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涧西区湖北路市场监督管理局一楼大厅（洛阳市专用设备制造产业知识产权运营中心）

专利号：

2019219426235

发明名称：

一种圆锥滚子超精研用导辊的磨床

申请日：

20191112

专利权人：

河南科技大学

技术领域：

本实用新型属于轴承加工技术领域，具体涉及一种圆锥滚子超精研用导辊的磨床。

解决技术问题：

圆锥滚子是滚动轴承的一种重要零件，其锥面需要进行磨削和超精研。圆锥滚子锥面的磨削和超精研通常采用无心贯穿式加工方式，其中超精研时使用的导辊和磨削时用的导轮都是起到主轴作用的重要专用部件，其自身的加工精度直接影响圆锥滚子的加工质量。导辊的主要工作面是与滚子直接接触的两个螺旋工作面，其一是与滚子的滚动面接触的螺旋形面，其二是与滚子球基面接触的螺旋档边。由于导辊螺旋工作面结构特殊，结构参数需要根据滚子型号和超精研加工要求专门设计，而且磨削精度要求高，因此需要专用的导辊磨床进行磨削加工。导辊的这两个主要工作面都容易磨损，磨损后需进行修复性磨削加工才能重新使用。导轮上直接与圆锥滚子接触的工作面具有与导辊类似的结构及使用特征，因此，导辊的磨削方法及磨床也可用于导轮磨削。作为磨削导辊和导轮的专用磨床，要求既可以磨削螺旋形面，也可以磨削螺旋档边。使用导辊的超精研工序总是安排在使用导轮的磨削工序之后，加之导辊长度通常远大于导轮，因此，导辊的磨削要求和磨削难度往往高于导轮。传统上导轮磨床只能磨削导轮，不能磨削导辊。随着超精研工艺的推广，导辊的磨削需求增加，导轮磨床改进后具备了磨削导辊的功能，但目前的名称习惯上还是叫导轮磨床。本实用新型所述导辊磨削方法及磨床适用于导轮磨削及导轮磨床。

现有导辊磨床及导辊磨削方法的特点包括: 

（1）导辊轴线与工作台移动直线平行；砂轮轴线在水平面内与导辊轴线保持平行，在铅垂平面内是倾斜的，其倾斜角度即为砂轮架垂直摆角，是可调的。

（2）采用平形砂轮，砂轮外周面修成单一锥面，砂轮端面不修整。

（3）磨削导辊螺旋档边时，根据导辊档边的螺旋升角和档边相对于导辊轴线的倾斜角，调整砂轮轴线在铅垂平面内的倾角，借助砂轮外周锥面大端圆弧线对导辊螺旋档边进行磨削。

现有的导辊磨削方法，不对砂轮端面进行修整的原因是为了避免影响导辊螺旋形面磨削。在导辊螺旋形面磨削时，必须保证砂轮宽度略大于导辊螺旋形面的宽度。如果对砂轮端面进行修整，砂轮宽度会随着修整量的增加而减小，从而影响导辊螺旋形面磨削。

关于现有方法借助砂轮外周锥面大端圆弧线对导辊螺旋档边进行磨削的问题，发表于期刊《轴承》2013年第8期，题名为“圆锥滚子超精研导辊挡边形面分析”的论文（下文简称为公开文献1），进行了详细分析。根据公开文献1，现有方法在磨削导辊螺旋档边时，为了满足挡边相对于导辊轴线倾斜角的要求，需要使砂轮架垂直摆角小于导辊挡边的螺旋升角，从而借助砂轮外周锥面大端圆弧线对档边进行磨削。

现有导辊螺旋档边磨削方法，由于只有砂轮外周锥面大端圆弧线参与磨削，其磨削后的表面质量很差，难以满足精密圆锥滚子超精研加工要求，也影响导辊的使用寿命。在圆锥滚子超精研过程中，导辊螺旋档边与滚子球基面之间存在较大的推力，且处于滑动状态，如果导辊档边的表面粗糙度较大，容易在滚子球基面产生划痕甚至划伤。此外，导辊档边的表面粗糙度越大，其表面越容易磨损，从而影响导辊的使用寿命。

技术功效：

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种圆锥滚子超精研用导辊的磨床，以克服现有技术的不足，提高导辊螺旋档边的磨削质量，并同时满足导辊螺旋形面的磨削要求。

本实用新型的有益效果是：在满足档边倾斜角度以及导辊螺旋形面磨削要求的同时，大幅提高导辊螺旋档边的磨削质量；提高导辊螺旋档边磨削时的效率以及砂轮的耐用度；既适用于普通圆锥滚子也适用于精密圆锥滚子超精研导辊的磨削，也适用于圆锥滚子无心磨削用导轮的磨削，具体表现为：

（1）在磨削导辊螺旋挡边时，现有方法只有砂轮锥面大端圆弧线参与磨削，而且由于砂轮端面不修整会导致大端圆弧线上的磨粒不能全部参与磨削，使得实际参与磨削的磨粒很少，因此其磨削质量差，效率低，砂轮也容易磨钝；相比之下，本实用新型的磨床是经过修整的砂轮小锥面参与磨削，按照砂轮粒度60号，导辊档边宽度1.5-3mm计算，参与磨削的磨粒数至少要比现有方法增加5-10倍，因此磨削质量和磨削效率大幅提升，砂轮耐用度也大幅提高。

（2）依据共轭曲面原理，基于导辊磨削时砂轮与导辊之间的几何关系和相对运动关系，本实用新型磨床磨削后的导辊螺旋档边倾斜角可以满足其设计要求，同时，本实用新型磨床磨削后的导辊螺旋形面也可以满足其设计要求。

（3）本实用新型的磨床磨削导辊螺旋档边的表面质量比现有方法好，也可以满足导辊磨削的其他要求，因此适用于精密圆锥滚子超精研导辊的磨削。同时，与现有磨削方法相比，使用本实用新型的磨床磨削导辊并不附加额外要求，成本也不增加，还提高了效率，因此也适用于普通圆锥滚子超精研导辊的磨削。

（4）本实用新型的磨床也适用于圆锥滚子无心磨削用导轮的磨削，因为导轮与导辊螺旋工作面的结构和使用特征是类似的。

应用领域：

为磨削工件旋转面设计的机床、磨削驱动装置

专利示意图：