一种轴承加工的控制方法及确定磨削量的方法与流程

金属材料;冶金;铸造;磨削;抛光设备的制造及处理,应用技术1.本发明涉及一种轴承加工的控制方法及确定磨削量的方法，属于轴承加工技术领域。背景技术：2.在轴承加工过程中，沟道磨削是轴承加工过程中的重要环节。在沟道磨削过程中，整个加工过程并非一步到位的，往往需要进行二次磨削，多次磨削加工有助于减少轴承加工过程中的变形量，但是由于二次磨削时，沟道位置和沟曲率半径不可能与之前的参数完全一致，因此会导致沟道截面形状不再是一条完整的圆弧曲线。在二次磨削时，锁口高度一般为确定的，在保证锁口高度和二次磨削时的沟曲率半径均满足设定值的情况下，会产生多段弧线。为了保证沟道截面为一条完整的弧线，会再次进行加工，在加工的过程中同样要保证二次磨削时的锁口高度为设定值。如图1所示，当二次磨削后的锁口高度对应的锁口高点为f″，但是实际预设的锁口高度所对应的锁口高点为f，因此在磨削量较大的情况下，预设的锁口高度所对应的锁口高点已经被磨削掉了，此时的锁口高点对应的锁口高度并不能满足预设的锁口高度，因此需要重新进行加工，导致整个加工效率降低。当二次磨削后的锁口高度对应的锁口高点为f，但实际预设的锁口高度所对应的锁口高点为f′，因此在保证沟道界面的磨削时，只需要对bc所在的轴承斜面进行磨削，磨削至f′h′即可保证锁口高度为预设的锁口高度，但是在该种情况下，沟道截面为ef和ff′两道弧线，不满足加工需求；若为了保证沟道截面为一条完整的弧线，需要对bc所在的轴承斜面进行磨削，磨削至fh的位置，但在该种情况下的锁口高度就不再是预设的锁口高度，同样不满足加工需求，需要重新进行加工，导致整个加工效率降低。技术实现要素：3.本发明的目的是提供一种轴承加工的控制方法及确定磨削量的方法，用以解决沟道磨削过程中工作效率低的问题。4.为实现上述目的，本发明的方案和有益效果包括：5.本发明的一种轴承加工确定磨削量的方法，包括如下步骤：6.1)获取一次加工时轴承的第一沟曲率半径和第一沟曲率中心；7.2)获取一次加工后进行二次加工轴承的第二沟曲率半径、锁口高度和砂轮的横向进给量，令二次加工轴承时砂轮的纵向进给量等于第二沟曲率半径减去锁口高度和锁口位置的纵坐标，所述锁口位置指的是一次加工和二次加工的轴承截面的交点位置；8.3)获取一次加工时轴承的锁口高点位置和二次加工时轴承的锁口高点位置，沿一次加工时的锁口高点位置所在的轴承面进行磨削，直至一次加工时轴承的锁口高点位置和二次加工时轴承的锁口高点位置重合。9.上述技术方案的有益效果为：本发明提供的轴承加工确定磨削量的方法，按照设定的第二沟曲率半径和锁口高度对轴承进行二次加工，二次加工与一次加工之间的交点位置即为二次磨削的锁口高点，按照计算出的砂轮的纵向进给量进行磨削，能够刚好保证二次加工的锁口高点对应的锁口高度为设定的锁口高度，并且对一次加工的锁口高度所在沟道面进行磨削，直到一次加工的锁口高点和二次加工的锁口高点重合，能够保证沟道在满足锁口高度的情况下，且为一条完整的弧线。10.纵向进给量过大或过小都会导致二次加工与一次加工的交点位置产生变化，导致锁口高度不再为设定的锁口高度，为了保证锁口高度仍为设定的锁口高度，会对二次加工的锁口高点进行调整，以保证满足设定的锁口高度。但是又为了保证沟道截面为一条完整的弧线，会对一次加工的锁口高点进行磨削，直至与一次锁口高点进行重合，该一次锁口高点为二次加工与一次加工的交点，此时调整的锁口高点会被磨削掉，因此锁口高度还是不满足设定的锁口高度，需要重新进行加工，进而会导致加工效率大幅度降低。因此按照本发明计算出的纵向进给量进行加工，能够保证沟道截面为一条弧线的同时极大的提高沟道加工的工作效率。11.进一步地，所述步骤2)中，锁口位置通过如下手段确定：获取二次加工轴承的第二沟曲率中心；根据第一沟曲率半径和第一沟曲率中心确定第一沟曲率中心所在圆的第一方程；根据第二沟曲率半径和第二沟曲率中心确定第二沟曲率中心所在圆的第二方程；联立第一方程和第二方程得到的交点坐标为锁口位置。12.上述技术方案的有益效果为：两次轴承加工的锁口高点不一样，因此第一沟曲率中心所在圆和第二沟曲率中心所在圆之间的交点即为锁口位置，联立圆的方程计算锁口位置，计算方法简单且快捷。