航空薄壁轴承非圆滚道加工方法技术

本发明专利技术涉及轴承零件的金属切削加工方法，主要涉及一种航空薄壁轴承非圆滚道加工方法。提出的一种航空薄壁轴承非圆滚道加工方法，首先根据所需加工薄壁轴承非圆滚道的尺寸得出其内切圆半径r和外切圆R；根据所需加工薄壁轴承非圆滚道的尺寸选择合适的工件即轴承套圈作为原料；在高速磨削性能设备中输入工件周转轨迹方程和砂轮进给方程；工件周转轨迹方程模拟工件轴沿Z轴方向的运动轨迹；砂轮进给方程模拟砂轮主轴沿X方向的运动轨迹，在夹具和轨迹方程的控制下实现非圆滚道的磨削。本发明专利技术解决了异型薄壁滚子轴承外圈滚道表面的非圆磨削，实现了外圈滚道表面非圆理论轮廓曲线和实际轮廓曲线的吻合，满足了产品加工的几何形状精度。

Processing method of non circular raceway for aviation thin walled bearing

The invention relates to a metal cutting processing method for bearing parts, and mainly relates to a non-circular raceway processing method for aeronautical thin-walled bearings. In this paper, a new machining method for non-circular raceway of Aeronautical thin-walled bearings is proposed. Firstly, the inner tangential circle radius R and outer tangential circle R are obtained according to the size of the non-circular raceway of the thin-walled bearings needed to be machined. Workpiece trajectory equation and grinding wheel feed equation; workpiece trajectory equation simulates the trajectory of workpiece axis along Z axis; grinding wheel feed equation simulates the trajectory of grinding wheel spindle along X direction, and realizes grinding of non-circular raceway under the control of fixture and trajectory equation. The invention solves the non-circular grinding of the outer raceway surface of the special-shaped thin-walled roller bearing, realizes the coincidence of the non-circular theoretical profile curve and the actual profile curve of the outer raceway surface, and meets the geometric shape precision of the product processing.

