專利名稱：長徑比小于1的大錐角圓錐滾子的加工方法
長徑比小于1的大錐角圓錐滾子的加工方法技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明屬于滾動軸承制造領(lǐng)域，涉及一種軸承滾子的加工方法，具體涉及一種長 徑比小于I的大錐角圓錐滾子的加工方法。
背景技術(shù)：
一般圓錐滾子的半錐角是在1° 4°范圍內(nèi)，半錐角超過4°的稱為大錐圓錐滾 子。另外，一般圓錐滾子的長度比直徑(指圓錐滾子的大頭直徑)大，即長度與直徑之比大于 1，但有些特殊的圓錐滾子，其長度比直徑小，稱其為長徑比小于I的圓錐滾子。
當(dāng)圓錐滾子為大錐角，且長徑比小于I時，其加工難度比一般滾子大很多，主要表 現(xiàn)在以下幾方面(I)冷墩滾子毛坯時定位困難。冷鐓此類滾子毛坯所用的凹模內(nèi)腔錐角大、深度淺，圓 柱形的料段放入凹模內(nèi)腔后，定位的穩(wěn)定性差，容易偏斜，因此往往導(dǎo)致毛坯沖偏。
(2)毛坯成型困難。此類滾子的大頭與小頭的直徑相差較大，而且比較短，在冷鐓 毛坯時，大頭和小頭都需要產(chǎn)生較大的變形，才能和內(nèi)腔的形狀一樣，因此有可能出現(xiàn)小頭 因擠壓力大，出現(xiàn)嚴(yán)重的冷作硬化，大頭則因變形過大，出現(xiàn)裂紋。
(3)外圓磨削困難。此類滾子的外圓在外圓無心磨床上磨削時,是通過螺旋導(dǎo)輪對 滾子定位，并帶動滾子旋轉(zhuǎn)和前進(jìn)的，在粗磨時，會因滾子錐角大而產(chǎn)生跳動和止轉(zhuǎn)，從而影響加工質(zhì)量。
(4)雙端面磨削困難。此類滾子的大、小兩個端面在雙端面磨床上磨削時，是通過 送料盤把滾子帶進(jìn)磨削區(qū)的，因滾子錐角大，在送料盤的裝料空里定位不穩(wěn)定，加上兩端面 受到的磨削力相差較多，使?jié)L子產(chǎn)生傾斜，從而影響加工精度。
(5)球基面磨削困難。根據(jù)軸承的需要，此類滾子的基面球曲率半徑設(shè)計(jì)的比較 小，磨削球基面時，球基面邊緣的磨量要比中間的磨量大很多，磨削時容易造成球基面邊緣 燒傷。
由于上述原因，如果按照常規(guī)的加工方法加工長徑比小于I的大錐角圓錐滾子， 會出現(xiàn)滾子表面有欠料或有裂紋、外圓有地方磨削不到位留有黑皮、球基面燒傷、滾子兩端 不同軸等質(zhì)量缺陷。因此而造成廢品率高，生產(chǎn)效率低。發(fā)明內(nèi)容
為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提出了一種專門針對長徑比小于I的大錐角圓錐滾 子的加工方法，此方法在各道工序中避開了因滾子錐角大而造成的加工困難，采用先將滾 子毛坯冷墩成4°的半錐角，之后再通過軟磨、粗磨、精磨等工序逐步將滾子加工成要求的 半錐角。此方法可降低長徑比小于I的大錐角圓錐滾子的加工難度，達(dá)到降低廢品率，提高 生產(chǎn)效率的目的。
