提高滚动轴承套圈滚道和滚子精度的有序超精法
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置 。以及 滚 道 、
讨 和经验 ，分析 选择一种 科学获取 超精参 数的方 法—— 有序超精法进行超精加工 ，以改善超精后 的 轴承套圈滚道 ，特别是大型轴承套圈滚道 、滚子精 度 ，从而满足高精度轴承的精度和低噪声要求。
这 里 所 说 的 轴 承 套 圈 滚道 是 广 义 的 ，而 滚 子 则
圈在装配后的回转精度就不高 ，且在 高速运转时会
套 圈
有 较 大 噪 声 。而 形 成 轴承 的滚 道 、滚 子 沿 轴 线剖 面
内轮廓度在 不同圆周角度上不一致 ，以及滚道、滚
子 的 圆度值 在 轴 向各 不 同 圆截 面 上不 一 致 且形 状 不 同的 原 因 ，就 是 传 统 的 习惯 性 对轴 承 套 圈滚 道 、滚
明工 件 主轴 的 调 速范 围 、油石 振 荡 架 的往 复 频 率 范
套圈的超精转速就越小 ，越容易超坏滚道轮 廓度 。 那么 ，传统的超精方法问题 出在哪里呢？
假 如 油 石 架 的往 复 频 率 等于 工件 转 速 ，比 如 工
围和往复幅度范围 ，有的超精机是将往复和振荡分 开控制的 ，结构较复杂 ，即往 复是大幅度小频次机
生 。 因为超 精 的 线速 度相 对 是要 恒 定 在 一个 合 适 范
围内，线速度太慢会影响表面粗糙度和效率 ，但太 快又会出现表面烧伤或粘铁 ，因此 ，线速度过慢和
过 快 都 影 响超 精 质 量 。而 且 ，所超 套 圈直 径越 大 ，
超精机极其罕见。即使是数控控制 ，一般会针对振 荡头的往复运动速度和幅度进行控制 ，但超精机 的 工件主轴转速通常被认为没必要进行数控控制。国 产超精机的使用说 明书 中通常都会在规格参数栏标
目前 ，国内外生产的超精机的主轴转动通常是 采用直流或交流变频调速的 ，振 荡架的振 荡频率也
是通 过 直 流 电动 机 或 交流 变 频 调速 的 ，采 用数 控 系 统进 行 伺 服 控制 工件 主轴 转 速 和振 荡架 往 复运 动 的
对称 、倾斜等 ，这种情况对中大型轴承套圈较易发
的有序超精原理 ，自然延伸和理解滚子的超精过程 及其他种类套圈的超精过程 ，用相同的方法来解决 所有类似的问题 。
油石的宽度 ，
油石 的厚度 （ 指油石与滚道超精
面中点的切线方向上 ）。 ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ模糊超精的实际超精参数极有可能因不 当 ，从
轴承业 人士知道 ，在对如 图１ 的轴承滚道进行
超精时是 由如下动作实现的 ：超精机工件主轴带动 轴承套 圈作旋转运动 ；油石通过气动或液动的压 力 将端头压在轴承套 圈被超精的滚道面上 ，并在超精
而导致轴承的滚道、滚子沿轴线剖面内的轮 廓度在
各圆周 角度上不一致 。例如在沿轴线与一个直径组 成 的剖面 内滚道的直线度为０ ． Ｏ ０ ３ ｍｍ，但将轴承套
圈旋转一 个 角度 后检测沿 轴线 与另一个直 径组成
的剖面 内滚道的直线度则变为０ ． Ｏ ０ ２ ｍｍ；并且轮廓 形状也不同 ，前者可能为中凸偏左如图２ ａ 所示 ，最 高点在 距基准端面为ａ 的位置 ，但后者可能变为 中
凸偏 右 如 图２ ｂ 所 示 ，最 高 点 在 距 基 准 端 面 为 ｂ 的 位
图 ２ 处 测 得 的 圆 度 为 ０ ． ０ ０ １ ５ ｍｍ，｛ 旦 在 （ 注： 为清晰表述，图中画出轮廓有夸张）
结合轴承外 圈滚道超精示意 图 （ 见 图１ ） ，分析重
要 原 因之 一 ：模 糊 超精 导 致 超精 参 数 选择 不 当 。
距滚 道基准面轴 向距离为６ 处的 圆度可能就为０ ． Ｃ ０ ２ ５ ｍ ｍ 了 ，并 且 圆度 的形 状 也 可 能存 在 差 异 ，从 而 该轴 承
滚 子 的 圆度 值在
轴 向 各 不 同 圆 截
面 上不 一 致 。例
如 在 距 滚 道 基 准 面 轴 向距 离 为 ａ
主要是 指调心轴承用的滚子 （ 直径较大的腰鼓形柱
体 ）。
蔼 黼 蔼
（ ａ ） （ ｂ ）