【技术实现步骤摘要】
航空薄壁轴承非圆滚道加工方法
本专利技术涉及轴承零件的金属切削加工方法，主要涉及一种航空薄壁轴承非圆滚道加工方法。
技术介绍
滚子轴承外圈滚道（内圆表面）母线通常是直母线。此类滚子轴承外圈滚道（内圆表面）的磨削加工采用在电磁无心夹具、磨头直线运动的方法磨削，将被加工工件放置到无心夹具中，按下按钮，启动磁盘和砂轮电机，使之旋转，旋动进刀手轮，使砂轮接触被加工工件内圆表面进行磨削。上述方法可实现内圆表面母线为直母线的磨削加工；而对于滚子轴承外圈滚道（内圆表面）母线为曲面母线的（如航空薄壁轴承），上述方法则无法实现。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种航空薄壁轴承非圆滚道加工方法，使其能解决异型薄壁滚子轴承内圆表面非圆滚道磨削成型的加工，实现内圆表面的非圆母线成型加工。本专利技术的目的可采用如下技术方案来实现：一种航空薄壁轴承非圆滚道加工方法，所述的加工方法的具体步骤如下：1）首先根据所需加工薄壁轴承非圆滚道的尺寸得出其内切圆半径r和外切圆R；2）根据所需加工薄壁轴承非圆滚道的尺寸选择合适的工件即轴承套圈作为原料，所述工件的内径小于薄壁轴承非圆滚道内切圆的半径r；3）将所述的工件通过辅助加工装置固定在机床上；4）选择高速磨削性能设备，然后在高速磨削性能设备中输入工件周转轨迹方程和砂轮进给方程；所述的工件周转轨迹方程模拟工件轴沿Z轴方向的运动轨迹；所述的砂轮进给方程模拟砂轮主轴沿X方向的运动轨迹；所述的工件周转轨迹方程为：，其中t为时间，为轴承套圈相对磨削起始点偏移角度，为轴承套圈周转角度；所述的砂轮进给方程为：，其中A为常数，T为常数，A的取值范围为：R≥A≥r；T=R-r；5）将工件周转轨迹方程赋予工件旋转主轴，将方程赋予砂轮主轴；6）启动机床，在磨削坐标系内，使工件随辅助加工装置顺时针旋转，且工件轴沿Z方向振荡频率不超过200mm/min，同时砂轮主轴按顺时针方向旋转，且沿X方向按曲线运动轨迹进给；工件在辅助加工装置中安装调试后，利用高速磨削性能设备设置磨削起始点，即可保证重复磨削非圆滚道轨道的定位精度，确保每一次磨削的起始点一致，在夹具和轨迹方程的控制下通过CAXA软件拟合出来的轨迹图形实现非圆滚道的磨削。所述的加工辅助装置具有用以定位待加工薄壁滚子轴承的定位套筒；所述定位套筒具有与待加工薄壁滚轴轴承外圈直径相吻配的通孔、与待加工薄壁滚轴轴承外圈直径相吻配的盲孔Ⅰ、与待加工薄壁滚轴轴承的端面凸台相吻配的盲孔Ⅱ；所述定位套筒的内径高度小于待加工薄壁滚子轴承的高度；所述的盲孔Ⅰ、盲孔Ⅱ均与所述的通孔相连通；所述盲孔Ⅰ的中心线均与所述定位套筒的中心线重合；所述的加工辅助装置还设置有用以将安装在定位套筒内的待加工薄壁滚子轴承进行轴向定位的定位盖板；所述的定位盖板通过定位螺钉与所述的定位套筒连接为一体；所述的定位套筒未安装待加工薄壁滚子轴承的一端位于卡盘内；所述卡盘具有用以安装调整定位套筒的中心通孔；所述的卡盘固定在机床连接装置上。所述的卡盘为阶梯状结构。所述砂轮的结构形状为筒形。本专利技术提出的一种航空薄壁轴承非圆滚道加工方法，采用上述技术方案，基于优选高速磨削系统多轴曲线方程控制工件和砂轮联动，通过调整异形卡盘对专用夹具进行定位，保证工件回转精度，三瓣波轨迹方程控制工件运动和砂轮磨头的运动轨迹，二者相结合的方式，解决了异型薄壁滚子轴承外圈滚道表面的非圆磨削，实现了外圈滚道表面非圆理论轮廓曲线和实际轮廓曲线的吻合，满足了产品加工的几何形状精度。本专利技术所述的方法，实现了内圆表面的非圆滚道磨削，加工质量经三坐标测量仪测量见表1表1附图说明图1为本专利技术中加工辅助装置的结构示意图。图2为图1中定位套筒的结构示意图。图中：1、机床连接装置，2、卡盘，3、定位套筒，4、定位盖板，5、定位螺栓，6、垫片，7、待加工薄壁滚子轴承，8、通孔，9、盲孔Ⅱ、10、盲孔Ⅰ。具体实施方式结合附图和具体实施例对专利技术加以说明：一种航空薄壁轴承非圆滚道加工方法，所述的加工方法的具体步骤如下：1）首先根据所需加工薄壁轴承非圆滚道的尺寸得出其内切圆半径r和外切圆R；2）根据所需加工薄壁轴承非圆滚道的尺寸选择合适的工件即轴承套圈作为原料，所述工件的内径小于薄壁轴承非圆滚道内切圆的半径r；3）将所述的工件通过辅助加工装置固定在机床上；4）选择高速磨削性能设备,该实施例中，所述的高速磨削性能设备采用瑞士斯图特（STUDER）机床公司生产的StuderS41设备，然后在高速磨削性能设备中输入工件周转轨迹方程和砂轮进给方程；所述的工件周转轨迹方程模拟工件轴沿Z轴方向的运动轨迹；所述的砂轮进给方程模拟砂轮主轴沿X方向的运动轨迹；所述的工件周转轨迹方程为：，其中t为时间，为轴承套圈相对磨削起始点偏移角度，为轴承套圈周转角度；所述的砂轮进给方程为：，其中A为常数，T为常数，A的取值范围为：R≥A≥r；T=R-r；5）将工件周转轨迹方程赋予工件旋转主轴，将方程赋予砂轮主轴；6）启动机床，在磨削坐标系内，使工件随辅助加工装置顺时针旋转，且工件轴沿Z方向振荡频率不超过200mm/min，同时砂轮主轴按顺时针方向旋转，且沿X方向按曲线运动轨迹进给；工件在辅助加工装置中安装调试后，利用高速磨削性能设备设置磨削起始点，即可保证重复磨削非圆滚道轨道的定位精度，确保每一次磨削的起始点一致，在夹具和轨迹方程的控制下通过CAXA软件拟合出来的轨迹图形实现非圆滚道的磨削。如图1所示，所述的加工辅助装置具有用以定位待加工薄壁滚子轴承的定位套筒3；结合图2，所述定位套筒3具有与待加工薄壁滚轴轴承外圈直径相吻配的盲孔Ⅰ10、与待加工薄壁滚轴轴承的端面凸台相吻配的盲孔Ⅱ9；所述与滚轴轴承外圈外径相配合的套筒内径高度小于待加工薄壁滚子轴承的高度；所述的盲孔Ⅰ、盲孔Ⅱ均为所述的通孔相连通；所述盲孔Ⅰ的中心线与所述通孔的中心线重合；所述的加工辅助装置还设置有用以将安装在定位套筒内的待加工薄壁滚子轴承进行轴向定位的定位盖板4；所述的定位盖板4通过定位螺钉5与所述的定位套筒6连接为一体；所述的定位套筒未安装待加工薄壁滚子轴承的一端位于卡盘内；所述卡盘2的具有用以安装定位套筒的中心通孔；所述的卡盘2固定在机床连接装置1上。所述的卡盘2为阶梯状结构。所述砂轮的结构形状为筒形。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种航空薄壁轴承非圆滚道加工方法，其特征在于：1）首先根据所需加工薄壁轴承非圆滚道的尺寸得出其内切圆半径r和外切圆R；2）根据所需加工薄壁轴承非圆滚道的尺寸选择合适的工件即轴承套圈作为原料，所述工件的内径小于薄壁轴承非圆滚道内切圆的半径r；3）将所述的工件通过辅助加工装置固定在机床上；4）选择高速磨削性能设备，然后在高速磨削性能设备中输入工件周转轨迹方程和砂轮进给方程；所述的工件周转轨迹方程模拟工件轴沿Z轴方向的运动轨迹；所述的砂轮进给方程模拟砂轮主轴沿X方向的运动轨迹；所述的工件周转轨迹方程为：

