨床磨削定位的砂轮、导轮和导板，所述导板上间隔设置有合金棒，使所述导板与滚子外径间的线接触，改为合金棒圆柱面与滚子外径间的点接触，减小其接触面积，以减小其摩擦阻力，便于驱动滚子旋转；利用无心磨床磨削定位的砂轮、导轮和导板，采用切入法来完成圆锥滚子外径磨削，其中，所述导轮顺时针旋转，在所述导轮与圆锥滚子间摩擦力作用下，并克服所述圆锥滚子与导板间摩擦阻力，来驱动所述圆锥滚子做逆时针旋转运动，所述砂轮做顺时针旋转，同时进行磨削进给运动，实现磨削加工，其特征是：

a、改变现有导板的支承角度，将现有导板的支承角度加大，以增加滚子自身重量的分力去压向导轮，即增大导轮与滚子间的接触摩擦力，实现驱动滚子旋转；

b、改变现有导板与滚子的接触面积，在导板的支承斜面上镶合金棒，由导板与滚子外径间的线接触，改为合金棒圆柱面与滚子外径间的点接触，减小其接触面积，以减小其摩擦阻力，便于驱动滚子旋转。

2.根据权利要求1所述的基于大凸度圆锥滚子外径磨削方法，其特征是：在步骤b中，将合金棒接触在圆锥滚子两端面处，使圆锥滚子重心处于两合金棒支点中间，不随圆锥滚子外径素线呈大凸度曲线的变化，使圆锥滚子在旋转时处于稳定状态之中。

3.根据权利要求1所述的基于大凸度圆锥滚子外径磨削方法，其特征是：在步骤a中，导板的支撑角度为40°～50°。

4.根据权利要求1所述的基于大凸度圆锥滚子外径磨削方法，其特征是：所述合金棒为两个且分别位于圆锥滚子两端面处，使圆锥滚子重心处于两合金棒支点中间，不随圆锥滚子外径素线呈大凸度曲线的变化，使圆锥滚子在旋转时处于稳定状态之中。

5.根据权利要求3所述的基于大凸度圆锥滚子外径磨削方法，其特征是：所述导板的支撑角度为42°、45°、47°或49°。

说明书

基于大凸度圆锥滚子外径磨削方法及装置

[0001] 技术领域：

[0002] 本发明涉及一种圆锥滚子磨削方法，特别是涉及一种基于大凸度圆锥滚子外径磨削方法及装置。

[0003] 背景技术：

[0004] 通常圆锥滚子外径素线的凸度较小，一般凸度为0.02mm‑0.04mm，此凸度是通过无心外圆磨床或超精机床来实现的，其加工精度能满足图纸要求。随着国民经济的不断发展，
高端市场的大凸度（凸度为0.14mm)高精度的圆锥滚子的需求量越来越多，即大凸度圆锥滚
子高精度的加工精度，不能满足工艺图纸要求，是我国轴承行业乃至今后需要解决的难题
和发展的趋势。

[0005] 目前，无心磨床磨削定位的基本结构：砂轮，导轮,导板和环形被加工工件组成（如图1所示），用切入法来完成大凸度圆锥滚子外径高精度的磨削，来满足工艺图纸精度要求。

[0006] 由图1可知：导轮顺时针旋转，在导轮与滚子间摩擦力作用下，并克服滚子与导板间摩擦阻力，来驱动滚子做逆时针旋转运动，砂轮做顺时针旋转，同时进行磨削进给运动，
实现磨削加工。其存在问题是：①导轮旋转不能驱动被加工滚子旋转，只有在砂轮实现进给
磨削并达到一定磨削火花（达到一定接触挤压力）时，才能驱动滚子旋转，进行滚子圆周磨
削运动。②滚子在终磨工序加工前外径素线为直线，磨削加工后滚子外径素线为大凸度的
对数曲线。由于上述磨削现象，在磨削过程中，①不能实现小进给磨削和无火花（无进给）磨
削。②被加工滚子在磨削加工中，其滚子外径定位由直线逐渐变为对数曲线，即导板支承平
面造成滚子外径凸度在加工定位中的不稳定性。致使被加工滚子圆度不能满足工艺图纸≤
0.001mm的精度要求。

[0007] 发明内容：

[0008] 本发明所要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种设计合理、能够促进滚子旋转且提高加工精度的基于大凸度圆锥滚子外径磨削方法及装置。

[0009] 本发明的技术方案是：

[0010] 一种基于大凸度圆锥滚子外径磨削方法，利用无心磨床磨削定位的砂轮、导轮和导板，采用切入法来完成圆锥滚子外径磨削，其中，所述导轮顺时针旋转，在所述导轮与圆
锥滚子间摩擦力作用下，并克服所述圆锥滚子与导板间摩擦阻力，来驱动所述圆锥滚子做
逆时针旋转运动，所述砂轮做顺时针旋转，同时进行磨削进给运动，实现磨削加工，其特征
是：

[0011] a、改变现有导板的支承角度，将现有导板的支承角度加大，以增加滚子自身重量的分力去压向导轮，即增大导轮与滚子间的接触摩擦力，实现驱动滚子旋转；

[0012] b、改变现有导板与滚子的接触面积，在导板的支承斜面上镶合金棒，由导板与滚子外径间的线接触，改为合金棒圆柱面与滚子外径间的点接触，减小其接触面积，以减小其
摩擦阻力，便于驱动滚子旋转。

