2005年第5期工艺与装备圆锥滚子外径磨削方法分析王宪锋\王江山2（。瓦房店轴承股份公司滚子分厂，辽宁瓦房店116300；2.瓦房店轴承集团公司技术中心，辽宁瓦房店116300）生产实际给出了有关参数，并对砂轮、导轮的修整与调整作了说明。

　　1圆锥滚子外径磨削方法1.1止推法磨削圆锥滚子用止推法磨削时，砂轮和导轮的形状可按方法修整。一般是将砂轮和导轮都修整成a角，或者双角都靠修整一方来达到。止推磨削又称定程磨削，在无心磨床上进行，止推磨削是使无心磨床的砂轮和导轮的素线形成一个与滚子的锥角相适应的角度，并使导轮向下倾斜一个角度，以实现滚子的运动。当把滚子送入磨削区以后，砂轮即对滚子进行磨削，随着滚子直径的逐渐减小，滚子不断向前运动，砂轮的磨削位置也随之不断前移，即磨削时滚子作纵向运动，但不完全通过磨削区，纵向运动到一定程度后，待滚子直径到达预定尺寸时，滚子磨削过程完成。

　　滚子的轴线与砂轮轴线应在同一平面内，才能较好保证滚子素线平直不凹。为此，应将刀板作相应调整。分析计算如下。

　　中O1O2为滚子中心线水平时滚子两端的中心，此时刀板是倾斜的。如果刀板不倾斜，O中心不动，则1中心升高h变为Oi. r――滚子半径L――滚子长度a――滚子半锥角实际情况是滚子长度的中心不动，两端上升和下降。

　　所以用止推磨削法加工圆锥滚子，当托板不倾斜时，则滚子中间的凹入量为=250mm，按上式计算中间凹入量为0.从上面分析可知，如不采取措施，用止推法磨削出的滚子，*好情况为滚子的素线是平直的，多数情况是略有凹入。克服这一缺点的办法是用样板将砂轮修整成凹形，其凹入量不但能补偿滚子凹入，而且还使滚子得到需要的凸度。为了使滚子得到向前进的分速度，导轮应倾斜一角度，此角愈大，前进的分速度愈大，所以，粗磨时为1°~2°精磨时为30'左右。由于导轮是用磨料制成，可以任意修整，导轮的摩擦系数比贯穿磨削用的螺旋轮大，因此加工出的滚子精度很高，直径变动量VDwp可以达到。

　　5Mm左右，可稳定地加工级精度滚子。此外，这种加工方法还具有调整容易，工具制造简单等优点，适宜于小批量生产和加工直径较大的滚子，缺点是生产效率低，劳动强度大，直径尺寸不容易控制。

　　在加工过程中应注意，导轮转速对滚子圆度和生产效率有很大影响，应根据加工情况合理选择。滚子中心高是个重要的调整参数，对滚子圆度误差和直径变动量VDwp有很大影响。在进口处应正确安装侧板，侧板安装在导轮一侧入口处。

　　否则滚子进入或退出时外径容易被砂轮磨伤。

　　1.2切入磨削切入磨削时砂轮和导轮的修整方法与止推磨削相同，所不同的是导轮架连同滚子一起作径向移动9鼻削时。滚子只作旋转运动作轴向运动。

　　导轮架一次往复磨削一个滚子。这种加工方法一次可以切除较多的磨量。

　　为了解决大圆锥滚子凸度问题，对MS1080磨床进行改制，在靠近原机床出口处增加一个较简单的定位装置，由原来以滚子小头端面定位，改为以滚子基面定位，解决由于非基准面定位且滚子长度不一样，使终磨外径尺寸散差太大，严重影响滚子配组的问题。由于大圆锥滚子是全凸型的，一般先在M1080磨床上采取止推法磨坡，再利用靠模板修整砂轮，将砂轮修整成凹形，导轮修整成一条直线形，在MS1080磨床上成功地实现切入法磨全凸度，可提高滚子磨削加工精度。但生产效率低，劳动强度也大，适用于加工大型滚子。

