[發明專利]一種基于圓錐滾子斜置貫穿式超精研的凸度分析方法

有效

• 申請號: 201610052176.0
• 申請日: 2016-01-19
• 公開（公告）號: CN105678009B
• 公開（公告）日: 2018-07-24
• 發明（設計）人: 高作斌;雷賢卿;高浩源;張貝
• 申請（專利權）人: 河南科技大學
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50;B24B35/00
• 代理公司: 鄭州睿信知識產權代理有限公司 41119
• 代理人: 胡泳棋

本發明涉及一種基于圓錐滾子斜置貫穿式超精研的凸度分析方法。本發明利用斜置角和傾斜角兩個參數描述滾子姿態，將滾子姿態參數、滾子相關尺寸和形狀參數以及油石厚度作為變量，用專門的包含這些變量的滾子?油石接觸線方程和滾子可比縱向截形方程，計算并繪制滾子?油石接觸線圖和滾子可比縱向截形圖，并從圖中依據磨損基本原理分析得出姿態參數對滾子凸度形成的影響，幫助獲取最佳的滾子姿態參數。本發明所提出的凸度分析方法，有利于加工出更為優良的凸度，可為圓錐滾子凸度加工質量及其一致性的提高提供指導作用。

技術領域

本發明涉及一種基于圓錐滾子斜置貫穿式超精研的凸度分析方法，屬于滾動軸承制造工藝的技術領域。

背景技術

圓錐滾子是滾動軸承的一種重要零件，尤其滾子凸度對于軸承中滾子與滾道的接觸應力分布和彈流潤滑油膜形狀都會產生積極影響，對提高軸承性能及壽命可靠性有重要意義。因此，在生產過程中對圓錐滾子的錐面凸度有嚴格的要求。滾子凸度呈曲線形狀，其大小是用微米計量的，其精密加工一直是軸承制造中需要解決的重要技術難題之一。目前，貫穿式超精研是精密圓錐滾子凸度加工的主要工藝，其加工方式是：一對軸線水平且平行配置的導輥，作定軸同向旋轉運動，其輥形表面與滾子的圓錐表面接觸，對滾子進行支撐、姿態控制和旋轉驅動；其前(或后)導輥的螺旋擋邊與滾子的球基面接觸，推動滾子向前貫穿并將相鄰滾子隔離，使得由上料機構連續送入兩導輥之間的滾子，可以一邊自轉，一邊以某種姿態沿某種軌跡從兩導輥之間貫穿通過；一排長方塊油石從正上方彈性地壓在滾子上，并沿導輥軸線方向作高頻小幅直線振蕩，對滾子錐面進行研磨。

在圓錐滾子貫穿式超精研中，滾子貫穿方式有多種，斜置貫穿式是其中的一種重要方式，具有獲得的滾子凸度量大、導輥利用率高且加工容易等優點，已在實際生產中應用。在圓錐滾子斜置貫穿式超精研中，滾子具有固定不變的姿態，可用姿態參數描述。所述的滾子姿態參數為斜置角和傾斜角。斜置角和傾斜角的含義是：用滾子軸線的方位代表滾子姿態，用水平面和縱向(指導輥軸線方向)鉛垂平面作為參考平面，用導輥軸線作為參考直線；斜置角是垂直投射到水平面上的滾子軸線與參考直線的夾角；傾斜角是垂直投射到鉛垂面上的滾子軸線與參考直線的夾角。滾子姿態完全取決于滾子軸線的方位。斜置角和傾斜角可以完整描述滾子軸線的方位，因而可以完整描述滾子姿態。

圓錐滾子貫穿式超精研的凸度形成機理與規律十分復雜，人們尚未認識清楚。對于斜置貫穿式超精研，人們已經認識到滾子姿態對凸度有重要影響，但是對于利用這種方法加工形成凸度原理的認識，研究人員缺乏相關科學依據的支持，以至于這種加工方法的現有技術在設計滾子姿態時主要依賴經驗，并常常難以獲得良好的滾子凸度。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術的不足，提出了一種針對圓錐滾子斜置貫穿式超精研的凸度分析方法，以便進一步揭示如何設置圓錐滾子在貫穿式超精研中的姿態參數，使其加工形成更為優良的凸度，為圓錐滾子凸度加工質量及其一致性的提高提供指導作用。

本發明是通過如下方案予以實現的：

1.一種基于圓錐滾子斜置貫穿式超精研的凸度分析方法，步驟如下：

步驟1，根據圓錐滾子斜置貫穿式超精研中滾子和油石的幾何及運動特征以及油石磨損特性，建立滾子-油石接觸線方程和圓錐滾子的縱向截形曲線方程；其中，滾子-油石接觸線方程包括非邊緣接觸線方程、小端邊緣接觸線方程和大端邊緣接觸線方程；根據圓錐滾子的縱向截形曲線方程，建立可比縱向截形方程；

步驟2，選定圓錐滾子姿態參數，該姿態參數包括斜置角和傾斜角；然后，將油石的厚度、圓錐滾子相關尺寸和形狀參數以及選定的姿態參數代入到滾子-油石接觸線方程和可比縱向截形方程，繪制與選定的姿態參數對應的滾子-油石接觸線圖和滾子可比縱向截形圖；其中斜置角是指水平面內滾子軸線與滾子貫穿直線之間的夾角，傾斜角是指過滾子貫穿直線的縱向鉛垂平面內滾子軸線與滾子貫穿直線之間的夾角；