[0013] 在步骤b中，将合金棒接触在圆锥滚子两端面处，使圆锥滚子重心处于两合金棒支点中间，不随圆锥滚子外径素线呈大凸度曲线的变化，使圆锥滚子在旋转时处于稳定状态
之中。在步骤a中，导板的支撑角度为40°～50°。

[0014] 一种基于大凸度圆锥滚子外径磨削装置，包括无心磨床磨削定位的砂轮、导轮和导板，所述导板的支撑角度为40°～50°，所述导板上间隔设置有合金棒，使所述导板与滚子
外径间的线接触，改为合金棒圆柱面与滚子外径间的点接触，减小其接触面积，以减小其摩
擦阻力，便于驱动滚子旋转。

[0015] 所述合金棒为两个且分别位于圆锥滚子两端面处，使圆锥滚子重心处于两合金棒支点中间，不随圆锥滚子外径素线呈大凸度曲线的变化，使圆锥滚子在旋转时处于稳定状
态之中。所述导板的支撑角度为42°、45°、47°或49°。

[0016] 本发明的有益效果是：

[0017] 1、本发明通过对导板定位方法和结构的变化，使导轮在启动旋转时就能驱动被加工滚子做旋转运动，实现了砂轮小进给磨削和无火花磨削，提高了滚子的加工精度，加工效
率和加工质量的稳定性。

[0018] 2、本发明合理选择导板支承角度，来增加滚子自身重量的分力去压向导轮，即增大导轮与滚子间的接触摩擦力，以实现驱动滚子旋转。

[0019] 3、本发明在导板支承斜面上镶合金棒，由导板面与滚子外径间的线接触，改为合金棒圆柱面与滚子外径间的点接触，减小其接触面积，即减小其摩擦阻力，以便于驱动滚子
旋转。

[0020] 4、本发明将导板支承面上的两个合金棒接触在滚子两端面处，使滚子重心处于两合金棒支点中间，不随滚子外径素线呈大凸度曲线的变化，使滚子在旋转时处于稳定状态
之中。

[0021] 5、本发明设计合理、能够促进滚子旋转且提高加工精度，解决了大凸度圆锥滚子外径在无心磨床上的加工精度，满足工艺图纸圆度≤0.001mm的问题。便于实现和推广，具
有较高的经济效益和社会效益。

[0022] 附图说明：

[0023] 图1为现有技术中圆锥滚子外径磨削装置的结构示意图；

[0024] 图2为基于大凸度圆锥滚子外径磨削装置的结构示意图；

[0025] 图3为图2中导板及圆锥滚子的侧视图。

[0026] 具体实施方式：

[0027] 实施例：参见图1‑‑图3，图中，1‑砂轮，2‑圆锥滚子，3‑合金棒，4‑导板，5‑导轮。

[0028] 基于大凸度圆锥滚子外径磨削方法，利用无心磨床磨削定位的砂轮1、导轮5和导板4，采用切入法来完成圆锥滚子2外径磨削，其中，导轮5顺时针旋转，在导轮5与圆锥滚子2
间摩擦力作用下，并克服圆锥滚子2与导板4间摩擦阻力，来驱动圆锥滚子2做逆时针旋转运
动，砂轮1做顺时针旋转，同时进行磨削进给运动，实现磨削加工，本发明从导板4支承方法
和结构入手：①增大导轮5与滚子2的驱动力，合理选择导板4支承角度，将导板4支承角度由
30°（如图1所示）改为45°，来增加滚子自身重量的分力去压向导轮5，即增大导轮5与滚子2
间的接触摩擦力，以实现驱动滚子旋转。②减小导板4与滚子2间的摩擦阻力，来降低带动滚
子2的驱动力，合理选择导板4与滚子2的接触面积，在导板45°支承斜面上镶合金棒3（如图2
所示），由导板45°面与滚子外径间的线接触，改为合金棒3圆柱面与滚子外径间的点接触，
减小其接触面积，即减小其摩擦阻力，以便于驱动滚子旋转。③增大滚子旋转的稳定性，来
稳定滚子的加工质量，合理选择滚子在导板间的旋转稳定性，将导板4支承面上的两个合金
棒3接触在滚子两端面处（如图3所示），使滚子2重心处于两合金棒3支点中间，不随滚子外
径素线呈大凸度曲线的变化，使滚子在旋转时处于稳定状态之中。

[0029] 通过上述对导板定位方法和结构的变化，使滚子在加工过程中实现了：导轮5在启动旋转时就能驱动被加工滚子2做旋转运动，实现了砂轮1小进给磨削和无火花磨削，提高
了滚子2的加工精度，加工效率和加工质量的稳定性,使该滚子外径加工圆度由原来的1μ
m‑‑5μm提高到0.5μm‑‑1μm，满足了工艺图纸圆度1μm的要求。

[0030] 根据需要，导板的支撑角度还可以选择为42°、46°、47°或49°等等，不一一详述。

[0031] 以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于
本发明技术方案的范围内。