CN106181678A - 一种航空高精度轴承滚子加工方法 - Google Patents

一种航空高精度轴承滚子加工方法 Download PDF

Info

Publication number
CN106181678A
CN106181678A CN201610523237.7A CN201610523237A CN106181678A CN 106181678 A CN106181678 A CN 106181678A CN 201610523237 A CN201610523237 A CN 201610523237A CN 106181678 A CN106181678 A CN 106181678A
Authority
CN
China
Prior art keywords
roller
emery wheel
grinding
processing method
tilting member
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201610523237.7A
Other languages
English (en)
Inventor
颜昭扬
杨泓
张伟
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Chengdu Phnix Mechanical & Electric Equipment Co Ltd
Original Assignee
Chengdu Phnix Mechanical & Electric Equipment Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Chengdu Phnix Mechanical & Electric Equipment Co Ltd filed Critical Chengdu Phnix Mechanical & Electric Equipment Co Ltd
Priority to CN201610523237.7A priority Critical patent/CN106181678A/zh
Publication of CN106181678A publication Critical patent/CN106181678A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B17/00—Special adaptations of machines or devices for grinding controlled by patterns, drawings, magnetic tapes or the like; Accessories therefor
    • B24B17/02—Special adaptations of machines or devices for grinding controlled by patterns, drawings, magnetic tapes or the like; Accessories therefor involving mechanical transmission means only
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B41/00—Component parts such as frames, beds, carriages, headstocks
    • B24B41/06—Work supports, e.g. adjustable steadies
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B47/00—Drives or gearings; Equipment therefor
    • B24B47/20—Drives or gearings; Equipment therefor relating to feed movement
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B19/00—Programme-control systems
    • G05B19/02—Programme-control systems electric
    • G05B19/18—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form
    • G05B19/416—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form characterised by control of velocity, acceleration or deceleration
    • G05B19/4166—Controlling feed or in-feed

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Human Computer Interaction (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Grinding And Polishing Of Tertiary Curved Surfaces And Surfaces With Complex Shapes (AREA)
  • Grinding Of Cylindrical And Plane Surfaces (AREA)

Abstract

本发明公开一种航空高精度轴承滚子加工方法，其特征在于，滚子的端部设置了装夹位，工作台上设置摆动部件，滚子通过装夹位安装在摆动部件上，摆动部件旋转使滚子轴向倾斜，砂轮的回转方向始终和滚子的下沉轮廓磨削点处的法线方向重合，保证砂轮与滚子始终处于点接触的状态。本发明所述的航空高精度轴承滚子加工方法在滚子的端部设置了装夹位，方便夹持滚子使其倾斜旋转，砂轮与滚子表面以点接触进行磨削，磨削力和磨削热小，砂轮受力情况一致，变形一致，有效提高加工精度，并使滚子表面上误差分布均匀，保证滚子在高速回转工作时具有良好的平衡性。

