專利名稱：一種對數(shù)凸度圓柱滾子精研油石的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及用于凸度滾子加工的油石，尤其是涉及一種對數(shù)凸度圓柱 滾子精研油石。
背景技術(shù)：
有限長滾子與滾道的接觸導(dǎo)致在滾子端部產(chǎn)生應(yīng)力集中，從而降低了滾動 軸承的疲勞壽命。滾子修形設(shè)計可以提高滾動軸承的承載能力和疲勞壽命，因 此滾子的凸型選擇和凸度量計算成了關(guān)鍵問題之一。滾子凸型一般有直線型、 圓弧半凸型、圓弧全凸型、修正線型和對數(shù)型等。對數(shù)型是目前認為最理想的 滾子凸型，但其加工難度大和成本高，無法在工程上得到廣泛應(yīng)用。 發(fā)明內(nèi)容
本實用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供了一種對數(shù)凸度圓柱 滾子精研油石，適用于對數(shù)凸度圓柱滾子加工。 本實用新型采用的技術(shù)方案是
長方體油石在長度方向的兩個面均由向內(nèi)凹的曲面構(gòu)成，兩個內(nèi)凹的曲面 形狀相同且對稱分布，在長方體油石長度方向的第三面為等徑凹曲面，凹曲面 的半徑等于對數(shù)凸度圓柱滾子的半徑。
所述內(nèi)凹的曲面在底平面的投影曲線方程為
,艦、 2
式中x——沿圓柱滾子軸線坐標(biāo)；；;——沿圓柱滾子徑向坐標(biāo)；5(JC)——待研 磨量；&—研磨系數(shù)；—圓柱滾子半徑。
磨削理論認為，工件切除量與接觸長度成正比，因此通過設(shè)計油石結(jié)構(gòu)來達 到控制油石與滾子的接觸弧長的目的，進而加工出滾子的對數(shù)凸度，設(shè)計步驟 如下由滾子凸度值r(x)求得待研磨量jo)，待研磨量與接觸弧長的關(guān)系式為
式中——接觸弧長，且丄(;c)-e(x)及，^x)為研磨時滾子與油石的周向接 觸弧長對應(yīng)的圓周角。 求得接觸角代力
由此可得前曲面3在底平面上的投影曲線7方程為
，后曲面5在底平面上的投影曲線8與前曲面3
「,
L 2 j
在底平面上的投影曲線7關(guān)于x對稱，上曲面1在側(cè)平面上的投影曲線9的曲
率半徑為圓柱滾子半徑/ 。
本實用新型具有的有益效果是
1、 所需加工設(shè)備簡單，成本低，操作簡便；
2、 可加工任意給定的對數(shù)凸度圓柱滾子，解決了目前對數(shù)凸度加工難、成 本高的難題；
3、 該結(jié)構(gòu)油石可保證在經(jīng)過一段時間使用后，仍能保持原有加工性能，不 影響加工精度。


圖1是對數(shù)凸度圓柱滾子精研油石結(jié)構(gòu)示意圖。 圖2是圖1的主視圖。 圖3是圖2的A-A向剖視圖。 圖4是圖1的俯視圖。
圖5是采用本發(fā)明油石加工得到的圓柱滾子對數(shù)型母線的放大示意圖。 圖中1，上曲面；2，左側(cè)平面；3，前曲面；4，右側(cè)平面；5，后曲面；
6，下平面；7，前曲面3在底平面上的投影曲線；8，后曲面5在底平面上的投
影曲線；9，上曲面l在側(cè)平面上的投影曲線。
具體實施方式
4
以下結(jié)合附圖和具體實施例對本實用新型作進一步說明。
如圖1所示，長方體油石在長度方向的兩個面均由向內(nèi)凹的前曲面3和向
內(nèi)凹的后曲面5構(gòu)成，兩個內(nèi)凹的曲面形狀相同且對稱分布，在長方體油石長
度方向的第三面為等徑內(nèi)凹的上曲面1，上曲面1的半徑等于對數(shù)凸度圓柱滾子
的半徑，左側(cè)平面2、右側(cè)平面4和下平面6均為平面，7為前曲面3在底平面 上的投影曲線，8為后曲面5在底平面上的投影曲線，9為上曲面1在側(cè)平面上 的投影曲線。
滾子直徑為9mm，長度10mm，本例采用日本NTN公司的Fujiwara和Kawase 于2006年提出的凸型，凸型中部是直母線、端部修形，凸型公式如下