　　1.3螺旋导轮贯穿磨削螺旋导轮贯穿磨削是将无心磨床的导轮换成用铸铁或钢制造的螺旋导轮，通过螺旋导轮旋转时挡边的推动及槽面的带动，实现滚子的前进运动和旋转运动，贯穿磨削的特点是生产效率高，加工精度高，尺寸差容易控制，适用于中小型圆锥滚子的大批量生产。XF004和XF004A是磨削圆锥滚子的专用磨床。XF004采取本机床上修磨螺旋导轮的方法；XF004A是双支承无心磨床，采取螺旋导轮和轴一起取下来修磨的方法。螺旋导轮回转角度为±3°。贯穿磨削圆锥滚子时应注意：磨削前滚子的加工余量应基本一致，不应有磨削余量过大的滚子进入磨削区，特别应防止滚子大小头颠倒，造成损坏螺旋槽或砂轮表面。

　　磨削砂轮前后端的适当宽度宜修成锥度，以利于滚子平稳地进入和退出磨削区，可避免滚子损伤。

　　磨削滚子时，为防止滚子素线被磨削成凹状，应采取如下调整措施：①将导轮在垂直方向回转角度，其转动角度按实际需要在°~ 3°范围内选择。②上、下刀板按滚子的锥角不同选择，使滚子的素线接近平行于砂轮轴心线。③将砂轮表面修整成微凹心的双曲面体。④上、下刀板及金属导轮，如带有磁性则吸附金属颗粒，从而影响滚子尺寸精度的稳定性，因此，必须严格去磁。⑤在磨削调整前，按滚子不同的长度和锥度在上、下刀板及送料管端部修整成适当的缺口使滚子畅通送入磨削区。但应防止缺口太大而发生滚子卡死现象。

　　圆锥滚子贯穿磨削中，除有下刀板外，还有上刀板。见）上刀板是引子子并防/止滚通。net削时跳动，为了使滚子顺利进入螺旋槽中，将上刀板磨一斜角。刀板的厚度为滚子小头直径的一半，上刀板与滚子的间隙a与下刀板的间隙c=0.5~2.0mm.上、下刀板位置为了保证达到滚子的圆度要求，必须适当调整滚子中心高H细磨时H为3D/4左右，终磨时为D/2左右，中心高H根据滚子直径大小而定。

　　2砂轮和导轮的修整与调整（）为了使滚子进口和出口贯穿顺利，在砂轮两端修整出3个锥面，砂轮总宽度为150mm，两端3个锥面的角度从外向内分别为2°、1°及30'，且每段宽度均为5mm，使砂轮逐渐磨削滚子，然后滚子又逐渐脱离砂轮，形成圆滑的过渡，以免磨伤滚子外径表面。砂轮的出口锥面部分起磨光作用，磨出的滚子表面质量较好。

　　这种方法的缺点是砂轮形状复杂、修整困难。

　　可按上述砂轮修整的形状，设计制造专门的靠模板，使操作简单，缩短修整时间。

　　将砂轮修整成直线形，为了防止滚子磨伤，螺旋导轮进口端车加工成锥度，其长度是当滚子进到砂轮的2L/3时，才开始磨削。把螺旋导轮出口加工到较低位置，当滚子超出砂轮L/3时，进入螺旋槽中，突然离开砂轮，以免磨伤滚子。

　　这种方法使砂轮修整变得非常简单，减少了修整砂轮的时间。

　　将砂轮修整成直线形，利用圆柱形导轮倾斜后形成椭圆截面的原理。以圆柱面作导轮工作面，当导轮相对于工件轴线倾斜卩角后，导轮XOY截面（见）为椭圆的一部分，导轮截面椭圆方程为轮直径2csp.将a，b及l代入a）式，整理后可得a――圆锥滚子成品半角h导轮中间凸出量轮宽度L =150mm，导轮倾斜不同角度时，导轮水平截形的凸度值见表1.这个道理同样适用于使用螺旋导轮磨圆锥滚子外径凸度的情况，由于导轮的整体水平截形为凸曲线，使滚子贯穿轨迹变为曲线，因此加工出的圆锥滚子产生凸度。

　　表1不同角度时导轮截形凸度导轮角度P/（°）导轮凸度导轮角度p/（°导轮凸度螺旋导轮倾斜后，两端形成间隙，磨削滚子时砂轮中间部分*先接触形成磨削区，并逐渐向两端蔓延，螺旋导轮倾斜还有两个特点：其一可以使滚子有微凸度，其二使滚子有向前的分速度，使大挡边减轻磨损。

　　（编辑：朱学骏）