專利名稱：母線分段對稱凸度圓錐滾子及終磨方法
技術領域：
本發明涉及軸承滾子制造領域，尤其是一種邊緣壓力分散利于形成彈性流體潤滑且軸承的溫升、振動、噪聲較低和軸承使用壽命較長及能滿足并提高圓錐滾子凸度的加工質量的母線分段對稱凸度圓錐滾子及終磨方法。
背景技術：
圓錐滾子是圓錐滾子軸承的重要配套件，為了提高圓錐滾子及圓錐滾子軸承的使用壽命，降低圓錐滾子兩端的邊緣應力是主要方法；經試驗分析，直母線的圓錐滾子的彈流壓力分布在滾子兩端存在壓力峰，并在滾子表層有應力集中現象；為此，將圓錐滾子母線加工成凸形而形成〃凸度〃是已經被業內公認了的正確的方法；中國專利公告號CN 2934723的實用新型公開了一種新型圓錐滾子軸承，具有軸承外圈、內圈、一組滾子和保持架 ；其軸承外圈設置有呈對數母線的外圈滾道與呈對數母線的滾子接觸，其滾子與軸承內圈設置呈對數母線的內圈滾道接觸，其軸承外圈與軸承內圈之間設有保持架。該新型圓錐滾子軸承的滾子呈凸度對數母線，在兩端區域的壓力峰和應力集中雖有所改善，在滾子的兩端區域能形成較小厚度的油膜，其不足之處是圓錐滾子邊緣壓力仍較大不利于形成彈性流體潤滑且軸承的溫升、振動、噪聲較高和軸承使用壽命較短；圓錐滾子凸度加工質量的高低直接影響圓錐滾子軸承的精度和使用壽命；中國專利公告號CN 2761358的發明公開了一種用于加工對數曲線圓錐滾子超精輥修磨的靠模板，其由左、中、右三段模板連接構成，三段模板的連接部位高度一致，底部在同一水平線上，中段模板為長方形直板，左段模板的上端邊向左上方具有一傾斜角度α，右端模板的上端邊向右下方具有一傾斜角度α 。該運用靠模板的加工方法存在靠模板易磨損和機械傳遞中累積誤差較大影響圓錐滾子凸度加工質量的不足；也有運用超精的方法加工圓錐滾子凸度的，其不足之處是，當滾子直徑較小即滾子凸度量要求較小時尚可基本滿足工藝要求，當滾子直徑較大即滾子凸度量要求較大時，超精加工很難滿足圓錐滾子凸度的加工質量；為了克服目前的凸度圓錐滾子存在邊緣壓力仍較大不利于形成彈性流體潤滑且軸承的溫升、振動、噪聲較高和軸承使用壽命較短的不足和圓錐滾子的加工方法存在很難滿足圓錐滾子凸度的加工質量的不足，因此，設計一種邊緣壓力分散利于形成彈性流體潤滑且軸承的溫升、振動、噪聲較低和軸承使用壽命較長及能滿足并提高圓錐滾子凸度的加工質量的母線分段對稱凸度圓錐滾子及終磨方法，成為亟待解決的問題。

發明內容
本發明的目的是為了克服目前的凸度圓錐滾子存在邊緣壓力仍較大不利于形成彈性流體潤滑且軸承的溫升、振動、噪聲較高和軸承使用壽命較短的不足和圓錐滾子的加工方法存在很難滿足圓錐滾子凸度的加工質量的不足，提供一種邊緣壓力分散利于形成彈性流體潤滑且軸承的溫升、振動、噪聲較低和軸承使用壽命較長及能滿足并提高圓錐滾子凸度的加工質量的母線分段對稱凸度圓錐滾子及終磨方法。
本發明的具體技術方案是
