圆柱滚子球形基面的加工及检测

[摘 要]在轴承制造的过程中，圆柱滚子球形基面一直都占据着非常重要的位置，它会对轴承的质量产生非常重大的影响，因此，我们必须要对其加以重视。本文主要分析了圆柱滚子球形基面的加工及检测，以供参考和借鉴。

[关键词]圆柱滚子球形基面 加工 检测

中图分类号：F426.91 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）07-0298-01

为了更好的保证铁路客车轴承运行的质量和水平，改善其耐冲击性和轴承自身的质量，我们在制造的过程中将原来的套圈挡边改成了斜的挡边，将原来的圆柱滚子断面改成了球形基面，这样也就对挡边和滚子端面之间的各种运的性有了非常明显的改善，这样也就有效的控制了滚动摩擦所产后都能的不利影响，此外还能有效的减少轴承的升温问题，保证了轴承自身的使用寿命。

1、圆柱滚子球形基面加工的基本原理

在加工圆柱滚子球形基面时采用的是专用的磨床，其基本的原理图如图1所示：

滚子在运行的时候主要借助机械手进入到磨削区的内部，采用定位挡铁来完成定位工作，弹簧顶针在磁盘的影响之下出现了自转的状况。因为滚子轴线和砂轮的轴线之间存在着一个交角，它们会各自围着所属的轴线旋转，这样也就使得滚子的断面构成了一个相对比较完整的球形基面，筒形砂轮和滚子轴线的交角α=arcsin（r/R），其中，r是筒形砂轮的平均半径，而R是滚子球形基面所求的半径长度。

在加工和制造时，如果采用磁盘驱动或者是筒形砂轮磨削基面的方法，我们就必须要对其基本的特点加以充分的了解。

首先是在加工中，筒形砂轮不需要轻专人进行处理，它主要是在滚子端面和砂轮相互磨削的过程中就完成了自行调整的过程。其次是滚子在磨削的过程中前端有一个固定的挡铁，上部存在着定位的压辊，后端有弹簧顶针，所以在加工的过程中，其精度水平能够得到保证，磨削两边之后，后短面的跳动量一般都会处在5μm之内，粗糙度一般都会在0.2μm之内。再次是这种方法对滚子的直径长度和角度要求并不是很高。最后是因为在运行的时候主要采用的是磁盘驱动的方式，在磨削处理之后还存留着很多的剩余磁量，这样就使得其整洁的水平并不是很高，此外，滚子的尺寸控制也存在着非常显著的不足。

2、主要项目的检测

2.1球基面半径R的测量

在完成球基面半径测量的时候，应该将滚子放置在V型槽当中进行旋转处理，如图2所示。

方法1：采用图2两台仪器测量，两仪表测值之差为该滚子球基面弦高，其计算式为：

式中：h――滚子球基面弦高

R――滚子球基面半径

L1――测量R的起始点到滚子外径的距离

D――滚子公称直径

方法2：将方法1的两台仪器合并为一台仪器，测量前首先确定一个滚子球基面R（弦高）标准样件，用标准样件对好表后再测量滚子R（弦高）。方法2较方法1简单，易操作，但需制造标准样件。

2.2 端面跳动量的测量

端面跳动量测量有图3两种方法。将滚子置于V型槽中旋转所测得的最大端面跳动量即为端面跳动量。a图测量方法所测得的数值是b图测量方法所测得值的2倍。

2.3 滚子长度的测量

如图4所示，长度尺寸测量使用标准样件对表，将滚子放在V型槽上转动，其测量点一般在距倒角2mm处的同心圆上。由于两端测量点在同一直线上，且与滚子轴线在同一平面内或平行于滚子轴心线，因此测量精度较高。

3、操作要点

首先是在采取正常的方式进行生产的过程中，机床一定要采取定期匀速给进的方式，这样才能有效的避免球形基面的弦高出现非常突然性的变化。其次是球形基面加工之前，滚子的各项参数的偏差都不能超过0.02mm，球形基面加工的时候，其长度才能满足相关的标准和要求。再次是驱动磁盘在运行的过程中应该磨成至少3°的斜角，这样才能保证滚子磨削的过程中可以平稳的转动下去。最后一点是在对机床进行调整的过程中，一定要充分的确保滚子中心比砂轮的中心低5―10mm，这样才能保证磨削的质量和效果。

4、若干加工建议

在正常加工过程，应根据机床的特点，决定是否定期进刀，以避免R（弦高）和长度尺寸的变化对质量的影响。球面端面加工前的双端面磨削工序，应对滚子的长度尺寸偏差予以严格控制，球形端面加工才易达到规定的技术要求。机床换活调整时，宜使滚子中心稍低于砂轮和磁极中心，驱动磁极的导轨，间隙应调整适当，才能保证滚子磨削中处于平稳的状态。对弦高误差要求苛刻的滚子，宜选用机床刚性大、工件进入磨削区时能平滑接触砂轮、具有自动补偿等性能更优良的机床加工。

5、圆柱滚子检测的新发展

基于机器视觉轴承滚子外观缺陷自动全检机，由自动供料及传送机构、机器视觉检测系统、自动分拣机构组成。利用工业相机采集被测滚子的图像信号，通过光学成像和照明系统优化设计来提高成像质量，通过图像预处理提高边缘检测精度。实现被测滚子外观缺陷、混料、漏序等缺陷种类的识别和分类，从而替代人工肉眼检测，提高在线生产的产品质量，进行更精确的质量统计分析。

基于计算机图像处理的机器视觉轴承滚子外观缺陷自动全检机与其它检测方式相比，不仅具有成本低、处理方法灵活、精度高、检测类型多变等优点，同时解放了劳动力，提高了企业生产的自动化水平，使得企业能够适应新形势下的管理模式与高效生产模式。

6、结语

本文主要对圆柱滚子球形基面加工和检测过程中一些基本的原理和操作的要点进行简要的分析和阐述，希望能够给相关的工作人员提供一定的经验和借鉴。

参考文献：

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[2] 谢展强.数控凸轮磨床磨削力适应控制的研究[J].科技资讯.2008（31）.

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