圓錐滾子磨削用螺旋導(dǎo)輪角的測量

李蜀紅，周立民

(上海通用軸承有限公司，上海 200240)

在圓錐滾子的加工過程中，通常采用螺旋導(dǎo)輪貫穿磨削法，螺旋導(dǎo)輪的制造質(zhì)量直接影響圓錐滾子的精度。在實(shí)際生產(chǎn)中，螺旋導(dǎo)輪的斜面極易磨損，需頻繁修磨，而目前尚無專用的角度測量工具，大多數(shù)企業(yè)只能憑經(jīng)驗(yàn)對斜面進(jìn)行加工，然后在安裝試磨時(shí)用砂輪手工修整。但不規(guī)范的修整易造成螺旋導(dǎo)輪工作表面出現(xiàn)缺陷，有時(shí)還會(huì)產(chǎn)生新的問題，往往修磨多次才能達(dá)到要求，給生產(chǎn)帶來了不便。因此在圓錐滾子導(dǎo)輪的加工中，螺旋導(dǎo)輪角的控制是關(guān)鍵。

1 測量原理

螺旋導(dǎo)輪及其測量裝置如圖1所示。

根據(jù)幾何關(guān)系可得

a=Btanα,

(1)

tanq=p/(2πR)，

(2)

式中：a為螺旋導(dǎo)輪滾道測距點(diǎn)徑向值；α為螺旋導(dǎo)輪設(shè)計(jì)角度[1]；B為螺旋導(dǎo)輪滾道測距；q為螺旋升角；p為螺旋導(dǎo)輪導(dǎo)程；R為螺旋導(dǎo)輪的半徑(螺旋導(dǎo)輪滾道與擋邊交點(diǎn)到其中心的距離)。

測量原理如圖2所示。測量裝置在螺旋導(dǎo)輪上測量時(shí)產(chǎn)生一個(gè)偏轉(zhuǎn)角β

1—螺旋導(dǎo)輪；2—螺旋導(dǎo)輪測量裝置；3—測量表

β=arcsin(D/2R)，

(3)

a=bcosβ。

(4)

則由(1)式和(4)式得

b=Btanα/cosβ，

(5)

式中：D為螺旋導(dǎo)輪測量裝置二測量支點(diǎn)間距離，常值為50 mm；b為測量時(shí)百分表的讀數(shù)。

根據(jù)(5)式由已知的設(shè)計(jì)角度α計(jì)算得b值，測量時(shí)通過測量百分表的讀數(shù)來控制螺旋導(dǎo)輪的角度，并保證在加工過程中能隨時(shí)測量。采用表值法，有利于控制導(dǎo)輪的加工狀態(tài)并及時(shí)跟蹤調(diào)整。

2 測量裝置

2.1 設(shè)計(jì)原理

螺旋導(dǎo)輪測量裝置如圖3所示，其以1塊三角形板為基體，基體上安裝有3個(gè)測量支點(diǎn)和1個(gè)測量百分表。其中測量百分表與左、右前測量支腳的測量支點(diǎn)應(yīng)在同一直線上，且對基體的距離需等高。由于螺旋導(dǎo)輪技術(shù)參數(shù)與產(chǎn)品滾子尺寸相關(guān)，因此螺旋導(dǎo)輪測量裝置并非一個(gè)通用的測量裝置。

圖2 螺旋導(dǎo)輪測量示意圖

1—測量百分表；2—左前測量支腳；3—右前測量支腳；4—后測量支腳

設(shè)計(jì)參數(shù)如下：A為螺旋導(dǎo)輪的導(dǎo)程倍數(shù)，一般為導(dǎo)程的2～4整數(shù)倍；d為后測量支腳與右前測量支腳的外徑尺寸(取決于螺旋導(dǎo)輪擋邊油槽的寬度，應(yīng)為油槽寬度的2.4倍以上)；C為測量裝置總長度(根據(jù)實(shí)際情況定)；為保證螺旋導(dǎo)輪測量裝置上左、右前測量支腳的連線與導(dǎo)輪中心線平行，后測量支腳應(yīng)有一因螺旋升角q而形成的偏移量E

E=Dtanq=Dp(2πR)。

(6)

2.2 使用方法

安裝螺旋導(dǎo)輪測量裝置的3個(gè)測量支腳，調(diào)整至等高后用螺母鎖緊，確保在使用時(shí)不松動(dòng)。裝上測量表后，在平板上調(diào)整零位即可測量。

測量時(shí)，將螺旋導(dǎo)輪測量裝置的右前測量支腳和后測量支腳與螺旋導(dǎo)輪擋邊及滾道保持接觸。左、右前測量支腳與量表測點(diǎn)3點(diǎn)之連線需平行于螺旋導(dǎo)輪的中心線。當(dāng)將螺旋導(dǎo)輪角度測量裝置按上述要求放置后，即可在測量表上讀出b的值。

b值為加工時(shí)的基本測量表值數(shù)據(jù)，螺旋導(dǎo)輪加工完成后，經(jīng)無心磨床試磨后確定螺旋導(dǎo)輪的實(shí)際角度，然后對計(jì)算數(shù)據(jù)進(jìn)行調(diào)整，并按調(diào)整的數(shù)據(jù)重新進(jìn)行修磨，以達(dá)到產(chǎn)品的要求。修整的數(shù)據(jù)需要保存，以便為下次修磨做好準(zhǔn)備。

2.3 實(shí)例分析

已知某螺旋導(dǎo)輪設(shè)計(jì)角度α=3°35′，R=150 mm，D=50 mm，p=32 mm，B=16 mm。A值取3倍的導(dǎo)程，由(1)～(6)式得螺旋導(dǎo)輪測量裝置的數(shù)據(jù)為：A=96 mm；E=1.697 7 mm。螺旋導(dǎo)輪測量表的數(shù)據(jù)為：a=1.001 96 mm；β=9.594°；b=1.016 17 mm。因此,當(dāng)表的讀數(shù)為1.016 17 mm時(shí)，對應(yīng)的螺旋導(dǎo)輪角度為α=3°35′。

另外，在對導(dǎo)輪半徑進(jìn)行測量時(shí)，會(huì)因修磨導(dǎo)輪而產(chǎn)生實(shí)際導(dǎo)輪半徑與計(jì)算導(dǎo)輪半徑之間的誤差。比如上述例子中R測量值為149 mm時(shí)，計(jì)算得b=1.016 36 mm。導(dǎo)輪半徑測量值相差1 mm，b的測量誤差僅為0.000 19 mm，在百分表上基本無顯示，可以忽略不計(jì)。而一般修磨前、后半徑最多相差0.5 mm，對測量結(jié)果基本沒有影響。

3 結(jié)束語

設(shè)計(jì)的螺旋導(dǎo)輪角度測量裝置解決了螺旋導(dǎo)輪角度在磨加工時(shí)難以測量的問題，并使螺旋導(dǎo)輪角度測量實(shí)現(xiàn)量化。此測量裝置結(jié)構(gòu)簡便，在圓錐滾子加工過程中能隨時(shí)測量，便于螺旋導(dǎo)輪角度的數(shù)據(jù)跟蹤及管理。