在轴承内外圈的磨削过程中 ,特别是角接触球轴承 ,沟道边缘经常出现漏黑皮现象。这种现象的产生除了与磨削精度有关外 ,车削的沟道留量、位置差及沟曲率也是造成此现象的主要原因 ,而大沟深比的结构又是影响沟道边缘留量的最主要的结构因素。1 沟道边缘留量理论分析通常 ,车削的沟曲率与成品沟曲率相同以保证沟道磨削的顺利进行。车削沟道留量是按沟径方向给出的 ,从产品结构可以看出 (图 1 ) ,沟道边缘留量的大小与沟深比成反比 ,沟深比越大 ,其沟道边缘留量相对就越小。如果按传统的工艺方法车削沟道 ,磨削后其沟道边缘会出现漏黑皮 ,造成废品。图 1如图 1所示 ,ａ2 =(Ｄ车 -Ｄ2 ) 2 (1 )ａ′2 =(Ｄ成 -Ｄ′2 ) 2 (2 )式中 ａ2 车件大挡边沟深ａ′2 车件小挡边沟深Ｄ成 成品沟径Ｄ车 车件沟径Ｄ2 大挡边内径Ｄ′2 小挡边内径由于车后沟曲率Ｒ车 的变化 ,当沟道磨加工留量ａ一定时 ,Ｒ车 与成品沟曲率Ｒ成 的曲率中心距ａ1是随Ｒ车 与Ｒ成 的变化而变化的 ,即ａ1=ａ +Ｒ车 -Ｒ成 (3 )ａ=(Ｄ成 -Ｄ车) 2 (4)在ΔＯ1ＯＢ和ΔＯ1ＯＤ中α2 =90°-ａｒｃｃｏｓ Ｘ2Ｒ车(5 )α′2 =90° -ａｒｃｃｏｓ Ｘ′2Ｒ车(6 )式中Ｘ2 =Ｒ车2 - (Ｒ车 -ａ2 ) 2Ｘ′2 =Ｒ车2 - (Ｒ车 -ａ′2 ) 2α3 =ａｒｃｓｉｎα1ｓｉｎα2Ｒ成(7)α′3 =ａｒｃｓｉｎα1ｓｉｎα2′Ｒ成(8)令ＡＢ =ΔＸ ,ＣＤ =ΔＸ′,同理得Ｒ车 +ΔＸ =ａ1ｓｉｎ(α2 +α3 )ｓｉｎα3Ｒ车 +ΔＸ′ =ａ1ｓｉｎ(α′2 +α′3 )ｓｉｎα′3(9)则基准边沟边留量ΔＸ =ａ1ｓｉｎ(α2 +α3 )ｓｉｎα3-Ｒ车 ,非基准边沟边留量ΔＸ′=ａ1ｓｉｎ(α′2 +α′3 )ｓｉｎα′3-Ｒ车 。2 计算实例为了更好的说明上述理论 ,把 76 0 3 0 5 5产品外圈的各项数据代入上述公式中 ,按上下极限分别进行计算。具体取值分别为 :Ｄ1ｍａｘ =1 0 0 .87ｍｍ ,Ｄ2ｍａｘ =87.45ｍｍ ,Ｄ′2ｍａｘ =1 0 0ｍｍ ,Ｒ车ｍａｘ =7.0 8ｍｍ ,Ｄ1ｍｉｎ =1 0 0 .73ｍｍ ,Ｄ2ｍｉｎ =87.2 5ｍｍ ,Ｄ′2ｍｉｎ=99.85ｍｍ ,Ｒ车ｍｉｎ=6 .98ｍｍ ,Ｒ成ｍａｘ=7.1 1 8ｍｍ ,Ｒ成ｍｉｎ=7.0 84ｍｍ。2 .1 基面沟道边缘留量的计算2 .1 .1 最小留量的计算ａ2ｍａｘ =Ｄ1ｍａｘ -Ｄ2ｍｉｎ2 =6 .81 (ｍｍ)ａｍｉｎ =Ｄ成ｍｉｎ -Ｄ车ｍａｘ2 =0 .2 4 (ｍｍ)ａ1=ａｍｉｎ +Ｒ车ｍａｘ -Ｒ成ｍｉｎ =0 .2 3 6 (ｍｍ)Ｘ2 =Ｒ车ｍａｘ2 - (Ｒ车ｍａｘ -ａ2ｍａｘ) 2 =7.0 7(ｍｍ)α2 =90°-ａｒｃｃｏｓ Ｘ2Ｒ车ｍａｘ=87°48′α3 =ａｒｃｓｉｎａ1ｓｉｎα2Ｒ成ｍｉｎ=1°5 4′ΔＸ =ａ1ｓｉｎ(α2 +α3 )ｓｉｎα3-Ｒ车ｍａｘ =0 .0 0 9(ｍｍ)2 .1 .2 最大留量的计算ａ2ｍｉｎ =Ｄ1ｍｉｎ -Ｄ2ｍａｘ2 =6 .6 4 (ｍｍ)ａｍａｘ =Ｄ成ｍａｘ -Ｄ车ｍｉｎ2 =0 .3 1 (ｍｍ)ａ1=ａｍａｘ +Ｒ车ｍｉｎ -Ｒ成ｍａｘ =0 .1 72 (ｍｍ)Ｘ2 =Ｒ车ｍｉｎ2 - (Ｒ车ｍｉｎ -ａ2ｍｉｎ) 2 =6 .97(ｍｍ)α2 =90° -ａｒｃｃｏｓ Ｘ2Ｒ车ｍｉｎ=86°5 5′α3 =ａｒｃｓｉｎａ1ｓｉｎα2Ｒ成ｍｉｎ=1°2 2′ΔＸ =ａ1ｓｉｎ(α2 +α3 )ｓｉｎα3-Ｒ车ｍｉｎ =0 .2 2 (ｍｍ)2 .2 