１ ． 产生超精 参数选择不 当原因
仅 以 圆柱 滚 子 轴承 的 外 圈进 行滚 道 超 精 为 例 ，
参磊
～
３ ５
Ｔ ｎ ｊ 。
机的油石振荡架带动下 ，沿轴承套 圈宽度方 向作往
复运 动 来达 到 对 轴 承套 圈滚 道表 面 进 行超 精 加 工 的
目的 。
导致误判的可能性很大。操作工超精轴承套圈中对 径 向剖面轮廓度在不 同的圆周方 向的状态模糊认识
很 常 见 ，造 成 超精 的 滚 道 面 不 同 圆周方 向与 基 准端 面 （ 超 精 时 轴 承 套 圈与 工 件 主轴 接 触 的 定位 面 ）不
构 实 现 的 ，其 移 动 幅度 接 近 于 滚道 轴 向全 长 ；振 荡
件主轴转速ｎ ＝ ２ Ｏ Ｏ ｒ ／ ｍｉ ｎ ，油石架的往复频率户２ ０ ０
次／ ｍｉ ｎ ，我 们 可 以看 到 ，当油 石 从 轴承 套 圈的 左 侧
移动到右侧 ，轴承套 圈正好转 了半转 ，而轴承套圈 接下来的下一个半转结束 ，油石又正好从右移动到 左侧 ；接下来轴承套圈再转一转时 ，油石又重复原 来的轨迹超精 了一个往复 回到起 点；当轴承套 圈转 了２ ０ ０ 转 ，油石沿原来的轨迹重复超精了２ ０ ０ 次 ，而 轨迹外的轴承套 圈表面就根本未被超精到 ，此时轴
Ｔ ｎ
提高滚动轴承套圈滚道和滚子精度的 有序超精法
无锡 机床股 份有 限公 司 （ 江苏 ２ １ ４ ０ ６ １ ） 胡 建清
本文分析滚动轴 承套 圈、特别是大 、中型轴承 套圈或滚子超精加工后 ，轴承成品在使用中无法达 到较高精度要求、回转精度不高 ，且可能在高速运
转 时 产 生 较 大噪 声的 原 因 ，结 合 笔者 长 期 以 来 的 探
子 的 模糊 超 精 形成 的 。
我们假设滚子磨削加 工精度和轴承套圈终磨削
图 １ 轴承外 圈滚 道超精示意
加工精度都是理想的，以便于集中讨论轴承套 圈终
磨 削后 的超 精 过程 ；另外 ，可 以从 本 文 下面 所 叙 述
图１ 中， 为 轴 承 外 圈滚 道 宽 度 ，Ｃ 为轴 承外 圈 宽 度 ，Ｄ为 轴 承 外 圈外 径 ，ｄ 为 轴 承 滚 道 内 径 ，Ｂ 为
讨 和经验 ，分析 选择一种 科学获取 超精参 数的方 法—— 有序超精法进行超精加工 ，以改善超精后 的 轴承套圈滚道 ，特别是大型轴承套圈滚道 、滚子精 度 ，从而满足高精度轴承的精度和低噪声要求。
这 里 所 说 的 轴 承 套 圈 滚道 是 广 义 的 ，而 滚 子 则
圈在装配后的回转精度就不高 ，且在 高速运转时会
套 圈
有 较 大 噪 声 。而 形 成 轴承 的滚 道 、滚 子 沿 轴 线剖 面
内轮廓度在 不同圆周角度上不一致 ，以及滚道、滚
子 的 圆度值 在 轴 向各 不 同 圆截 面 上不 一 致 且形 状 不 同的 原 因 ，就 是 传 统 的 习惯 性 对轴 承 套 圈滚 道 、滚
明工 件 主轴 的 调 速范 围 、油石 振 荡 架 的往 复 频 率 范
套圈的超精转速就越小 ，越容易超坏滚道轮 廓度 。 那么 ，传统的超精方法问题 出在哪里呢？
假 如 油 石 架 的往 复 频 率 等于 工件 转 速 ，比 如 工
围和往复幅度范围 ，有的超精机是将往复和振荡分 开控制的 ，结构较复杂 ，即往 复是大幅度小频次机
生 。 因为超 精 的 线速 度相 对 是要 恒 定 在 一个 合 适 范
围内，线速度太慢会影响表面粗糙度和效率 ，但太 快又会出现表面烧伤或粘铁 ，因此 ，线速度过慢和
过 快 都 影 响超 精 质 量 。而 且 ，所超 套 圈直 径越 大 ，
超精机极其罕见。即使是数控控制 ，一般会针对振 荡头的往复运动速度和幅度进行控制 ，但超精机 的 工件主轴转速通常被认为没必要进行数控控制。国 产超精机的使用说 明书 中通常都会在规格参数栏标
目前 ，国内外生产的超精机的主轴转动通常是 采用直流或交流变频调速的 ，振 荡架的振 荡频率也
是通 过 直 流 电动 机 或 交流 变 频 调速 的 ，采 用数 控 系 统进 行 伺 服 控制 工件 主轴 转 速 和振 荡架 往 复运 动 的
对称 、倾斜等 ，这种情况对中大型轴承套圈较易发
