[發明專利]用于球面滾子的滾動表面精加工的研具套件、設備及方法

有效

• 申請號: 202110885924.4
• 申請日: 2021-08-03
• 公開（公告）號: CN113524014B
• 公開（公告）日: 2022-04-29
• 發明（設計）人: 任成祖;蘇涌翔;陳光;梁磊;何春雷;耿昆;閆傳濱;靳新民
• 申請（專利權）人: 天津大學
• 主分類號: B24B33/08
• 分類號: B24B33/08;B24B33/10;B24B33/06
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務所 12201
• 代理人: 李麗萍

本發明公開一種用于球面滾子的滾動表面精加工的研具套件、設備和方法。設備包括主機、外循環系統、研具套件和研具套件夾具。主機構型包括研磨條組件回轉型和研磨套回轉型。外循環系統包括收集、整理、送料單元和傳輸子系統。研具套件包括工作時保持同軸的研磨套和貫穿所述研磨套的研磨條組件，研磨套的內表面設有第一螺旋槽，研磨條組件包括多個正面設置有直線溝槽或第二螺旋槽的呈圓周柱狀陣列分布的研磨條。研磨加工時，在第一螺旋槽和直線溝槽或第二螺旋槽工作面的摩擦和推擠作用下，球面滾子在自轉的同時分別沿第一螺旋槽和直線溝槽或第二螺旋槽移動，從而實現對球面滾子的滾動表面的研磨加工。本發明可提高球面滾子的滾動表面的尺寸一致性。

技術領域

本發明涉及一種用于球面滾子的滾動表面精加工的研具套件、設備及方法，屬于軸承滾動體精密加工技術領域。

背景技術

球面滾子軸承廣泛應用于各類旋轉機械。作為球面滾子軸承重要零件之一的球面滾子，其滾動表面的形狀精度和尺寸一致性對球面滾子軸承的性能具有重要影響。現階段，公知的球面滾子的滾動表面的加工工藝流程為：毛坯成型(車削或冷鐓或軋制)、粗加工(軟磨滾動表面)、熱處理、半精加工(硬磨滾動表面)和精加工，其中公知的滾動表面精加工的主要工藝方法是超精加工。

超精加工是一種利用細粒度油石作為磨具，油石對工件加工表面施加較低的壓力并沿工件加工表面作高速微幅往復振動和低速進給運動，從而實現微量切削的光整加工方法。

目前，球面滾子的滾動表面的精加工多采用無心貫穿式或無心切入式超精加工方法。在超精加工過程中，同一批次的球面滾子依次進入加工區域并經受油石超精加工。同一時刻只對單個(或少數幾個)球面滾子進行加工，球面滾子滾動表面的材料去除量幾乎不受同批次球面滾子滾動表面直徑差異的影響，因此用超精加工設備加工球面滾子滾動表面很難有效改善球面滾子滾動表面的直徑分散性。

現階段，涉及球面滾子滾動表面精加工的設備和方法還包括：

公布號為CN108890516A的專利文獻公開了一種用于凸度圓柱滾子滾動表面精加工的研磨設備和研磨盤套件，研磨盤套件包括一對同軸、且正面相對布置的第一和第二研磨盤。第一研磨盤正面包括一組放射狀分布于第一研磨盤基面(內凹圓弧回轉面)的內凹弧線溝槽，第二研磨盤正面包括一條或多條分布于第二研磨盤基面(外凸圓弧回轉面)的螺旋槽。

上述加工方法屬于多樣本直接比較加工，具備直徑較大的球面滾子滾動表面材料多去除、直徑較小的球面滾子滾動表面材料少去除的能力。但利用上述設備和方法研磨球面滾子滾動表面時，由于內凹弧線溝槽分布于內凹圓弧回轉面，一方面，作為研磨盤基面的內凹圓弧回轉面的內緣和外緣的圓周周長不一，內凹弧線溝槽數量受限于內凹圓弧回轉面的內緣的圓周周長，特別是當球面滾子滾動表面的軸截面廓形的曲率半徑較小時，內凹弧線溝槽基線的曲率半徑也將減小，結合內凹弧線溝槽數量受限于內凹圓弧回轉面的內緣的圓周周長，從而將導致內凹弧線溝槽的總長度銳減，同時參與研磨的球面滾子數量銳減，不利于充分發揮比較式加工的優勢；另一方面，由于外凸圓弧回轉面上的螺旋槽的不同位置到研磨盤軸線的距離不同，螺旋槽的不同位置繞研磨盤軸線相對內凹弧線溝槽的回轉線速度不同，球面滾子在螺旋槽的不同位置的自轉速度不同，球面滾子滾動表面的材料去除速率和研磨盤工作面的磨損速率隨球面滾子在螺旋槽的位置發生變化，從而影響球面滾子滾動表面尺寸一致性的提高。

發明內容

針對現有技術存在的問題，本發明提出一種用于球面滾子的滾動表面精加工的研具套件、設備及方法，安裝有本發明研具套件的設備具有大批量球面滾子的滾動表面的精加工能力。本發明同時參與加工的球面滾子的數量較現有技術大幅提高，可以更好地發揮多樣本直接比較加工的優勢；并且球面滾子的滾動表面的材料去除速率和研具工作面的磨損速率不隨球面滾子在研具套件內的位置發生變化，從而可提高球面滾子的滾動表面的尺寸一致性。