13.进一步地，砂轮的纵向进给量的计算公式为：[0014][0015]其中，b为砂轮的纵向进给量，t2为锁口高度，r2为第二沟曲率半径，a为砂轮的横向进给量，r1为第一沟曲率半径。[0016]上述技术方案的有益效果为：直接给出砂轮的纵向进给量的计算公式，按照该计算公式，就能直接计算出加工时砂轮的纵向进给量的值，更加快速、简单。[0017]本发明还提供一种轴承加工的控制方法，包括如下步骤：[0018]a获取一次加工时轴承的第一沟曲率半径和第一沟曲率中心；[0019]b获取一次加工后进行再次加工轴承的第二沟曲率半径、锁口高度和砂轮的横向进给量，令再次加工轴承时砂轮的纵向进给量等于第二沟曲率半径减去锁口高度和锁口位置的纵坐标，所述锁口位置指的是一次加工和二次加工的轴承截面的交点位置；[0020]c获取一次加工时轴承的锁口高点位置和再次加工时轴承的锁口高点位置，沿一次加工时的锁口高点位置所在的轴承面进行磨削，直至一次加工时轴承的锁口高点位置和二次加工时轴承的锁口高点位置重合；[0021]d按照砂轮的纵向进给量和横向进给量控制砂轮对轴承进行加工，判断再次加工后的轴承的工件参数是否达到设定的加工标准，若未达到，则重复步骤a～c进行重新加工。[0022]上述技术方案的有益效果为：本发明提供的控制方法，能够精准的控制对轴承进行加工时的砂轮的纵向进给量，以保证在该纵向进给量磨削的情况下，对沟道进行二次加工，能够刚好保证二次加工的锁口高点对应的锁口高度为设定的锁口高度，并且对一次加工的锁口高度所在沟道面进行磨削，直到一次加工的锁口高点和二次加工的锁口高点重合，能够保证沟道在满足锁口高度的情况下，且为一条完整的弧线，极大的提高了沟道加工的工作效率。[0023]进一步地，所述步骤b中，锁口位置通过如下手段确定：获取二次加工轴承的第二沟曲率中心；根据第一沟曲率半径和第一沟曲率中心确定第一沟曲率中心所在圆的第一方程；根据第二沟曲率半径和第二沟曲率中心确定第二沟曲率中心所在圆的第二方程；联立第一方程和第二方程得到的交点坐标为锁口位置。[0024]进一步地，砂轮的纵向进给量的计算公式为：[0025][0026]其中，b为砂轮的纵向进给量，t2为锁口高度，r2为第二沟曲率半径，a为砂轮的横向进给量，r1为第一沟曲率半径。附图说明[0027]图1是背景技术中二次磨削时，不同磨削量对应的轴承沟道变化示意图；[0028]图2是确定磨削量的方法实施例中二次磨削时，轴承沟道变化示意图；[0029]图3是确定磨削量的方法实施例中二次磨削时，砂轮位移变化示意图；[0030]图4是确定磨削量的方法实施例中二次磨削时，最终沟道状态示意图；[0031]图5是沟位置和沟曲率半径对沟底直径变化趋势影响分析图。具体实施方式[0032]下面结合附图和实施例对本发明做进一步详细地说明。[0033]确定磨削量的方法实施例：[0034]本发明提供一种轴承加工确定磨削量的方法，在进行沟道磨削时，第一次磨削与第二次磨削的沟道位置和沟曲率半径会对应不同，进而会导致二次加工后，沟道截面为两条或两条以上的弧线。在轴承加工时，砂轮纵向进给量的不同会导致沟道二次加工时，锁口高度不满足设定值或者在满足锁口高度的情况下，沟道截面不是一条完整的弧线。因此合理的砂轮的纵向进给量能够保证在满足锁口高度的情况下，沟道截面是一条完整的弧线。[0035]具体地，本发明提供的一种轴承加工确定磨削量的方法包括如下步骤：[0036]1)确定磨削时的加工参数。[0037]如图2所示，轴承第一次磨削时的沟道曲线为弧线ab；第二次磨削后，沟道截面形状为两条圆弧曲线的情况对应图中的弧线cdb；第二次磨削后，沟道截面形状为一条完整的圆弧曲线的情况对应图中弧线eb。由工艺文件或实际加工参数确定轴承沟道在第一次磨削时的沟曲率半径r1、第二次磨削时所需要的沟曲率半径r2。[0038]2)确定砂轮的横向进给量a。[0039]如图3所示，在第二次磨削时，由工艺文件或实际加工参数确定砂轮的横向进给量a。[0040]3)计算砂轮的纵向进给量b。[0041]为使得轴承剩余的磨削量最少，砂轮需要在上次移动的基础上，继续纵向移动纵向进给量b。