圆锥滚子磨削用螺旋导轮角的测量

李蜀红，周立民

(上海通用轴承有限公司，上海 200240)

在圆锥滚子的加工过程中，通常采用螺旋导轮贯穿磨削法，螺旋导轮的制造质量直接影响圆锥滚子的精度。在实际生产中，螺旋导轮的斜面极易磨损，需频繁修磨，而目前尚无专用的角度测量工具，大多数企业只能凭经验对斜面进行加工，然后在安装试磨时用砂轮手工修整。但不规范的修整易造成螺旋导轮工作表面出现缺陷，有时还会产生新的问题，往往修磨多次才能达到要求，给生产带来了不便。因此在圆锥滚子导轮的加工中，螺旋导轮角的控制是关键。

1 测量原理

螺旋导轮及其测量装置如图1所示。

根据几何关系可得

a=Btanα,

(1)

tanq=p/(2πR)，

(2)

式中：a为螺旋导轮滚道测距点径向值；α为螺旋导轮设计角度[1]；B为螺旋导轮滚道测距；q为螺旋升角；p为螺旋导轮导程；R为螺旋导轮的半径(螺旋导轮滚道与挡边交点到其中心的距离)。

测量原理如图2所示。测量装置在螺旋导轮上测量时产生一个偏转角β

1—螺旋导轮；2—螺旋导轮测量装置；3—测量表

β=arcsin(D/2R)，

(3)

a=bcosβ。

(4)

则由(1)式和(4)式得

b=Btanα/cosβ，

(5)

式中：D为螺旋导轮测量装置二测量支点间距离，常值为50 mm；b为测量时百分表的读数。

根据(5)式由已知的设计角度α计算得b值，测量时通过测量百分表的读数来控制螺旋导轮的角度，并保证在加工过程中能随时测量。采用表值法，有利于控制导轮的加工状态并及时跟踪调整。

2 测量装置

2.1 设计原理

螺旋导轮测量装置如图3所示，其以1块三角形板为基体，基体上安装有3个测量支点和1个测量百分表。其中测量百分表与左、右前测量支脚的测量支点应在同一直线上，且对基体的距离需等高。由于螺旋导轮技术参数与产品滚子尺寸相关，因此螺旋导轮测量装置并非一个通用的测量装置。

图2 螺旋导轮测量示意图

1—测量百分表；2—左前测量支脚；3—右前测量支脚；4—后测量支脚

设计参数如下：A为螺旋导轮的导程倍数，一般为导程的2～4整数倍；d为后测量支脚与右前测量支脚的外径尺寸(取决于螺旋导轮挡边油槽的宽度，应为油槽宽度的2.4倍以上)；C为测量装置总长度(根据实际情况定)；为保证螺旋导轮测量装置上左、右前测量支脚的连线与导轮中心线平行，后测量支脚应有一因螺旋升角q而形成的偏移量E

E=Dtanq=Dp(2πR)。

(6)

2.2 使用方法

安装螺旋导轮测量装置的3个测量支脚，调整至等高后用螺母锁紧，确保在使用时不松动。装上测量表后，在平板上调整零位即可测量。

测量时，将螺旋导轮测量装置的右前测量支脚和后测量支脚与螺旋导轮挡边及滚道保持接触。左、右前测量支脚与量表测点3点之连线需平行于螺旋导轮的中心线。当将螺旋导轮角度测量装置按上述要求放置后，即可在测量表上读出b的值。

b值为加工时的基本测量表值数据，螺旋导轮加工完成后，经无心磨床试磨后确定螺旋导轮的实际角度，然后对计算数据进行调整，并按调整的数据重新进行修磨，以达到产品的要求。修整的数据需要保存，以便为下次修磨做好准备。

2.3 实例分析

已知某螺旋导轮设计角度α=3°35′，R=150 mm，D=50 mm，p=32 mm，B=16 mm。A值取3倍的导程，由(1)～(6)式得螺旋导轮测量装置的数据为：A=96 mm；E=1.697 7 mm。螺旋导轮测量表的数据为：a=1.001 96 mm；β=9.594°；b=1.016 17 mm。因此,当表的读数为1.016 17 mm时，对应的螺旋导轮角度为α=3°35′。

另外，在对导轮半径进行测量时，会因修磨导轮而产生实际导轮半径与计算导轮半径之间的误差。比如上述例子中R测量值为149 mm时，计算得b=1.016 36 mm。导轮半径测量值相差1 mm，b的测量误差仅为0.000 19 mm，在百分表上基本无显示，可以忽略不计。而一般修磨前、后半径最多相差0.5 mm，对测量结果基本没有影响。

3 结束语

设计的螺旋导轮角度测量装置解决了螺旋导轮角度在磨加工时难以测量的问题，并使螺旋导轮角度测量实现量化。此测量装置结构简便，在圆锥滚子加工过程中能随时测量，便于螺旋导轮角度的数据跟踪及管理。