本發(fā)明為完成其發(fā)明任務(wù)所采用的具體步驟如下O設(shè)計(jì)滾子毛坯的結(jié)構(gòu)尺寸對于半錐角大于4°的大錐角圓錐滾子，將其毛坯的半錐角統(tǒng)一按4°設(shè)計(jì)；毛坯大頭直徑按照圖紙規(guī)定的尺寸加上大頭磨削留量計(jì)算；小頭直徑根據(jù)計(jì)算出的大頭直徑、圖紙規(guī)定的長度，以及端面的磨削留量，按照半錐角為4°計(jì)算； 大頭外圓磨削留量和端面磨削留量根據(jù)滾子直徑確定，直徑10_以下的滾子，大頭外圓磨削留量在O. 3^0. 35mm范圍內(nèi)選取,端面磨削留量選O. 3mm ;直徑l(T20mm的滾子,大頭外圓磨削留量在O. 4"O. 5mm范圍內(nèi)選取,端面磨削留量在O. 4"O. 6mm范圍內(nèi)選?。恢睆?0mm以上的滾子，大頭外圓磨削留量在O. 6"O. 7mm范圍內(nèi)選取,端面磨削留量在O. 6"O. 8mm范圍內(nèi)選??；毛坯的結(jié)構(gòu)按照上述方法設(shè)計(jì)后，雖然小頭的磨削量增大了，但解決了冷墩時的難題；2)按照設(shè)計(jì)的毛坯的錐角和結(jié)構(gòu)尺寸設(shè)計(jì)和制造冷墩模具；3)在冷鐓機(jī)上用設(shè)計(jì)和制造的模具沖壓滾子毛坯；4)將沖壓的滾子毛坯放在外圓無心磨床上軟磨外圓；采用4°的螺旋導(dǎo)輪軟磨，在外圓表面磨去O. 15^0. 35mm,軟磨后滾子大頭還應(yīng)有O. 15^0. 35mm的留量；5)將經(jīng)過第一次軟磨外圓的滾子放在外圓無心磨床上進(jìn)行第二次軟磨外圓；如果圖紙規(guī)定的滾子半錐角大于或等于5°，采用5°的螺旋導(dǎo)輪第二次軟磨外圓；如果圖紙規(guī)定的滾子半錐角小于5°，采用與圖紙規(guī)定的滾子半錐角相同的螺旋導(dǎo)輪第二次軟磨滾子外圓；第二次軟磨磨去大頭外圓表面O. 03、. 05mm,滾子大頭外圓還應(yīng)有O. 12 0. 30mm的留6)將經(jīng)過軟磨的滾子放在熱處理爐里進(jìn)行淬火和回火；淬火溫度為83(T840°C，保溫時間為4(Γ60分鐘；回火溫度為15(Tl60°C，保溫時間為2 2. 5小時；之后出爐冷卻至室溫；7)將經(jīng)過淬回火的滾子放在外圓無心磨床上進(jìn)行第一次粗磨外圓；如果圖紙規(guī)定的滾子半錐角大于或等于6°，采用6°的螺旋導(dǎo)輪粗磨，磨去滾子大頭外圓表面O.02、· 05mm,粗磨后滾子大頭外圓還應(yīng)有O.1 "O. 25mm的留量；如果圖紙規(guī)定的滾子半錐角小于6°，采用與圖紙規(guī)定的滾子半錐角相同的螺旋導(dǎo)輪粗磨，可磨去大頭外圓表面O.04 0. 10mm，粗磨后滾子大頭外圓還應(yīng)有O. 08 0. 20mm的留量；8)將經(jīng)過第一次粗磨的滾子放在雙端面磨床上磨兩個端面；將大小頭各磨去O.1Γ0. 35mm，磨削后滾子的長度方向還應(yīng)有O. 08、.1mm的磨量；9)將經(jīng)過雙端面磨的滾子放在外圓無心磨床上進(jìn)行第二次粗磨外圓；如果圖紙規(guī)定的滾子半錐角大于或等于 7°，采用7°的螺旋導(dǎo)輪第二次粗磨外圓；如果圖紙規(guī)定的滾子半錐角小于7°，大于6°， 采用與圖紙規(guī)定的滾子半錐角相同的螺旋導(dǎo)輪第二次粗磨外圓；如果圖紙規(guī)定的滾子半錐角小于6°，不再進(jìn)行第二次粗磨外圓；半錐角在6°以上的滾子，第二次粗磨磨去大頭外圓表面O. 