如图4所示，第一次磨削时的沟曲率中心为圆心o，以圆心o为坐标原点建立直角坐标系，再根据第一次磨削时的沟曲率半径建立圆心o所在圆的方程：[0042][0043]预设第二次磨削时的沟曲率中心为圆心o′，圆心o′相比于圆心o向x轴的负半轴移动横向进给量a，向y轴的负半轴移动纵向进给量b，再根据第二次磨削时所需要的沟曲率半径r2，建立二次磨削时圆心o′所在圆的方程：[0044][0045]整理后为：[0046][0047]为了保证在二次磨削后，轴承的锁口高度满足设定值，因此根据锁口高度设定出二次磨削的锁口高点f。第一次磨削的锁口为b和第二次磨削的锁口f并不是同一个锁口，因此圆心o所在圆的方程和圆心o′所在圆之间存在交点，该交点即为第二次磨削的锁口f。联立圆心o所在圆的方程和圆心o′所在圆的方程以确定第一次磨削和第二次磨削的交点f的坐标(xf,yf)。第二次磨削时的锁口高度t2同样为预设的，因此建立第二次磨削时的锁口高度、第二次磨削时的沟曲率半径和砂轮的纵向进给量的关系，即：t2＝r2+b+yf。将联立两个圆的方程组求解出的锁口f的纵坐标yf代入得到砂轮的纵向进给量[0048]轴承按照上述工件参数和砂轮进给量进行磨削之后最终沟道截面中存在弧线ef和弧线fb两段圆弧，磨削套圈斜坡bg，并将斜坡磨削至fh位置，此时，沟道中的弧线fb随着斜坡的磨削而被“删除”，从而保证新沟道截面形状弧线ef的完整性。[0049]本实施例中，纵向表示轴承套圈直径的移动方向，也即砂轮直径运动的方向。横向表示砂轮轴线移动的方向。对于轴承而言，砂轮的运动是在二维坐标下的运动，即只存在平面内的运动，不存在图4中坐标系中x轴和y轴相对的z轴方向的运动。[0050]利用本发明的方法能够按照计算出的砂轮的纵向进给量b进行磨削，以保证整个加工过程工作效率更高。获取一次加工的沟曲率半径、预设的二次加工的沟曲率半径和锁口高度和二次加工时砂轮所需要的横向进给量就可以直接计算得到砂轮纵向进给量，计算简单，并且还能够保证沟道在满足锁口高度的情况下，且为一条完整的弧线。[0051]利用本发明的方法对某角接触球轴承内圈进行加工，轴承沟道在第一次磨削时的沟曲率半径为2.86mm，第二次磨削时砂轮的横向进给量为0.1mm，且轴承沟道在第二次磨削时的沟曲率半径预设为2.88mm，锁口高度预设为t2＝0.1mm；因此第二次磨削时砂轮的纵向进给量进给量按照该纵向进给量移动后，就能保证轴承沟道剩余的磨削量最少。此时，沟道截面中存在弧线fe和弧线fb两段圆弧。[0052]轴承按照上述工件参数和砂轮进给量进行磨削之后，开始磨削套圈斜坡bg，并将斜坡磨削至fh位置，此时，沟道中的弧线fb随着斜坡的磨削而被“删除”，保证了新沟道截面形状弧线ef的完整性，同时保证了新沟道的锁口高度t2＝0.1mm。[0053]表1列出了采用本实施例的方法后，沟底直径需要根据沟位置和沟曲率半径变化所作出的调整量，相关趋势变化如图5所示。可以看到，当二次磨削时，在保证最终所需锁口高度的基础上，减小砂轮的径向进给量，仍然可以保证使用沟形的完整性，二次磨削时剩余的原始沟道将随着斜坡的磨削而被“删除”。为保证沟道形状的完整性，沟底直径的磨削量仍然受沟位置的变化影响最为明显，应在实际生产过程中予以控制；同时，虽然沟底直径的变化对沟底磨削量的影响极小，但是对于沟形的质量影响较大，后续磨削中，适当增大沟底直径可以在不增加沟底磨削量的基础上改善沟形质量，有利于其表面形貌的提升。[0054]表1[0055][0056]控制方法实施例：[0057]本发明还提供一种轴承加工的控制方法，根据本发明提供的轴承加工确定磨削量的方法确定的砂轮纵向进给量，控制砂轮纵向移动进行轴承加工磨削，加工后判断轴承沟道剩余磨削量是否达到设定的加工标准，也就是判断轴承剩余磨削量是否达到需要的设定值，若未达到则重新计算砂轮的纵向进给量，再次进行加工。轴承加工确定磨削量的方法已在确定磨削量的方法实施例中阐述清楚，此处不再赘述。









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