滚子轴承套圈滚道凸度超精加工方法介绍

滚子轴承套圈滚道凸度超精加工方法介绍

曹新建 高向红

石家庄轴承设备股份有限公司 （050051）

摘 要 提出了一种针对滚子轴承套圈滚道必须带凸度的要求。根据套圈滚道凸度的特点，结合多年来轴承套圈超精技术设计的实践，开发设计滚子轴承套圈滚道超精研机，采用窄油石、大往复结合小振荡的方法，提高了轴承套圈滚道凸度的精度，适应了市场发展的需要。 关键词 滚道凸度 窄油石 油石往复长度

滚子轴承套圈滚道超精研机目前是使用窄于滚道宽度的宽油石以一定振荡频率及固定的振幅进行超精研磨加工，该方法对套圈前道工序经过磨削加工的滚道凸度形状不但得不到改善而且还可能造成一定的破坏，也不利于套圈滚道精度的提高。所以需要开发一种新的滚子轴承套圈滚道超精研机。

在新机型设计中我们采用的是油石的大往复小振荡技术，即采用窄油石在滚道宽度内的不同位置改变油石振荡频率，以伺服电机驱动油石进行大往复运动来实现超精研改善滚道凸度及精度的目的。

1 设计指导思想

采用油石在滚道往复长度上分段以及变化油石在各段的振荡频率和速度方法以实现滚道凸度的超精研磨。这里着重介绍油石往复运动的设计及设置。

2 设计步骤及方法

图1为窄油石往复运动参数设置示意图。

图1 油石往复运动示意图

2.1 示意图上参数及其他参数说明

(1) 半长段数：1/2油石往复长度的分段数，根

据需要可设为1～5段。

(2) 第段长dn ：每段的长度，可设不同数值。 (3)N 第1段速度：磨削起始点第一段的走刀速度。段与第1段速度比：第N 段走刀速度为第1速度：直接启动速度，每段速度大于基础，它可实平石往复在两端停止行走的时保长度。提供法

程：

钮将油石振荡频率大往复的伺服电机控制开关将油石走服电机驱动油石移动到工件最控制开关将油石走

(4) N 段走刀度的倍数，可在1 %～99 %范围内选取。（此项数值可以在控制面板上设定并且在显示屏上显示）

(5) 基础速速度时所设加减速时间才起作用。

(6) 加减速度时间：段与段速度过渡时间，现段间滑过渡。

(7) 两端停留时间：油间，它证了滚道凸度的研削精度。 2.2 油石往复行程（L ）的两种设定方法

油石往复行程（L ）指油石往复单程所走两种设定方法：

1） 手动实测设定往复原始点的设置操作过L —油石往复长度 N —1/2往复长度段数d n —第n 段长 S n1—第1段长 3

2

1

S n1 滚道长度d n N

振荡频率

磨削起始点

L

L /2

(1) 调整油石振荡频率变频器旋调至最低；

(2) 调整驱动到工件靠中心位；

(3) 将油石落下，伺前端（靠近操作者）不和挡边相碰的位置。使用电气按钮将此点由电气控制系统记忆定义为往复原始点（见图2虚线所示位置）；

(4) 调整驱动大往复的伺服电机到工件最后端（远离操作者）和挡边不相碰位置（当使用计算法输入油石往复长度时，不进行此项操作）。使用电气按钮将此点由电气控制系统记忆

35

《精密制造与自动化》

定义为往复终点（见图2实线所示位置）；

(5) 油石往复行程长度的手动实测设置成功。

端空刀量+后端空； 入到有误时，可进行修正**********************************************************************************************************

）清洗，非施胶部位（支撑块，长1钉确定最有无缺陷（可清除强制润滑油路油

试磨工件图2所示，材料硬度HRC20~25。 加工方式：，头架拨杆驱动工件转动，成型砂轮（规格型号为P600

图2 油石往复移动示意图

2）根据工件图纸计算设定法

(1) 油石往复长度=滚道宽度+前刀量−2×油石振荡幅值−油石宽度（单位：μm ）

(2) 在电气控制面板参数输入屏上将计算值输“油石往复长度”选项内；

(3) 当试超精研发现往复长度（将原数值进行修正后，重新输入）。注意：空刀量由操作者根据工件图纸选取，不能大于图纸标注空刀量，否则油石和挡边相撞。

3 油石的走刀速度与振荡频率的关系

由图3可以看出在滚道的宽度L （油石往复运动行程）上滚道的凸度量H 是不一样的。

⑴ 在滚道宽度L 所分各段上油石往复运动的走刀速度与油石振荡频率成反比即：磨削起始点的基础速度最低，往复原始点到滚道1/2处各段的速度是逐渐增加的而振荡频率是逐渐降低的。在滚道另一半的情况亦然。

⑵ 当各段速度大于基础速度时，就应该设定加、减速时间。只要有了加、减速时间的变化才能保证段与段之间滚道轮廓的圆滑过渡。 图3 滚道凸度轮廓示意图

滚道凸度超精研机大往复、小振荡方法的设计，在滚子轴承滚道中的广泛应用，满足了轴承套圈滚道凸度精度的要求，而且此种方法操作简捷、直观。

*（上接第27页）

以清洗剂（TS1755压模导轨面）以脱模剂（1731）清洗，自然风干。

（3）施胶（TS316）。要求四人同时进行（导轨 700 mm ），胶层形状为中鼓形（或屋脊形），特别要求分层、用力抹胶，不允许出现气泡、类似砂眼等现象；据工装压缩空间计算抹胶厚度，以固化后厚度2.5 mm （包括加工余量及形位公差量）最佳；

（4）扣模。按照原方案扣模，通过调整螺终位置，固化时间不小于24小时；

（5）机加工。垂直方向缓起模，检查用TS112修补、固化），如无缺陷用导轨磨床选用大间隙砂轮磨削平-V 导轨面至图纸要求精度，控制胶层厚度在1.8～2.0 mm （由温升决定，如工作中温升比较大则控制在1.5～1.8 mm ）最佳；此时导轨贴塑工序即已成功完成，拆除工装。

3） 床身装配前需先用压缩空气口石蜡，装配中注意床身保护，避免磕碰现象。装配结束后需先用钢丝刷打磨床身外表面方能刮腻子喷底漆。

3 机床床身初验收

图2 试磨工件示意图

工件以两端中心孔定位×95×203PA150K7V50）一次磨削至尺寸，端面量仪确定砂轮切入位置，外圆量仪在线检测；生产节拍70 s/件；砂轮修整采用前置金刚笔单点修整。

检验结果R a 为0.186 μm ，完全达精度指标。

油石往复行程 工件前端

L 20mm

142+0.1mm 93+0.1mm 36±0.5mm

0.2 0.012φ68±0.1m

A-B

0.2

0.2

滚道凸度轮廓

36