02、. 05mm，第二次粗磨后大頭外圓還應(yīng)剩有O. 08、. 20mm的留量；9)將經(jīng)過第二次粗磨的滾子放在外圓無心磨床上進(jìn)行第三次粗磨外圓；如果圖紙規(guī)定的滾子半錐角大于或等于8°，采用8°的螺旋導(dǎo)輪第三次粗磨外圓；如果圖紙規(guī)定的滾子半錐角小于8°，大于7°，采用與圖紙規(guī)定的滾子半錐角相同的螺旋導(dǎo)輪第三次粗磨外徑；如果圖紙規(guī)定的滾子半錐角小于等于7°，不再進(jìn)行第三次粗磨外徑；半錐角大于7°的滾子，第三次粗磨磨去大頭外圓表面O. 02、. 05mm，粗磨后滾子大頭外圓還應(yīng)有O.06 O. 15mm的留量;10)將經(jīng)過粗磨的滾子放在球基面磨床上磨削球基面,采用中軟砂輪,磨削后,球面曲率半徑應(yīng)到達(dá)圖紙的要求，滾子長度應(yīng)到達(dá)圖紙的要求；11)將經(jīng)過球基面磨削的滾子放在外圓無心磨床上精磨外圓；采用與成品滾子半錐角相同的螺旋導(dǎo)輪，磨削后滾子大頭外圓留量為O. 04-0. 08mm ；12)將經(jīng)過精磨外圓的滾子放在外圓無心磨床上進(jìn)行終磨外圓；采用與成品滾子半錐角相同的螺旋導(dǎo)輪終磨外圓，終磨后滾子外圓應(yīng)達(dá)到圖紙規(guī)定的尺寸。
本發(fā)明的加工原理是將毛坯先冷鐓成半錐角為4°小角度料坯，然后采取多種不同角度的螺旋導(dǎo)輪磨削滾子外徑，使?jié)L子的半錐角從小到大，逐步磨到要求的角度，最后采用與成品滾子相同角度的螺旋導(dǎo)輪終磨掉滾子外圓的全部磨量，形成長徑比小于I的大錐角圓錐滾子。
本發(fā)明的有益效果是采用本發(fā)明的加工方法，可使?jié)L子外圓表面加工均勻，無裂紋、燒傷和黑皮等缺陷，且加工精度較高，使配套的軸承在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中噪音降低，使用壽命提聞。
具體實(shí)施方式
結(jié)合給出的實(shí)施例對本發(fā)明加工方法加以說明如下。
實(shí)施例一加工的圓錐滾子型號為829234 半錐角為5° 3,大頭直徑為19. 6mm 長度為15. 7mm 球基面曲率半徑為105mm 其加工方法為1.按4°半錐角設(shè)計(jì)滾子毛坯的結(jié)構(gòu)。經(jīng)計(jì)算，毛坯大頭直徑為20. 1_，小頭直徑為17.8mm,長度為 16. 5mm。
2.按照設(shè)計(jì)的毛坯錐角和結(jié)構(gòu)尺寸設(shè)計(jì)并制造冷墩模具。
3.在冷鐓機(jī)上用設(shè)計(jì)和制造的模具沖壓滾子毛坯。
4.將沖壓的滾子毛坯放在外圓無心磨床上軟磨外圓。采用4°的螺旋導(dǎo)輪軟磨， 軟磨后滾子大頭直徑為19. 95_，還有O. 35mm的留量。
5.將經(jīng)過第一次軟磨外圓的滾子放在外圓無心磨床上進(jìn)行第二次軟磨外圓。采用 5°的螺旋導(dǎo)輪第二次軟磨外圓，磨后滾子大頭直徑為19. 85mm，還有O. 25mm的留量。