的有序超精原理 ，自然延伸和理解滚子的超精过程 及其他种类套圈的超精过程 ，用相同的方法来解决 所有类似的问题 。
油石的宽度 ，
油石 的厚度 （ 指油石与滚道超精
面中点的切线方向上 ）。 ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ模糊超精的实际超精参数极有可能因不 当 ，从
轴承业 人士知道 ，在对如 图１ 的轴承滚道进行
超精时是 由如下动作实现的 ：超精机工件主轴带动 轴承套 圈作旋转运动 ；油石通过气动或液动的压 力 将端头压在轴承套 圈被超精的滚道面上 ，并在超精
而导致轴承的滚道、滚子沿轴线剖面内的轮 廓度在
各圆周 角度上不一致 。例如在沿轴线与一个直径组 成 的剖面 内滚道的直线度为０ ． Ｏ ０ ３ ｍｍ，但将轴承套
圈旋转一 个 角度 后检测沿 轴线 与另一个直 径组成
的剖面 内滚道的直线度则变为０ ． Ｏ ０ ２ ｍｍ；并且轮廓 形状也不同 ，前者可能为中凸偏左如图２ ａ 所示 ，最 高点在 距基准端面为ａ 的位置 ，但后者可能变为 中
凸偏 右 如 图２ ｂ 所 示 ，最 高 点 在 距 基 准 端 面 为 ｂ 的 位
图 ２ 处 测 得 的 圆 度 为 ０ ． ０ ０ １ ５ ｍｍ，｛ 旦 在 （ 注： 为清晰表述，图中画出轮廓有夸张）
结合轴承外 圈滚道超精示意 图 （ 见 图１ ） ，分析重
要 原 因之 一 ：模 糊 超精 导 致 超精 参 数 选择 不 当 。
距滚 道基准面轴 向距离为６ 处的 圆度可能就为０ ． Ｃ ０ ２ ５ ｍ ｍ 了 ，并 且 圆度 的形 状 也 可 能存 在 差 异 ，从 而 该轴 承
滚 子 的 圆度 值在
轴 向 各 不 同 圆 截
面 上不 一 致 。例
如 在 距 滚 道 基 准 面 轴 向距 离 为 ａ
主要是 指调心轴承用的滚子 （ 直径较大的腰鼓形柱
体 ）。
蔼 黼 蔼
（ ａ ） （ ｂ ）
１ ． 产生超精 参数选择不 当原因
仅 以 圆柱 滚 子 轴承 的 外 圈进 行滚 道 超 精 为 例 ，
参磊
～
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Ｔ ｎ ｊ 。
机的油石振荡架带动下 ，沿轴承套 圈宽度方 向作往
复运 动 来达 到 对 轴 承套 圈滚 道表 面 进 行超 精 加 工 的
目的 。
导致误判的可能性很大。操作工超精轴承套圈中对 径 向剖面轮廓度在不 同的圆周方 向的状态模糊认识
很 常 见 ，造 成 超精 的 滚 道 面 不 同 圆周方 向与 基 准端 面 （ 超 精 时 轴 承 套 圈与 工 件 主轴 接 触 的 定位 面 ）不
构 实 现 的 ，其 移 动 幅度 接 近 于 滚道 轴 向全 长 ；振 荡
件主轴转速ｎ ＝ ２ Ｏ Ｏ ｒ ／ ｍｉ ｎ ，油石架的往复频率户２ ０ ０
次／ ｍｉ ｎ ，我 们 可 以看 到 ，当油 石 从 轴承 套 圈的 左 侧
移动到右侧 ，轴承套 圈正好转 了半转 ，而轴承套圈 接下来的下一个半转结束 ，油石又正好从右移动到 左侧 ；接下来轴承套圈再转一转时 ，油石又重复原 来的轨迹超精 了一个往复 回到起 点；当轴承套 圈转 了２ ０ ０ 转 ，油石沿原来的轨迹重复超精了２ ０ ０ 次 ，而 轨迹外的轴承套 圈表面就根本未被超精到 ，此时轴
Ｔ ｎ
提高滚动轴承套圈滚道和滚子精度的 有序超精法
无锡 机床股 份有 限公 司 （ 江苏 ２ １ ４ ０ ６ １ ） 胡 建清
本文分析滚动轴 承套 圈、特别是大 、中型轴承 套圈或滚子超精加工后 ，轴承成品在使用中无法达 到较高精度要求、回转精度不高 ，且可能在高速运
转 时 产 生 较 大噪 声的 原 因 ，结 合 笔者 长 期 以 来 的 探
子 的 模糊 超 精 形成 的 。
我们假设滚子磨削加 工精度和轴承套圈终磨削
图 １ 轴承外 圈滚 道超精示意
加工精度都是理想的，以便于集中讨论轴承套 圈终
磨 削后 的超 精 过程 ；另外 ，可 以从 本 文 下面 所 叙 述
图１ 中， 为 轴 承 外 圈滚 道 宽 度 ，Ｃ 为轴 承外 圈 宽 度 ，Ｄ为 轴 承 外 圈外 径 ，ｄ 为 轴 承 滚 道 内 径 ，Ｂ 为