一種母線分段對稱凸度圓錐滾子，所述的母線分段對稱凸度圓錐滾子的母線包括中凸線和兩段端凸線；所述的端凸線的曲率半徑小于中凸線的曲率半徑；所述的中凸線的兩端各與一段端凸線的一端光滑連接。端凸線的曲率半徑小于中凸線的曲率半徑，能加厚母線分段對稱凸度圓錐滾子的兩端區域的油膜厚度使彈流潤滑狀態得到改善；該母線分段對稱凸度圓錐滾子邊緣壓力分散利于形成彈性流體潤滑且軸承的溫升、振動、噪聲較低和軸承使用壽命較長。作為優選，所述的中凸線和兩段端凸線均為對數曲線或均為圓弧修正曲線。常用曲線，方便CNC數控磨床編程加工。作為優選，所述的端凸線與中凸線在母線分段對稱凸度圓錐滾子的軸線上的投影長度之比為2 :3至2 :7。經試驗降低溫升、振動和噪聲效果較好。

所述的終磨設備為具有砂輪驅動裝置、金剛石滾輪驅動裝置和電磁吸盤的電磁吸盤驅動裝置的CNC數控磨床；所述的砂輪驅動裝置與床身固定連接；金剛石滾輪驅動裝置和電磁吸盤驅動裝置分別位于砂輪驅動裝置的相對兩側并分別通過導軌與床身滑動連接。所述的母線分段對稱凸度圓錐滾子的終磨方法，
a.把砂輪和切入式成型金剛石滾輪分別裝在CNC數控磨床具有的砂輪驅動裝置和金剛石滾輪驅動裝置上；
b.金剛石滾輪驅動裝置移動切入式成型金剛石滾輪到與砂輪相對；砂輪驅動裝置帶動砂輪轉動，金剛石滾輪驅動裝置驅動切入式成型金剛石滾輪沿CNC數控磨床設定的軌跡將砂輪的磨削面修成與母線分段對稱凸度圓錐滾子的母線相對應的凹形；
c.用CNC數控磨床具有的電磁吸盤驅動裝置帶有的電磁吸盤吸住已精磨外周的母線分段對稱凸度圓錐滾子的大端，并用電磁吸盤帶有的前支撐塊和后支撐塊分別貼靠支撐住母線分段對稱凸度圓錐滾子的下半周的前側和后側；
d.金剛石滾輪驅動裝置移開切入式成型金剛石滾輪，砂輪驅動裝置帶動砂輪轉動，電磁吸盤驅動裝置移動電磁吸盤使母線分段對稱凸度圓錐滾子與具有與母線分段對稱凸度圓錐滾子的母線相對應的凹形的砂輪相對；電磁吸盤驅動裝置驅動電磁吸盤帶動母線分段對稱凸度圓錐滾子轉動并切入砂輪，砂輪對母線分段對稱凸度圓錐滾子的外周進行終磨加工。該母線分段對稱凸度圓錐滾子加工時，切入式成型金剛石滾輪沿CNC數控磨床設定的軌跡將砂輪的磨削面修成與母線分段對稱凸度圓錐滾子的母線相對應的凹形，與傳統的單點金剛石筆修整砂輪相比，生產效率大幅度提高；砂輪驅動裝置帶動砂輪轉動并切入母線分段對稱凸度圓錐滾子的外周的前側進行外周終磨加工，加工出的零件表面質量和精度更高，且對操作工人的技術要求不高，加工的產品精度一致性好，質量穩定，降低制造成本，容易實現磨削加工自動化。該母線分段對稱凸度圓錐滾子的終磨方法，能滿足圓錐滾子凸度的加工質量的母線分段對稱凸度圓錐滾子及終磨方法。與現有技術相比，本發明的有益效果是一.該母線分段對稱凸度圓錐滾子邊緣壓力分散利于形成彈性流體潤滑且軸承的溫升、振動、噪聲較低和軸承使用壽命較長。二.常用曲線，方便CNC數控磨床編程加工。三.端凸線與中凸線在母線分段對稱凸度圓錐滾子的軸線上的投影長度之比為2 :3至2 :7，經試驗降低溫升、振動和噪聲效果較好。四.該母線分段對稱凸度圓錐滾子的終磨方法，能滿足并提高母線分段對稱凸度圓錐滾子的加工質量。


圖I是本發明的母線分段對稱凸度圓錐滾子的結構示意 圖2是圖I的母線分段對稱凸度圓錐滾子終磨加工的示意圖。圖中母線分段對稱凸度圓錐滾子-I、母線-11、中凸線-111、端凸線-112、砂輪_2、電磁吸盤_3、前支撐塊-31、后支撐塊-32、切入式成型金剛石滾輪-4、砂輪驅動裝置_5、金剛石滾輪驅動裝置-6、電磁吸盤驅動裝置_7、床身-8。