6.將經(jīng)過軟磨的滾子放在熱處理爐里進(jìn)行淬、回火。淬火溫度為83(T840°C，保溫時間為4(Γ60分鐘；回火溫度為15(Tl60°C，保溫時間為2 2. 5小時。之后出爐冷卻至室溫。
7.將經(jīng)過淬、回火的滾子放在外圓無心磨床上粗磨外圓。采用5° 的螺旋導(dǎo)輪磨削，磨削后滾子大頭外徑為19. 75_，還有O. 15mm的留量。
8.將經(jīng)過粗磨的滾子放在雙端面磨床上磨兩個端面。磨削后滾子的長度為 15. 8mm,還有O.1mm的磨量。
9.將經(jīng)過粗 磨的滾子放在球基面磨床上磨削球基面,采用中軟砂輪,磨削后,球面曲率半徑應(yīng)到達(dá)圖紙的要求，滾子長度應(yīng)到達(dá)圖紙的要求。
10.將經(jīng)過球基面磨削的滾子放在外圓無心磨床上精磨外圓。采用與成品滾子半錐角相同的螺旋導(dǎo)輪，磨削后滾子大頭外徑為19. 65mm,還有O. 05mm的留量。
11.將經(jīng)過精磨外圓的滾子放在外圓無心磨床上進(jìn)行終磨外圓。采用與成品滾子半錐角相同的螺旋導(dǎo)輪終磨外圓，終磨后滾子外圓應(yīng)達(dá)到圖紙規(guī)定的尺寸。
實(shí)施例二加工的圓錐滾子型號為829748 半錐角為6°大頭直徑為22. 8mm 長度為18. 23mm 球基面曲率半徑為141mm 其加工方法為1.按4°半錐角設(shè)計(jì)滾子毛坯的結(jié)構(gòu)。經(jīng)計(jì)算，毛坯大頭直徑為23. 4mm，小頭直徑為 20. 8mm,長度為 18. 83mm。
2.按照設(shè)計(jì)的毛坯的錐角和結(jié)構(gòu)尺寸設(shè)計(jì)和制造冷墩模具。
3.在冷鐓機(jī)上用設(shè)計(jì)和制造的模具沖壓滾子毛坯。
4.將沖壓的滾子毛坯放在外圓無心磨床上軟磨外圓。采用4°的螺旋導(dǎo)輪軟磨， 軟磨后滾子大頭直徑為23. 15_，還有O. 35mm的留量。
5.將經(jīng)過第一次軟磨外圓的滾子放在外圓無心磨床上進(jìn)行第二次軟磨外圓。采用 5°的螺旋導(dǎo)輪第二次軟磨外圓，磨后滾子大頭直徑為23. 05_，還有O. 25mm的留量。
6.將經(jīng)過軟磨的滾子放在熱處理爐里進(jìn)行淬、回火。淬火溫度為83(T840°C，保溫時間為4(Γ60分鐘；回火溫度為15(Tl60°C，保溫時間為2 2. 5小時。之后出爐冷卻至室溫。
7.將經(jīng)過淬、回火的滾子放在外圓無心磨床上粗磨外圓。采用6°的螺旋導(dǎo)輪磨削，磨削后滾子大頭外徑為22. 95mm，還有O. 15mm的留量。
8.將經(jīng)過粗磨的滾子放在雙端面磨床上磨兩個端面。磨削后滾子的長度為18.33mm,還有O.1mm的磨量。
9.將經(jīng)過雙端面磨的滾子放在外圓無心磨床上進(jìn)行第二次粗磨外圓；采用與成品滾子半錐角相同的螺旋導(dǎo)輪，磨削后滾子大頭外徑為22. 89 mm,留量為O. 09mm。
10.將經(jīng)過粗磨的滾子放在球基面磨床上磨削球基面，采用中軟砂輪，磨削后，球面曲率半徑應(yīng)到達(dá)圖紙的要求，滾子長度應(yīng)到達(dá)圖紙的要求。