【技术特征摘要】
1.一种航空薄壁轴承非圆滚道加工方法，其特征在于：1）首先根据所需加工薄壁轴承非圆滚道的尺寸得出其内切圆半径r和外切圆R；2）根据所需加工薄壁轴承非圆滚道的尺寸选择合适的工件即轴承套圈作为原料，所述工件的内径小于薄壁轴承非圆滚道内切圆的半径r；3）将所述的工件通过辅助加工装置固定在机床上；4）选择高速磨削性能设备，然后在高速磨削性能设备中输入工件周转轨迹方程和砂轮进给方程；所述的工件周转轨迹方程模拟工件轴沿Z轴方向的运动轨迹；所述的砂轮进给方程模拟砂轮主轴沿X方向的运动轨迹；所述的工件周转轨迹方程为：，其中t为时间，为轴承套圈相对磨削起始点偏移角度，为轴承套圈周转角度；所述的砂轮进给方程为：，其中A为常数，T为常数，A的取值范围为：R≥A≥r；T=R-r；5）将工件周转轨迹方程赋予工件旋转主轴，将方程赋予砂轮主轴；启动机床，在磨削坐标系内，使工件随辅助加工装置顺时针旋转，且工件轴沿Z方向振荡频率不超过200mm/min，同时砂轮主轴按顺时针方向旋转，且沿X方向按曲线运动轨迹进给；工件在辅助加工装置中安装调试后，利用高速磨削性能设备设置磨削起始点，即可保证重复磨削非圆...

【专利技术属性】
技术研发人员：巨恒伟，庞碧涛，贺涛，刘友国，张艳丽，徐卫东，郭帅，曲红丽，张政，杨会超，
申请(专利权)人：洛阳LYC轴承有限公司，
类型：发明
国别省市：河南,41