[发明专利]用于凸圆柱滚子滚动面精加工的磁性研磨盘、设备及方法

说明书

本发明公开了一种用于铁磁性材质凸度圆柱滚子滚动表面精加工的研磨设备和磁性研磨盘套件，研磨设备包括主机、磁性研磨盘套件和滚子循环盘外系统。主机包括基座、立柱、横梁、滑台、上托盘、下托盘、轴向加载装置和主轴装置。滚子循环盘外系统包括滚子收集机构、退磁装置、输送整理系统和送进机构。磁性研磨盘套件包括一对同轴且正面相对布置的第一和第二研磨盘。第一研磨盘正面包括一组放射状分布于第一研磨盘基面(内凹圆弧回转面)的内凹弧线沟槽；第二研磨盘正面包括一条或多条分布于第二研磨盘基面(外凸圆弧回转面)的螺旋槽，其基体内部嵌装有环状磁性结构。本发明研磨设备具有大批量铁磁性材质的凸度圆柱滚子滚动表面的精加工能力。

技术领域

本发明涉及一种用于铁磁性材质(如GCr15、G20CrNi2MoA、Cr4Mo4V等)的凸度圆柱滚子滚动表面精加工的磁性研磨盘套件、研磨设备及研磨方法，属于轴承滚动体精密加工技术领域。

背景技术

圆柱滚子轴承广泛应用于各类旋转机械。作为圆柱滚子轴承重要零件之一的凸度圆柱滚子，其滚动表面的形状精度和尺寸一致性对轴承的性能具有重要影响。现阶段，公知的凸度圆柱滚子滚动表面的加工工艺流程为:毛坯成型(车削或冷镦或扎制)、粗加工(软磨滚动表面)、热处理、半精加工(硬磨滚动表面)和精加工。公知的凸度圆柱滚子滚动表面精加工的主要工艺方法是超精加工。

超精加工是一种利用细粒度油石作为磨具，油石对工件加工表面施加较低的压力并沿工件加工表面作高速微幅往复振动和低速进给运动，从而实现微量切削的光整加工方法。目前，凸度圆柱滚子滚动表面的精加工多采用无心贯穿式超精加工方法。其设备的加工部分由一对异向斜置的超精导辊和一个(或一组)装有油石的超精头组成，凸度圆柱滚子由导辊支撑并驱动，在作旋转运动的同时又沿一与凸度圆柱滚子滚动表面素线相适应的轨迹作低速进给运动，超精头以较低的压力将油石压向凸度圆柱滚子滚动表面的同时油石沿凸度圆柱滚子滚动表面的素线作高速微幅往复振动，对凸度圆柱滚子的滚动表面实施精加工。在无心贯穿式超精加工过程中，同一批次的凸度圆柱滚子依次贯穿通过加工区域并经受油石超精加工。

此外还有一种无心切入式超精加工方法，其设备的加工部分由一对平行布置的超精导辊和一个(或一组)装有油石的超精头组成，凸度圆柱滚子在导辊的支撑并驱动下作旋转运动，超精头以较低的压力将油石压向凸度圆柱滚子滚动表面的同时沿一与凸度圆柱滚子滚动表面素线相适应的轨迹作低速进给运动和高速微幅往复振动，对凸度圆柱滚子的滚动表面实施精加工。在无心切入式超精加工过程中，同一批次的凸度圆柱滚子逐个进入加工区域并经受油石超精加工。

上述两种凸度圆柱滚子滚动表面超精加工方法存在以下两方面技术缺陷：一方面，加工过程中油石和导辊磨损状态随时间的变化不利于凸度圆柱滚子滚动表面形状精度和尺寸精度的提高；另一方面，由于超精加工设备同一时刻只对单个(或少数几个)凸度圆柱滚子进行加工，被加工凸度圆柱滚子滚动表面的材料去除量几乎不受同批次凸度圆柱滚子滚动表面直径差异的影响，因此用超精加工设备加工凸度圆柱滚子滚动表面很难有效改善被加工凸度圆柱滚子滚动表面的直径分散性。上述两方面的技术缺陷导致被加工凸度圆柱滚子滚动表面的形状精度和尺寸一致性提升受到制约。

现阶段，涉及凸度圆柱滚子滚动表面精加工的装置(设备)和方法还包括以下几种：

中国专利公报，公布号CN102476350A：公开了一种圆柱滚子外径无心研磨加工装置，包括两个半径一大一小的铸铁研磨辊，研磨辊之间有间隔，间隔上方安装有送料槽，送料槽上方设置有上压板，上压板上方加装有加压重锤，上压板与滚子的接触面为圆弧形。两研磨辊的线速度不同，使得圆柱滚子与研磨辊之间产生相对滑动。调整小研磨辊在垂直和水平方向的角度可驱动滚子沿轴线方向进给。研磨辊在驱动圆柱滚子的同时，也对滚子表面进行研磨加工。