11.將經(jīng)過球基面磨削的滾子放在外圓無心磨床上精磨外圓。采用與成品滾子半錐角相同的螺旋導(dǎo)輪，磨削后滾子大頭外徑為22. 8·4,留量為O. 04mm。
12.將經(jīng)過精磨外圓的滾子放在外圓無心磨床上進(jìn)行終磨外圓。采用與成品滾子半錐角相同的螺旋導(dǎo)輪終磨外圓，終磨后滾子外圓應(yīng)達(dá)到圖紙規(guī)定的尺寸。
權(quán)利要求
1.一種長徑比小于I的大錐角圓錐滾子的加工方法，其特征在于所述加工方法的具體步驟如下 1)設(shè)計(jì)滾子毛坯的結(jié)構(gòu)尺寸對于半錐角大于4°的大錐角圓錐滾子，將其毛坯的半錐角統(tǒng)一按4°設(shè)計(jì)；毛坯大頭直徑按照圖紙規(guī)定的尺寸加上大頭磨削留量計(jì)算；小頭直徑根據(jù)計(jì)算出的大頭直徑、圖紙規(guī)定的長度，以及端面的磨削留量，按照半錐角為4°計(jì)算；大頭外圓磨削留量和端面磨削留量根據(jù)滾子直徑確定，直徑10_以下的滾子，大頭外圓磨削留量在0. 3^0. 35mm范圍內(nèi)選取,端面磨削留量選0. 3mm ;直徑l(T20mm的滾子,大頭外圓磨削留量在0. 4^0. 5mm范圍內(nèi)選取,端面磨削留量在0. 4^0. 6mm范圍內(nèi)選??；直徑20mm以上的滾子，大頭外圓磨削留量在0. 6^0. 7mm范圍內(nèi)選取,端面磨削留量在0. 6^0. 8mm范圍內(nèi)選取；毛坯的結(jié)構(gòu)按照上述方法設(shè)計(jì)后，雖然小頭的磨削量增大了，但解決了冷墩時的難題； 2)按照設(shè)計(jì)的毛坯的錐角和結(jié)構(gòu)尺寸設(shè)計(jì)和制造冷墩模具； 3)在冷鐓機(jī)上用設(shè)計(jì)和制造的模具沖壓滾子毛坯； 4)將沖壓的滾子毛坯放在外圓無心磨床上軟磨外圓；采用4°的螺旋導(dǎo)輪軟磨，在外圓表面磨去0. 15^0. 35mm，軟磨后滾子大頭還應(yīng)有0. 15^0. 35mm的留量； 5)將經(jīng)過第一次軟磨外圓的滾子放在外圓無心磨床上進(jìn)行第二次軟磨外圓；如果圖紙規(guī)定的滾子半錐角大于或等于5°，采用5°的螺旋導(dǎo)輪第二次軟磨外圓；如果圖紙規(guī)定的滾子半錐角小于5°，采用與圖紙規(guī)定的滾子半錐角相同的螺旋導(dǎo)輪第二次軟磨滾子外圓；第二次軟磨磨去大頭外圓表面0. 03、. 05mm，滾子大頭外圓還應(yīng)有0. 12^0. 30mm的留量； 6)將經(jīng)過軟磨的滾子放在熱處理爐里進(jìn)行淬火和回火；淬火溫度為83(T840°C，保溫時間為4(T60分鐘；回火溫度為15(Tl60°C，保溫時間為2 2. 5小時；之后出爐冷卻至室溫； 7)將經(jīng)過淬回火的滾子放在外圓無心磨床上進(jìn)行第一次粗磨外圓；如果圖紙規(guī)定的滾子半錐角大于或等于6°，采用6°的螺旋導(dǎo)輪粗磨，磨去滾子大頭外圓表面0.02、. 05mm，粗磨后滾子大頭外圓還應(yīng)有0. ro. 25mm的留量；如果圖紙規(guī)定的滾子半錐角小于6°，采用與圖紙規(guī)定的滾子半錐角相同的螺旋導(dǎo)輪粗磨，可磨去大頭外圓表面0. 04、. 10mm，粗磨后滾子大頭外圓還應(yīng)有0. 