具體實施例方式下面結合附圖所示對本發明進行進一步描述。如附圖I、附圖2所示一種母線分段對稱凸度圓錐滾子1，所述的母線分段對稱凸度圓錐滾子I的母線11包括中凸線111和兩段端凸線112 ;所述的端凸線112的曲率半徑小于中凸線111的曲率半徑；所述的中凸線111的兩端各與一段端凸線112的一端光滑連接；所述的中凸線111和兩段端凸線112均為對數曲線或均為圓弧修正曲線；所述的端凸線112與中凸線111在母線11段凸度圓錐滾子I的軸線上的投影長度之比為2 :3至2 :7 ;本實施例中，所述的中凸線111的兩端各與一段端凸線112的一端相切；所述的中凸線111和兩段端凸線112均為對數曲線；所述的端凸線112與中凸線111在母線分段對稱凸度圓錐滾子I的軸線上的投影長度之比為2 :5。端凸線112的曲率半徑小于中凸線111的曲率半徑，能加厚母線分段對稱凸度圓錐滾子I的兩端區域的油膜厚度使彈流潤滑狀態得到改
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口 ο所述的終磨設備為具有砂輪驅動裝置5、金剛石滾輪驅動裝置6和帶有電磁吸盤3的電磁吸盤驅動裝置7的CNC數控磨床；所述的砂輪驅動裝置5與床身8螺釘連接；金剛石滾輪驅動裝置6和電磁吸盤驅動裝置7分別位于砂輪驅動裝置5的相對兩側并分別通過導軌與床身8滑動連接。所述的母線分段對稱凸度圓錐滾子的終磨方法，
a.把砂輪2和切入式成型金剛石滾輪4分別裝在CNC數控磨床具有的砂輪驅動裝置5和金剛石滾輪驅動裝置6上；
b.金剛石滾輪驅動裝置6移動切入式成型金剛石滾輪4到與砂輪2相對；砂輪驅動裝置5帶動砂輪2轉動，金剛石滾輪驅動裝置6驅動切入式成型金剛石滾輪4沿CNC數控磨床設定的軌跡將砂輪2的磨削面修成與母線分段對稱凸度圓錐滾子I的母線11相對應的凹形；
c.用CNC數控磨床具有的電磁吸盤驅動裝置7帶有的電磁吸盤3吸住已精磨外周的母線分段對稱凸度圓錐滾子I的大端，并用電磁吸盤3帶有的前支撐塊31和后支撐塊32分別貼靠支撐住母線分段對稱凸度圓錐滾子I的下半周的前側和后側；
d.金剛石滾輪驅動裝置6移開切入式成型金剛石滾輪4，砂輪驅動裝置5帶動砂輪2轉動，電磁吸盤驅動裝置7移動電磁吸盤3使母線分段對稱凸度圓錐滾子I與具有與母線分段對稱凸度圓錐滾子I的母線11相對應的凹形的砂輪2相對；電磁吸盤驅動裝置7驅動電磁吸盤3帶動母線分段對稱凸度圓錐滾子I轉動并切入砂輪2，砂輪2對母線分段對稱凸度圓錐滾子I的外周進行終磨加工。該母線分段對稱凸度圓錐滾子加工時，切入式成型金剛石滾輪沿CNC數控磨床設定的軌跡將砂輪的磨削面修成與母線分段對稱凸度圓錐滾子的母線相對應的凹形，與傳統的單點金剛石筆修整砂輪相比，生產效率大幅度提高；砂輪驅動裝置帶動砂輪轉動并切入母線分段對稱凸度圓錐滾子的外周的前側進行外周終磨加工，加工出的零件表面質量和精度更高，且對操作工人的技術要求不高，加工的產品精度一致性好，質量穩定，降低制造成本，容易實現磨削加工自動化。本發明的有益效果是該母線分段對稱凸度圓錐滾子邊緣壓力分散利于形成彈性流體潤滑且軸承的溫升、振動、噪聲較低和軸承使用壽命較長。