Description

一种航空高精度轴承滚子加工方法
技术领域
本发明涉及机械加工的磨削方法技术领域，尤其涉及一种航空高精度轴承滚子加工方法。
背景技术
航空设备上大量使用到滚子轴承，为了提高轴承的轴向承载能力，消除应力集中，降低磨损，提高运转的平稳性，两端具有倒角下沉量的滚子应用的越来越多。但是滚子两端的倒角下沉为不规则的曲面，滚子要求的精度高，加工难度大。传统加工滚子的方式是采用成型砂轮来进行靠模磨削，成型砂轮上预先开设出与所需滚子外形相同的轮廓凹槽，然后将直圆柱结构的滚子在成型砂轮进行磨削加工，使得滚子的表面形成与成型砂轮的轮廓凹槽贴合的形状，从而完成滚子的加工。然而此种方法加工出的工件的轮廓形状差，表面尺寸精度低，并且每加工一种轮廓形状的工件都需要制造一种成型砂轮，加工效率低成本高，并且成型砂轮的轮廓凹槽在加工过程中会逐渐磨损，从而进一步导致加工精度降低，难以保证滚子两端下沉量的精度，使得加工出的滚子难以满足航空设备的高质量需求，磨损的成型砂轮需要及时更换，更换成本高，影响生产效率。
发明内容
本发明所要解决的技术问题和提出的技术任务是对现有技术进行改进，提供一种航空高精度轴承滚子加工方法，解决目前技术中传统成型砂轮的靠模磨削加工轮廓形状差，精度低，磨损量难以控制，使用寿命短，随着成型砂轮使用时间变长滚子的尺寸偏差加剧的问题。
为解决以上技术问题，本发明的技术方案是：
一种航空高精度轴承滚子加工方法，其特征在于，滚子的端部设置了装夹位，工作台上设置摆动部件，滚子通过装夹位安装在摆动部件上，摆动部件旋转使滚子轴向倾斜，砂轮的回转方向始终和滚子的下沉轮廓磨削点处的法线方向重合，保证砂轮与滚子始终处于点接触的状态。在磨削曲线时，磨削点在砂轮磨削面上变化，从而给数控程序的编制和磨削质量带来一定的影响。具体表现为：首先，磨削点在砂轮上不断变化导致砂轮受力方向也不断改变，砂轮容易产生轴向变形；其次，通常砂轮轨迹的数控程序是根据砂轮外圆最大直径处的轨迹来编制的，磨削点的变化容易造成干涉、产生过切削、无法实现复杂曲线轮廓的精密磨削；最后，磨削点的变化会影响磨削表面质量和曲线轮廓精度等。本申请所述的航空高精度轴承滚子加工方法，其加工的轴承滚子两端的下沉轮廓为弧形外圆结构，砂轮的回转方向始终和滚子的下沉轮廓磨削点处的法线方向重合，砂轮与滚子表面以点接触进行磨削，砂轮对工件的磨削加工类似于一个微小的刀尖对工件的车削加工，磨削力和磨削热都非常小，并且砂轮总是保持同一吃进状态，有效控制加工时的进给量使加工尺寸可控，从而提高了加工精度。本发明利用摆动部件旋转一定角度来实现磨削时砂轮对滚子的法向跟踪，使磨削时砂轮的切削状态保持不变，在滚子两端的下沉区域的各点上，砂轮受力情况一致，变形一致，有效提高加工精度，并使滚子表面上误差分布均匀，保证滚子在高速回转工作时具有良好的平衡性。
进一步的，建立滚子下沉轮廓的法向跟踪数学模型，计算出磨削点处的法线方向与砂轮的回转方向之间的夹角，然后根据计算出的夹角值在磨削过程中使摆动部件旋转相应的方向和角度，从而使磨削点处的法线方向与砂轮的回转方向重合。
进一步的，所述的滚子下沉轮廓的法向跟踪数学模型首先进行坐标变换，将滚子工件坐标系中表示的下沉轮廓曲线点的坐标值转换到机床名义坐标系中；然后在机床名义坐标系中求出下沉轮廓曲线点的法向单位矢量及该法线的斜率，最后根据下沉轮廓曲线上给定点的法线的斜率，得出下沉轮廓曲线上给定点的法向跟踪角的数学表达式。只要使得摆动部件的摆动轴线建立在当前的磨削点上，磨削时通过数控装置控制磨床工作台上的摆动部件绕磨削点旋转计算出的角度，就可以保证砂轮回转方向与磨削点的法向重合，实现法向跟踪磨削。
进一步的，所述的工作台由横向进给部件驱动沿横向运动，砂轮装置在砂轮驱动部件上，砂轮驱动部件由纵向进给部件驱动，纵向进给部件与横向进给部件的进给方向垂直的，砂轮的回转方向与横向进给部件的进给方向平行。进给控制精准，操作自由度高，提高加工精度。
进一步的，所述的摆动部件上设置了回转部件，滚子通过装夹位安装在回转部件上，回转部件带动滚子沿滚子的轴向旋转。
进一步的，所述的摆动部件的摆动轴线垂直于横向进给部件和纵向进给部件两者进给方向所构成的平面。
与现有技术相比，本发明优点在于：
本发明所述的航空高精度轴承滚子加工方法在滚子的端部设置了装夹位，方便夹持滚子使其倾斜旋转，使得砂轮的回转方向始终和滚子的下沉轮廓磨削点处的法线方向重合，砂轮与滚子表面以点接触进行磨削，磨削力和磨削热小，砂轮受力情况一致，变形一致，有效提高加工精度，并使滚子表面上误差分布均匀，保证滚子在高速回转工作时具有良好的平衡性，提高滚子的承载能力，有效消除应力集中，降低磨损，提高运转的平稳性。
附图说明
图1为本发明的原理示意图；
图2为本发明的磨床结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明实施例公开的一种航空高精度轴承滚子加工方法，提高滚子的加工精度，并且可长效保持精准加工精度，不会随着加工时间的变长而出现尺寸偏差变大的状况，使在线检测变成可能，加工出的高精度轴承滚子，提高滚子的承载能力，有效消除应力集中，降低磨损，提高运转的平稳性。
