专利名称：一种对数凸度圆柱滚子精研油石的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及用于凸度滚子加工的油石，尤其是涉及一种对数凸度圆柱 滚子精研油石。
背景技术：
有限长滚子与滚道的接触导致在滚子端部产生应力集中，从而降低了滚动 轴承的疲劳寿命。滚子修形设计可以提高滚动轴承的承载能力和疲劳寿命，因 此滚子的凸型选择和凸度量计算成了关键问题之一。滚子凸型一般有直线型、 圆弧半凸型、圆弧全凸型、修正线型和对数型等。对数型是目前认为最理想的 滚子凸型，但其加工难度大和成本高，无法在工程上得到广泛应用。 发明内容
本实用新型的目的在于克服现有技术中的不足，提供了一种对数凸度圆柱 滚子精研油石，适用于对数凸度圆柱滚子加工。 本实用新型采用的技术方案是
长方体油石在长度方向的两个面均由向内凹的曲面构成，两个内凹的曲面 形状相同且对称分布，在长方体油石长度方向的第三面为等径凹曲面，凹曲面 的半径等于对数凸度圆柱滚子的半径。
所述内凹的曲面在底平面的投影曲线方程为
,舰、 2
式中x——沿圆柱滚子轴线坐标；；;——沿圆柱滚子径向坐标；5(JC)——待研 磨量；&—研磨系数；—圆柱滚子半径。
磨削理论认为，工件切除量与接触长度成正比，因此通过设计油石结构来达 到控制油石与滚子的接触弧长的目的，进而加工出滚子的对数凸度，设计步骤 如下由滚子凸度值r(x)求得待研磨量jo)，待研磨量与接触弧长的关系式为
式中——接触弧长，且丄(;c)-e(x)及，^x)为研磨时滚子与油石的周向接 触弧长对应的圆周角。 求得接触角代力
由此可得前曲面3在底平面上的投影曲线7方程为
，后曲面5在底平面上的投影曲线8与前曲面3
「,
L 2 j
在底平面上的投影曲线7关于x对称，上曲面1在侧平面上的投影曲线9的曲
率半径为圆柱滚子半径/ 。
本实用新型具有的有益效果是
1、 所需加工设备简单，成本低，操作简便；
2、 可加工任意给定的对数凸度圆柱滚子，解决了目前对数凸度加工难、成 本高的难题；
3、 该结构油石可保证在经过一段时间使用后，仍能保持原有加工性能，不 影响加工精度。
图1是对数凸度圆柱滚子精研油石结构示意图。 图2是图1的主视图。 图3是图2的A-A向剖视图。 图4是图1的俯视图。
图5是采用本发明油石加工得到的圆柱滚子对数型母线的放大示意图。 图中1，上曲面；2，左侧平面；3，前曲面；4，右侧平面；5，后曲面；
6，下平面；7，前曲面3在底平面上的投影曲线；8，后曲面5在底平面上的投
影曲线；9，上曲面l在侧平面上的投影曲线。
具体实施方式
4
以下结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步说明。
如图1所示，长方体油石在长度方向的两个面均由向内凹的前曲面3和向
内凹的后曲面5构成，两个内凹的曲面形状相同且对称分布，在长方体油石长
度方向的第三面为等径内凹的上曲面1，上曲面1的半径等于对数凸度圆柱滚子
的半径，左侧平面2、右侧平面4和下平面6均为平面，7为前曲面3在底平面 上的投影曲线，8为后曲面5在底平面上的投影曲线，9为上曲面1在侧平面上 的投影曲线。
滚子直径为9mm，长度10mm，本例采用日本NTN公司的Fujiwara和Kawase 于2006年提出的凸型，凸型中部是直母线、端部修形，凸型公式如下
<formula>formula see original document page 5</formula>
式中《——载荷系数；《2——修形长度和有效接触长度之比；0——载荷； /——滚子长度；——接触的弹性常数；"——滚子半长度；zw——滚子端部
的修形量，roo——滚子凸度值。
取^ =2.779， K2=0.5， g=10kN， / =10mm
zM =16.253x10-3mm。由此求得待研磨量为
<formula>formula see original document page 5</formula> 考虑到加工余量0.003mm，实际待研磨量为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，根据公式；^及sin 线7方程为
,祖、
得图4中前曲面3在底平面上的投影曲
少=
广/
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
图4中后曲面5在底平面上的投影曲线8与前曲面3在底平面上的投影曲
线7关于x轴对称，图3中的上曲面1在侧平面上的投影曲线9曲率半径
i = 4.5mm。经该油石研磨后就可以得到图5所示对数凸度曲线。
上述描述仅为本实用新型的具体实施例，本实用新型不限于上述实施例，可 以多种形式对其进行修改，只要其保持与权利要求书中描述的技术思想一致即 可。虽然，本说明书揭示了本实用新型的具体实施方案，但是本实用新型所保 护范围决不局限于此，在此基础上所作的变形方案都应在本申请附属的权利要 求书保护之内。
权利要求1、一种对数凸度圆柱滚子精研油石，其特征在于长方体油石在长度方向的两个面均由向内凹的曲面(3、5)构成，两个内凹的曲面形状相同且对称分布，在长方体油石长度方向的第三面为等径凹曲面(1)，凹曲面的半径等于对数凸度圆柱滚子的半径。
2、 根据权利要求1所述的一种对数凸度圆柱滚子精研油石，其特征在于 所述内凹的曲面在底平面的投影曲线方程为-<formula>formula see original document page 2</formula>式中X——沿圆柱滚子轴线坐标；J——沿圆柱滚子径向坐标；5(X)——待研 磨量；^——研磨系数；W——圆柱滚子半径。
专利摘要本实用新型公开了一种对数凸度圆柱滚子精研油石。长方体油石在长度方向的两个面均由向内凹的曲面构成，两个曲面形状相同且对称分布，在长方体油石长度方向的第三面为等径凹曲面，凹曲面的半径等于对数凸度圆柱滚子的半径。磨削理论认为，工件切除量与接触弧长成正比。用对数凸度曲线算出的待磨削量设计油石结构，经该油石研磨加工后即可得到所需的对数凸度。采用该结构油石加工滚子凸度所需加工设备简单，成本低，操作简便，解决了对数凸度滚子加工难、成本高的难题，具有较高的工程价值和经济效益。
文档编号B24B5/37GK201405231SQ20092012010
公开日2010年2月17日 申请日期2009年5月18日 优先权日2009年5月18日
发明者林世才, 汪久根, 蒋秀龙 申请人:浙江大学