常用曲線，方便CNC數控磨床編程加工。端凸線與中凸線在母線分段對稱凸度圓錐滾子的軸線上的投影長度之比為2 :5，經試驗降低溫升、振動和噪聲效果較好。該母線 分段對稱凸度圓錐滾子的終磨方法，能滿足并提高母線分段對稱凸度圓錐滾子的加工質量。用接觸式儀器測量半徑變化量來確定在規定的部位滾子的圓度和波紋度，采用泰勒圓度儀Talyrond 131C計算機系統，以最小二乘方圓圓心評定圓度誤差和波紋度測量系統分析計算獲得的數據如下表
表I.用母線分段對稱凸度圓錐滾子的終磨方法加工的母線分段對稱凸度圓錐滾子與用現有加工方法加工的普通凸度圓錐滾子的圓度測量比對表。
權利要求
1.一種母線分段對稱凸度圓錐滾子，其特征是，所述的母線分段對稱凸度圓錐滾子的母線包括中凸線和兩段端凸線；所述的端凸線的曲率半徑小于中凸線的曲率半徑；所述的中凸線的兩端各與一段端凸線的一端光滑連接。
2.權利要求I所述的母線分段對稱凸度圓錐滾子的終磨方法，其特征是 a.把砂輪和切入式成型金剛石滾輪分別裝在CNC數控磨床具有的砂輪驅動裝置和金剛石滾輪驅動裝置上； b.金剛石滾輪驅動裝置移動切入式成型金剛石滾輪到與砂輪相對；砂輪驅動裝置帶動砂輪轉動，金剛石滾輪驅動裝置驅動切入式成型金剛石滾輪沿CNC數控磨床設定的軌跡將砂輪的磨削面修成與母線分段對稱凸度圓錐滾子的母線相對應的凹形； c.用CNC數控磨床具有的電磁吸盤驅動裝置帶有的電磁吸盤吸住已精磨外周的母線分段對稱凸度圓錐滾子的大端，并用電磁吸盤帶有的前支撐塊和后支撐塊分別貼靠支撐住母線分段對稱凸度圓錐滾子的下半周的前側和后側； d.金剛石滾輪驅動裝置移開切入式成型金剛石滾輪，砂輪驅動裝置帶動砂輪轉動，電磁吸盤驅動裝置移動電磁吸盤使母線分段對稱凸度圓錐滾子與具有與母線分段對稱凸度圓錐滾子的母線相對應的凹形的砂輪相對；電磁吸盤驅動裝置驅動電磁吸盤帶動母線分段對稱凸度圓錐滾子轉動并切入砂輪，砂輪對母線分段對稱凸度圓錐滾子的外周進行終磨加工。
3.根據權利要求I所述的母線分段對稱凸度圓錐滾子，其特征是所述的中凸線和兩段端凸線均為對數曲線或均為圓弧修正曲線。
4.根據權利要求I或3所述的母線分段對稱凸度圓錐滾子，其特征是所述的端凸線與中凸線在母線分段對稱凸度圓錐滾子的軸線上的投影長度之比為2 :3至2 :7。
全文摘要
本發明涉及軸承滾子制造領域，目的是提供一種軸承的溫升、振動、噪聲較低和軸承使用壽命較長及能滿足并提高加工質量的母線分段對稱凸度圓錐滾子及終磨方法。一種母線分段對稱凸度圓錐滾子，所述的母線分段對稱凸度圓錐滾子的母線包括中凸線和兩段端凸線；所述的端凸線的曲率半徑小于中凸線的曲率半徑；所述的中凸線的兩端各與一段端凸線的一端光滑連接。用修成具有與母線分段對稱凸度圓錐滾子的母線相對應的凹形的砂輪進行終磨。該母線分段對稱凸度圓錐滾子邊緣壓力分散利于形成彈性流體潤滑且軸承的溫升、振動、噪聲較低和軸承使用壽命較長且終磨方法能滿足并提高母線分段對稱凸度圓錐滾子的加工質量。
文檔編號B24B5/36GK102878206SQ20121030056
公開日2013年1月16日 申請日期2012年8月22日 優先權日2012年8月22日
發明者劉長明 申請人:寧夏勤昌滾動軸承制造有限公司