如图1和图2所示，为了提高精密曲线磨削的加工精度，在数控实时加工过程中，砂轮5的回转方向始终和滚子1的下沉轮廓磨削点处的法线方向重合，保证砂轮5与滚子1始终处于点接触的状态，从而减小磨削力和磨削热，使砂轮受力情况一致，变形一致，从而提高加工精度。在分析研究砂轮法向跟踪几何运动关系的基础上，建立滚子1下沉轮廓的法向跟踪数学模型，进而给出法向跟踪的控制算法，并将该算法应用在数字化曲线磨床上。
首先建立滚子1下沉轮廓的法向跟踪数学模型，计算出磨削点处的法线方向与砂轮5的回转方向之间的夹角，滚子1下沉轮廓的法向跟踪数学模型首先进行坐标变换，将滚子工件坐标系中表示的下沉轮廓曲线点的坐标值转换到机床名义坐标系中；然后在机床名义坐标系中求出下沉轮廓曲线点的法向单位矢量及该法线的斜率，最后根据下沉轮廓曲线上给定点的法线的斜率，得出下沉轮廓曲线上给定点的法向跟踪角的数学表达式，然后根据计算出的夹角值在磨削过程中使摆动部件旋转相应的方向和角度，从而使磨削点处的法线方向与砂轮5的回转方向重合。
为了方便滚子的夹持固定，在滚子1的端部设置了装夹位2，工作台3上设置摆动部件4，摆动部件4上设置了回转部件9，滚子1通过装夹位2安装在回转部件9上，回转部件9带动滚子1沿滚子1的轴向旋转，工作台3由横向进给部件6驱动沿横向运动，砂轮5装置在砂轮驱动部件7上，砂轮驱动部件7由纵向进给部件8驱动，纵向进给部件8与横向进给部件6的进给方向垂直的，砂轮5的回转方向与横向进给部件6的进给方向平行，摆动部件4的摆动轴线垂直于横向进给部件6和纵向进给部件8两者进给方向所构成的平面，摆动部件4旋转使滚子1轴向倾斜于横向进给部件6和纵向进给部件8的进给方向，从而使得在加工滚子1两端的倒角下沉区域时，砂轮5始终与磨削点处的法线方向重合，有效提高加工精度。
以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出的是，上述优选实施方式不应视为对本发明的限制，本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明的精神和范围内，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种航空高精度轴承滚子加工方法，其特征在于，滚子(1)的端部设置了装夹位(2)，工作台(3)上设置摆动部件(4)，滚子(1)通过装夹位(2)安装在摆动部件(4)上，摆动部件(4)旋转使滚子(1)轴向倾斜，砂轮(5)的回转方向始终和滚子(1)的下沉轮廓磨削点处的法线方向重合，保证砂轮(5)与滚子(1)始终处于点接触的状态。
2.根据权利要求1所述的航空高精度轴承滚子加工方法，其特征在于，建立滚子(1)下沉轮廓的法向跟踪数学模型，计算出磨削点处的法线方向与砂轮(5)的回转方向之间的夹角，然后根据计算出的夹角值在磨削过程中使摆动部件旋转相应的方向和角度，从而使磨削点处的法线方向与砂轮(5)的回转方向重合。
3.根据权利要求2所述的航空高精度轴承滚子加工方法，其特征在于，所述的滚子(1)下沉轮廓的法向跟踪数学模型首先进行坐标变换，将滚子工件坐标系中表示的下沉轮廓曲线点的坐标值转换到机床名义坐标系中；然后在机床名义坐标系中求出下沉轮廓曲线点的法向单位矢量及该法线的斜率，最后根据下沉轮廓曲线上给定点的法线的斜率，得出下沉轮廓曲线上给定点的法向跟踪角的数学表达式。
4.根据权利要求1所述的航空高精度轴承滚子加工方法，其特征在于，所述的工作台(3)由横向进给部件(6)驱动沿横向运动，砂轮(5)装置在砂轮驱动部件(7)上，砂轮驱动部件(7)由纵向进给部件(8)驱动，纵向进给部件(8)与横向进给部件(6)的进给方向垂直的，砂轮(5)的回转方向与横向进给部件(6)的进给方向平行。
5.根据权利要求4所述的航空高精度轴承滚子加工方法，其特征在于，所述的摆动部件(4)上设置了回转部件(9)，滚子(1)通过装夹位(2)安装在回转部件(9)上，回转部件(9)带动滚子(1)沿滚子(1)的轴向旋转。
6.根据权利要求5所述的航空高精度轴承滚子加工方法，其特征在于，所述的摆动部件(4)的摆动轴线垂直于横向进给部件(6)和纵向进给部件(8)两者进给方向所构成的平面。
CN201610523237.7A 2016-07-04 2016-07-04 一种航空高精度轴承滚子加工方法 Pending CN106181678A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610523237.7A CN106181678A (zh) 2016-07-04 2016-07-04 一种航空高精度轴承滚子加工方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610523237.7A CN106181678A (zh) 2016-07-04 2016-07-04 一种航空高精度轴承滚子加工方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN106181678A true CN106181678A (zh) 2016-12-07