<formula>formula see original document page 5</formula>
式中《——載荷系數(shù)；《2——修形長度和有效接觸長度之比；0——載荷； /——滾子長度；——接觸的彈性常數(shù)；"——滾子半長度；zw——滾子端部
的修形量，roo——滾子凸度值。
取^ =2.779， K2=0.5， g=10kN， / =10mm
zM =16.253x10-3mm。由此求得待研磨量為
<formula>formula see original document page 5</formula> 考慮到加工余量0.003mm，實際待研磨量為0扁+ 7.903 xl(T3 In 0.003
0.003 +7.903xl03 In
1
1-0.875 x(0.4x + l)
_}_
l-0.875 x(0,4x-1)2
2.5 5
取&=0.0034，根據(jù)公式；^及sin 線7方程為
,祖、
得圖4中前曲面3在底平面上的投影曲
少=
廣/
4.5 x sin
、、
0.003 +7.903 xlO_3ln
1-0,875 x(0.4x + l)
2x0.0034x4,5
4.5 x sin
0.003
4.5 x sin
2x0.0034x4.5」 0.003 + 7.903x10—3 In-
、人
1-0.875 x(0.4jc-1)
2x0.0034x4.5
2,5《"5
— V 乂
圖4中后曲面5在底平面上的投影曲線8與前曲面3在底平面上的投影曲
線7關(guān)于x軸對稱，圖3中的上曲面1在側(cè)平面上的投影曲線9曲率半徑
i = 4.5mm。經(jīng)該油石研磨后就可以得到圖5所示對數(shù)凸度曲線。
上述描述僅為本實用新型的具體實施例，本實用新型不限于上述實施例，可 以多種形式對其進行修改，只要其保持與權(quán)利要求書中描述的技術(shù)思想一致即 可。雖然，本說明書揭示了本實用新型的具體實施方案，但是本實用新型所保 護范圍決不局限于此，在此基礎(chǔ)上所作的變形方案都應(yīng)在本申請附屬的權(quán)利要 求書保護之內(nèi)。
權(quán)利要求1、一種對數(shù)凸度圓柱滾子精研油石，其特征在于長方體油石在長度方向的兩個面均由向內(nèi)凹的曲面(3、5)構(gòu)成，兩個內(nèi)凹的曲面形狀相同且對稱分布，在長方體油石長度方向的第三面為等徑凹曲面(1)，凹曲面的半徑等于對數(shù)凸度圓柱滾子的半徑。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種對數(shù)凸度圓柱滾子精研油石，其特征在于 所述內(nèi)凹的曲面在底平面的投影曲線方程為-<formula>formula see original document page 2</formula>式中X——沿圓柱滾子軸線坐標(biāo)；J——沿圓柱滾子徑向坐標(biāo)；5(X)——待研 磨量；^——研磨系數(shù)；W——圓柱滾子半徑。
專利摘要本實用新型公開了一種對數(shù)凸度圓柱滾子精研油石。長方體油石在長度方向的兩個面均由向內(nèi)凹的曲面構(gòu)成，兩個曲面形狀相同且對稱分布，在長方體油石長度方向的第三面為等徑凹曲面，凹曲面的半徑等于對數(shù)凸度圓柱滾子的半徑。磨削理論認為，工件切除量與接觸弧長成正比。用對數(shù)凸度曲線算出的待磨削量設(shè)計油石結(jié)構(gòu)，經(jīng)該油石研磨加工后即可得到所需的對數(shù)凸度。采用該結(jié)構(gòu)油石加工滾子凸度所需加工設(shè)備簡單，成本低，操作簡便，解決了對數(shù)凸度滾子加工難、成本高的難題，具有較高的工程價值和經(jīng)濟效益。
文檔編號B24B5/37GK201405231SQ20092012010
公開日2010年2月17日 申請日期2009年5月18日 優(yōu)先權(quán)日2009年5月18日
發(fā)明者林世才, 汪久根, 蔣秀龍 申請人:浙江大學(xué)