08、. 20mm的留量； 8)將經(jīng)過第一次粗磨的滾子放在雙端面磨床上磨兩個端面；將大小頭各磨去,0.11 0. 35mm，磨削后滾子的長度方向還應(yīng)有0.08、.1mm的磨量；9)將經(jīng)過雙端面磨的滾子放在外圓無心磨床上進(jìn)行第二次粗磨外圓；如果圖紙規(guī)定的滾子半錐角大于或等于7°，采用7°的螺旋導(dǎo)輪第二次粗磨外圓；如果圖紙規(guī)定的滾子半錐角小于7°，大于6°，采用與圖紙規(guī)定的滾子半錐角相同的螺旋導(dǎo)輪第二次粗磨外圓；如果圖紙規(guī)定的滾子半錐角小于6°，不再進(jìn)行第二次粗磨外圓；半錐角在6°以上的滾子，第二次粗磨磨去大頭外圓表面0. 02、. 05mm，第二次粗磨后大頭外圓還應(yīng)剩有0. 08、. 20mm的留量； 9)將經(jīng)過第二次粗磨的滾子放在外圓無心磨床上進(jìn)行第三次粗磨外圓；如果圖紙規(guī)定的滾子半錐角大于或等于8°，采用8°的螺旋導(dǎo)輪第三次粗磨外圓；如果圖紙規(guī)定的滾子半錐角小于8°，大于7°，采用與圖紙規(guī)定的滾子半錐角相同的螺旋導(dǎo)輪第三次粗磨外徑；如果圖紙規(guī)定的滾子半錐角小于等于7°，不再進(jìn)行第三次粗磨外徑；半錐角大于7°的滾子，第三次粗磨磨去大頭外圓表面0.02、. 05mm，粗磨后滾子大頭外圓還應(yīng)有,0.06 0. 15mm的留量;10)將經(jīng)過粗磨的滾子放在球基面磨床上磨削球基面,采用中軟砂輪,磨削后,球面曲率半徑應(yīng)到達(dá)圖紙的要求，滾子長度應(yīng)到達(dá)圖紙的要求； 11)將經(jīng)過球基面磨削的滾子放在外圓無心磨床上精磨外圓；采用與成品滾子半錐角相同的螺旋導(dǎo)輪，磨削后滾子大頭外圓留量為0. 04-0. 08mm ； 12)將經(jīng)過精磨外圓的滾子放在外圓無心磨床上進(jìn)行終磨外圓；采用與成品滾子半錐角相同的螺旋導(dǎo)輪終磨外圓，終磨后滾子外圓應(yīng)達(dá)到圖紙規(guī)定的尺寸。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種軸承滾子的加工方法，具體涉及一種長徑比小于1的大錐角圓錐滾子加工方法。所述加工過程為采用不同角度的螺旋導(dǎo)輪多次磨削滾子外圓，逐步將滾子外圓磨至要求的角度；在軟磨和粗磨工序之間對滾子進(jìn)行熱處理；在兩次粗磨中間，滾子的半錐角不超過6°時磨削滾子端面；在粗磨和精磨之間，用中軟砂輪磨削滾子球基面時。采用本發(fā)明的加工方法，可使?jié)L子的表面磨削均勻，無黑皮等缺陷，且精度較高，使配套的軸承在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中噪音大大降低，并提高了使用壽命。
文檔編號B24B5/24GK103029013SQ201310001790
公開日2013年4月10日 申請日期2013年1月5日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月5日
發(fā)明者張斌, 張紀(jì)昌, 王紅軍 申請人:洛陽宜華滾動體有限公司