非基面沟道边缘留量的计算2 .2 .1 最小留量的计算ａ′2ｍａｘ =Ｄ1ｍａｘ -Ｄ′2ｍｉｎ2 =0 .5 1 (ｍｍ)ａｍｉｎ =Ｄ成ｍｉｎ -Ｄ车ｍａｘ2 =0 .2 4 (ｍｍ)ａ1=ａｍｉｎ +Ｒ车ｍａｘ -Ｒ成ｍｉｎ =0 .2 3 6 (ｍｍ)Ｘ′2 =Ｒ车ｍａｘ2 - (Ｒ车ｍａｘ -ａ′2ｍａｘ) 2 =2 .6 4 (ｍｍ)α′2 =90°-ａｒｃｃｏｓ Ｘ′2Ｒ车=2 1°5 3′α′3 =ａｒｃｓｉｎａ1ｓｉｎα′2Ｒ成ｍｉｎ=42′ΔＸ′ =ａ1ｓｉｎ(α2′ +α3′)ｓｉｎα3′ -Ｒ车ｍａｘ =0 .2 2 (ｍｍ)2 .2 .2 最大留量的计算ａ′2ｍｉｎ =Ｄ1ｍｉｎ -Ｄ′2ｍａｘ2 =0 .3 6 5 (ｍｍ)ａｍａｘ =Ｄ成ｍａｘ -Ｄ车ｍｉｎ2 =0 .3 1 (ｍｍ)ａ1=ａｍａｘ +Ｒ车ｍｉｎ -Ｒ成ｍａｘ =0 .1 72 (ｍｍ)Ｘ′2 =Ｒ车ｍｉｎ2 - (Ｒ车ｍｉｎ -ａ′2ｍｉｎ) 2 =2 .2 3 (ｍｍ)α′2 =90° -ａｒｃｃｏｓ Ｘ′2Ｒ车ｍｉｎ=1 8°3 7′α′3 =ａｒｃｓｉｎａ1ｓｉｎα′2Ｒ成ｍｉｎ=2 6′ΔΧ′ =ａ1ｓｉｎ(α′2 +α′3 )ｓｉｎα′3-Ｒ车ｍｉｎ =0 .44(ｍｍ) 从以上计算可以得出基面和非基面沟道边缘留量的极限值分别是基 面 :ΔＸｍａｘ=0 .2 2ｍｍ ΔＸｍｉｎ=0 .0 0 9ｍｍ非基面 :ΔＸ′ｍａｘ=0 .44ｍｍ ΔＸ′ｍｉｎ=0 .2 2ｍｍ3 解决方法从计算数据中可以看出 ,当留量最小时 ,基面沟道边缘的留量非常小 ,磨沟道时会出现漏黑皮现象。同时基面和非基面沟道边缘留量的极限值非常不平均 ,留量最大时 ,非基面是基面的 2倍 ,留量最小时 ,非基面是基面的 2 4 .44倍。可通过以下方法加以解决。(1 )缩小Ｒ车 值 ,以增大沟道边缘留量。但当Ｒ车 和Ｒ成 相差过大时 ,容易影响磨沟的质量 ,而且砂轮消耗大 ,磨削效率低。必须针对不同的磨削工艺方法 ,设定不同的Ｒ值 ,掌握起来有一定的难度。(2 )移动沟位置中心线 ,使基面和非基面沟道边缘留量分配均匀。以 76 0 3 0 5 5 0 1为例 ,如果把沟位置中心线向非基面移动 0 .1ｍｍ ,使沟道两边边缘留量基本平均 ,即基面沟道边缘留量 0 .1 0 9ｍｍ ,非基面沟道边缘留量 0 .1 2ｍｍ ,就可以均匀磨削 ,解决了磨削沟道边缘漏黑皮现象。这种方法操作比较简单 ,容易实现。大沟深比角接触球轴承沟道车加工工艺设计@蒙延芬$哈尔滨轴承集团公司技术中心! 黑龙江哈尔滨150030推力球轴承;;角接触球轴承;;车削;;工艺通过理论分析和实际计算,说明传统的大沟深比产品的沟道车加工工艺易使沟道在磨削过程中出现漏黑皮现象。通过移动沟位置中心线 ,使基面和非基面沟道边缘留量分配均匀 ,解决了磨加工沟道边缘漏黑皮现象。沟位置中心线向非基面移动 0 .1ｍｍ ,使沟道两边边缘留量基本平均 ,即基面沟道边缘留量 0 .1 0 9ｍｍ ,非基面沟道边缘留量 0 .1 2ｍｍ ,就可以均匀磨削 ,解决了磨削沟道边缘漏黑皮现象。这种方法操作比较简单 ,容易实现。大沟深比角接触球轴承沟道车加工工艺设计@蒙延芬$哈尔滨轴承集团公司技术中心! 黑龙江哈尔滨150030推力球轴承;;角接触球轴承;;车削;;工艺通过理论分析和实际计算,说明传统的大沟深比产品的沟道车加工工艺易使沟道在磨削过程中出现漏黑皮现象。通过移动沟位置中心线 ,使基面和非基面沟道边缘留量分配均匀 ,解决了磨加工沟道边缘漏黑皮现象。
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