圓錐滾子超精研導輥螺旋工作面磨削加工研究.pdf

1、在圓錐滾子凸度貫穿式超精研加工中，導輥起到支撐滾子、控制滾子姿態(tài)以及驅(qū)動滾子進行自轉和貫穿運動的重要作用，其螺旋工作面的理想形面一方面要保證滾子姿態(tài)正確，另一方面要保證與滾子錐面處于良好的線接觸狀態(tài)。圓錐滾子軸線與導輥軸線處于空間交錯狀態(tài)，要保證導輥工作面與滾子錐面之間實現(xiàn)線接觸，理論上導輥工作面并非直線廓形的螺旋面，而是曲線廓形的螺旋面。研究導輥螺旋工作面的理論形面，將其作為理想的設計形面，并研究這種形面的磨削加工問題，對于精密圓錐滾

2、子的超精研加工具有重要意義。本文以圓錐滾子凸度正置定姿態(tài)貫穿式超精研加工用導輥為研究對象，將理論建模、數(shù)值分析、精密測量及試驗驗證相結合，深入系統(tǒng)地研究導輥螺旋工作面磨削加工相關問題，主要研究內(nèi)容及結論如下：
　?。?）根據(jù)圓錐滾子凸度正置定姿態(tài)貫穿式超精研中導輥-滾子的幾何特征、相互位置關系及運動關系，依據(jù)共軛曲面原理，求解了導輥螺旋工作面的理想形面，并將其做為設計形面。對導輥螺旋工作面設計形面的解析表達式進行了數(shù)值分析，結果表

3、明：導輥螺旋工作面的軸向截形具有傾斜性特征和非線性特征，前者可用設計形面錐角表征，后者可用設計形面凹度表征；設計形面錐角受滾子半錐角、上素線傾角和滾子大端名義接觸角等參數(shù)變化影響較大，受滾子大端半徑和導輥形面小端半徑變化影響較??；設計形面凹度受滾子半錐角和滾子上素線傾角變化影響較大，受滾子大端半徑、大端名義接觸角和導輥形面小端半徑變化影響較小。
　?。?）依據(jù)導輥螺旋工作面磨削加工時導輥-砂輪的幾何特征、相互位置關系以及相對運動關

4、系，利用共軛曲面原理，建立了導輥螺旋工作面磨削形面的解析表達式并進行了數(shù)值分析，結果表明：磨削形面的軸向截形也具有傾斜性特征和非線性特征，可分別用磨削形面錐角和磨削形面凹度表示；導輥螺旋工作面磨削形面與設計形面之間具有形狀的相似性和特征參數(shù)數(shù)值的差異性。
　?。?）分析了砂輪半錐角、砂輪架垂直擺角、砂輪大端半徑等磨削加工參數(shù)對導輥螺旋工作面磨削形面特征的影響規(guī)律以及磨削加工參數(shù)的相互匹配問題，結果表明：砂輪半錐角對磨削形面錐角影響

5、很大，對磨削形面凹度影響不大；砂輪架垂直擺角對磨削形面凹度影響很大，對磨削形面錐角也有影響；在一定的小范圍內(nèi)，砂輪半錐角與砂輪架垂直擺角取值會出現(xiàn)不匹配，導致不良磨削形面；對砂輪半錐角和砂輪架垂直擺角這兩個關鍵參數(shù)進行合理選擇，可以基本消除磨削形面與理想設計形面之間特征參數(shù)數(shù)值的差異，實現(xiàn)導輥螺旋工作面理想設計形面的精確磨削。
　?。?）通過專門設計制作的一種特殊導輥，實現(xiàn)了導輥螺旋工作面磨削形面的精密測量，結果表明：磨削形面與設