磨削凸度用单点砂轮修整器的工作原理 

王世保，王素保

(新乡日升数控设备有限公司，河南新乡 453⑴3)

摘要：通过分析磨削凸度用单点砂轮修整器的成形原理，推导出了砂轮的轮廓曲线方程及凸度的计算公式，探讨了在磨削过程中影响凸度形状与大小的因素，并举例分析了在磨削内、外滚道时凸度的调整与计算方法。

关键词：滚动轴承;套圈；磨削;砂轮；修整器

中图分类号：TH

618 文献标识码：B

   随着用户对轴承精度要求的日益提高，越来

越多的轴承生产厂家在磨削轴承套圈的内、外滚道时，都要求其磨削表面带有一定的凸度，改善接

触应力分布，降低边缘应力集中，提高轴承的使用寿命。

   滚道面的凸度形状是由成形砂轮磨削出来

的，而砂轮的形状是由修整器修整出来的，砂轮修整器的结构有单点、靠模、差补修整等几种。这里

分析单点砂轮廓形修整器的工作原理及影响砂轮廓形的几个问题。

1砂轮凸度的成形原理

   如图1所示，砂轮在一定的位置高速旋转，修

整器的金刚笔在油缸的驱动作用下沿导轨从砂轮的一端运行到另一端，即从图中的A点运行到B点。导轨相对于砂轮的中心线的倾斜角度为0。

根据图形的投影关系，再考虑到砂轮的旋转速度远远大于金刚笔的移动速度，可以通过投影关系

绘出修整后的砂轮轮廓曲线（图1c)。

   具体步骤是：当金刚笔从A点运动到C点

时，从图1a中的C点向图1b作水平线，与图1b中的线相交于C;连接OC:并以O为圆心，OC为半径作圆，交OE的延长线于一点，从这一点向下作垂线交图1c于就是砂轮曲线中

的一点。同理，再作出其他交点，依次连接，就可以得出砂轮廓形曲线。

2砂轮的轮廓曲线方程

   从图1a可知，如果金刚笔在水平方向上运行

收稿日期：2005-07

式中：为砂轮直径，mm;为砂轮宽度，mm;0为 

金刚笔运动轨迹与砂轮中心线的水平倾斜角度

   从（1)式可知，砂轮轮廓在x轴上的投影为

图2所示的双曲线，其中

   值得注意的是：图2在x轴上的投影与砂轮

的实际轮廓一致，但在y轴上的投影并不是砂轮的宽度值，即不是实际的砂轮轮廓曲线图。（1)

式也不是砂轮的实际轮廓曲线方程。因为在垂直方向上，砂轮宽度为L而不是图2中的Ltan0

程为

    修整出的砂轮轮廓曲线也是一双曲线。

3凸度的计算

    由图3可知，该砂轮修整出的滚道的*大凸

度e为

=0时

4影响凸度的几个因素

轮直径D及宽度L一定时，金刚笔的运动倾角0

与凸度e的关系如图4所示。调节金刚笔的运动

倾角0就可以得到不同的凸度e

图4金刚笔运动倾角与凸度的关系

    砂轮在使用过程中，其直径D是不断磨损

的，即砂轮的直径D随着磨削与修整而变得越来越小。从（4)式可知，当金刚笔的运动倾角0

―定，砂轮宽度L不变时，其凸度e将随着砂轮直径D的变小而增大，见图5

    若想保证凸度e不变，只有不断地减小金刚

笔的运动倾角0这在实际的操作过程中很麻烦，甚至是不可能的。 

砂轮直径Dmm

凸度e/?

表2磨内滚道时砂轮直径与滚道凸度的关系

  在实际磨削过程中，凸度e是可以在一定的

范围内变化的。假设砂轮的原始直径为D利用

工艺上所要求的*小凸度e求出金刚笔的运动倾

角9并保持其不变，再利用工艺上所要求的*大

凸度e就可以求出此时所允许的砂轮*小直径

  例如，在外滚道的磨削中，如果

3Mm时，此时D=

保持

变，则直径￡?与凸度e的变化关系

见表:L

表1磨外滚道时砂轮直径与滚道凸度的关系

时，e=3Mm,砂轮要磨削到D=

214mm凸度e才

会达到7Mm在一般的磨削过程中，砂轮的直径

是不允许被磨削到这么小的。也就是说，在内滚

道的磨削中，在满足凸度e大小的前提下，同样可

以保持金刚笔的运动倾角9不变。

6凸度的不对称问题bookmark5

    值得注意的是，只有当图1中AB直线所在

平面和砂轮旋转轴线所在平面平行且过AB直线

中点和砂轮几何中心的直线垂直于该平面时，才

能修出对称的凸度形状。如果不满足该条件，而

是有骗移，修出的砂轮形状不对称（如图6)，这

在磨削过程中是不允许的。

随着砂轮直径D的不断变小，凸度e亦不断变大。根据凸度e的变化范围，可以求出理论上所允许的*小砂轮直径_。在此例中，可以求

4mm即当砂轮的直径磨

损到214mm时就该更换了。也即在外滚道的磨削中，在满足凸度e大小的前提下，可以保持金

刚笔的运动倾角9不变。

    同理，在内滚道的磨削中，如果假设D

=30mm,e同样要求为3

~7Mn,可计算

    保持9与L不变，则砂轮直径D与凸度e的

变化关系见表2

    内滚道的磨削与外滚道一样，当D

    由图6可知，如果金刚笔的运动轨迹在垂直

方向上偏移卩凸度e在水平方向的偏移量则为水平=&?t9

    因为9在此装置中一般很小（1°~5°)，则cotft就为12~57即在水平方向上的偏移量水平

是勒12~57倍，所以在调节时一定要注意，特别是在修整磨削外滚道的砂轮凸度时更应注意。

7结束语

    用单点砂轮凸度修整器修整出的砂轮轮廓线

为一平滑双曲线，微量调节金刚笔的运动倾角9就可以控制砂轮的双曲线形状，进而控制凸度e修整出的凸度形状稳定，基本上不受外界其他因

素的干扰。 （编辑:赵金库）