Family

ID=57464828

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201610523237.7A Pending CN106181678A (zh) 2016-07-04 2016-07-04 一种航空高精度轴承滚子加工方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN106181678A (zh)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109434573A (zh) * 2018-12-28 2019-03-08 张二朋 凸曲线非圆轮廓零件的磨削方法及磨削结构
CN112533728A (zh) * 2018-10-18 2021-03-19 舍弗勒技术股份两合公司 用于生产至少一个滚动元件的设备和方法以及用于加工该设备的至少一个控制轮的方法
CN115781424A (zh) * 2022-11-17 2023-03-14 苏州三环科技有限公司 一种陶瓷劈刀外半径研磨方法、***、设备及介质

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1211208A (zh) * 1996-02-29 1999-03-17 格里森工场 在分度过程中切削齿轮的方法
CN1672871A (zh) * 2005-04-07 2005-09-28 上海第三机床厂 数字化曲线磨床
CN1699020A (zh) * 2005-06-09 2005-11-23 上海交通大学 复杂曲线磨削过程中的砂轮法向跟踪方法
CN201175856Y (zh) * 2008-04-09 2009-01-07 新乡日升数控轴承装备股份有限公司 星形套外球面斜向磨削机床

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1211208A (zh) * 1996-02-29 1999-03-17 格里森工场 在分度过程中切削齿轮的方法
CN1672871A (zh) * 2005-04-07 2005-09-28 上海第三机床厂 数字化曲线磨床
CN1699020A (zh) * 2005-06-09 2005-11-23 上海交通大学 复杂曲线磨削过程中的砂轮法向跟踪方法
CN201175856Y (zh) * 2008-04-09 2009-01-07 新乡日升数控轴承装备股份有限公司 星形套外球面斜向磨削机床

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112533728A (zh) * 2018-10-18 2021-03-19 舍弗勒技术股份两合公司 用于生产至少一个滚动元件的设备和方法以及用于加工该设备的至少一个控制轮的方法
US11980996B2 (en) 2018-10-18 2024-05-14 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Device and method for producing a curved lateral surface on a rolling element
CN109434573A (zh) * 2018-12-28 2019-03-08 张二朋 凸曲线非圆轮廓零件的磨削方法及磨削结构
CN109434573B (zh) * 2018-12-28 2024-01-02 张二朋 凸曲线非圆轮廓零件的磨削方法及磨削结构
CN115781424A (zh) * 2022-11-17 2023-03-14 苏州三环科技有限公司 一种陶瓷劈刀外半径研磨方法、***、设备及介质
CN115781424B (zh) * 2022-11-17 2023-08-04 苏州三环科技有限公司 一种陶瓷劈刀外半径研磨方法、***、设备及介质

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102990304B (zh) 一种球面加工方法
US20160089737A1 (en) Method and apparatus for chamfering and deburring gear cut workpieces
CN202607843U (zh) 数控石材弧面磨切机
CN102319921B (zh) 可倾斜主轴数控铣床的分层加工方法
Zhan et al. Study on error compensation of machining force in aspheric surfaces polishing by profile-adaptive hybrid movement–force control
CN110253418A (zh) 一种用于成型磨削的精密超精密加工方法
CN106181678A (zh) 一种航空高精度轴承滚子加工方法
CN101143421A (zh) 微型凸缘外圈轴承挡边复合磨削砂轮的修整方法
CN102806513A (zh) 一种恒磨削量的抛光方法
CN104440464A (zh) 一种利用三轴联动双主轴对称加工的叶片悬臂磨削加工方法
CN100574966C (zh) 电站大型镜板镜面豪克能加工工艺
CN205600473U (zh) 一种数控内孔外齿磨床
CN203973341U (zh) 一种加工导辊的大型砂带抛光机
CN204725327U (zh) 一种多线砂轮复合自动修整装置
CN204195413U (zh) 一种数控铲磨床
CN204053711U (zh) 椭圆加工半自动磨具
CN103008793A (zh) 一种可调节自动刮研***
CN206519813U (zh) 一种高精度直线导轨专用磨床
CN104289984A (zh) 一种数控铲磨床
CN102350663B (zh) 一种四轴联动高线速全自动辊筒研磨机
CN102554379B (zh) 一种超硬刀具电火花加工装置及操作方法
CN104227564A (zh) 随动式双砂轮架曲轴磨床可移动式cbn砂轮修整器
CN101670443A (zh) 摩擦用细长滚子加工方法
CN103659519B (zh) 利用普通外圆磨床加工高精度外球面的磨削加工方法
CN103072049A (zh) 外圆磨床超声波金属表面加工工艺

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20161207