CN100551612C - 微型凸缘外圈轴承挡边复合磨削砂轮的修整方法 - Google Patents

微型凸缘外圈轴承挡边复合磨削砂轮的修整方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种微型凸缘外圈轴承挡边复合磨削砂轮的修整方法，该方法基于数控原理，通过对数控磨床的控制，三个数控轴由伺服电机驱动拖板移动和圆弧修整器旋转，由拖板和金刚笔架驱动单点金刚笔完成修整斜线、超越砂轮、金刚笔旋转、空程直线、修整斜线等八种联动方法，最终实现修整的砂轮尖角锋利、起始斜线角度和成形砂轮夹角任意可调。本发明的修整方法在对磨削砂轮修整后具有精度高，挡边和外径的垂直差小于1μm，过渡圆角Rmax为0.2mm，且挡边形状只凹不凸；起始斜线角度α和成形砂轮夹角β调整方便，修整方法效率高。

Description

微型凸缘外圈轴承挡边复合磨削砂轮的修整方法
技术领域：
本发明属于砂轮成形修整技术领域，主要涉及一种微型凸缘外圈轴承挡边复合磨削砂轮的修整方法。
背景技术：
凸缘外圈深沟球轴承在精密仪器、仪表行业有着广泛的应用。凸缘外圈，如图1所示，因其精度高、加工难度大，一直是磨削工艺的难点。作为安装基准的轴承外径和挡边，目前主要采用两种方法磨削：一种是外径和挡边分别磨削，另一种是挡边和外径复合磨削。前者的砂轮修整简单，如图2所示，它基于车削法的原理，采用单点金刚笔分别修整砂轮外径和端面，这种修整砂轮的方法在现有凸缘外圈的轴承磨削中占据着统治地位，该方法修整砂轮和磨削效率太低；后者则是较为先进的磨削方法，将砂轮修整成规定的形状，一次装夹即可同时完成外径和挡边的磨削，磨削效率高。但是，该成形砂轮的修整方法存在不同的问题，目前采取的主要方法有两种：(1)采用两个直线修整器分别修出成形砂轮的两个面，如图3所示，该方法存在的不足是：基准修整器安装角度、两个修整器的修整夹角调整麻烦，修整器的机械结构复杂、占用机床空间大，修整精度较低；(2)基于数控插补原理，由单点金刚笔完成，修整轨迹如图4所示，该方法存在的不足是：砂轮尖角不锋利，磨削后过渡圆角超差。
发明内容：
为了解决由单点金刚笔基于数控插补原理而完成的修整砂轮外径和端面所产生砂轮尖角不锋利、磨削后过渡圆角超差的问题，本发明的目的是提供一种微型凸缘外圈轴承挡边复合磨削砂轮的修整方法，它基于数控原理，通过控制数控轴的联动方式，使砂轮成形后具有尖角锋利，磨削微型凸缘外圈轴承挡边精度高、过渡圆角标准，一次装夹即可同时完成外径和挡边的磨削。
为了实现上述发明目的，本发明采用了如下技术方案：
所述的微型凸缘外圈轴承挡边复合磨削砂轮的修整方法，其基于数控原理，通过可编程控制器或计算机对数控磨床三个数控轴X轴、W轴和A轴的控制，使其X轴伺服电机驱动纵向修整拖板进给、W轴伺服电机驱动横向修整拖板进给、A轴伺服电机驱动金刚笔架旋转，上述三个数控轴在设定程序的控制下，驱动单点金刚笔对砂轮的整个修整，采用修整斜线、超越砂轮、金刚笔旋转、空程直线的循环修整方法，将砂轮修整成规定的形状。
所述的一种微型凸缘外圈轴承挡边复合磨削砂轮的修整方法，砂轮规定形状的修整，当修整砂轮的参数设定后，数控机床的三个数控轴在设定程序下联动，它们之间的相互联动的步骤为：1、X轴进给实现修整空程直线段OA，W轴、A轴不动；2、X轴、W轴联动实现修整斜线段AC，A轴不动；3、A轴旋转实现圆弧段CD金刚笔修整角度变换，X轴、W轴不动；4、W轴移动实现修整空程直线段DE，X轴、A轴不动；5、X轴、W轴联动实现修整斜线段EF，A轴不动；6、X轴进给实现修整空程直线段FG，W轴、A轴不动；7、W轴移动实现返回空程直线段GH，X轴、A轴不动；8、A轴旋转实现圆弧段HO金刚笔修整角度变换，X轴、W轴不动；
以上八种步骤构成一个完整的修整循环，具有重复运行，使挡边和外径的垂直差小于1μm，且挡边形状只凹不凸；使尖角B极其锋利，挡边与外径之间的过渡圆角Rmax为0.2mm；起始角度α与砂轮夹角β调整方便。
由于采用了如上所述技术方案，本发明具有如下积极效果：
1、成形砂轮的修整精度高：挡边和外径的垂直差小于1μm，且挡边形状只凹不凸。2、成形砂轮的尖角B极其锋利：挡边与外径之间的过渡圆角Rmax为0.2mm。3、起始斜线角度α和成形砂轮夹角β调整方便：该角度可由程序直接设定。
4、修整效率较高：在数控系统控制下，三个数控轴由伺服电机驱动拖板移动和圆弧修整器旋转，效率较高。
附图说明：
图1为微型轴承的凸缘外圈结构示意图；
图2为砂轮端面和外径分别修整示意图；
图3为两个直线修整器修整成形砂轮示意图；
图4为成形砂轮数控修整器常规修整轨迹示意图；
图5为挡边复合磨削成形砂轮的数控修整方法示意图；
图6为凸缘外圈挡边复合磨削示意图；
如图所示：1-凸缘外圈；2-成形砂轮；3-单点金刚笔A；4-单点金刚笔B；
具体实施方式：
本发明的微型凸缘外圈轴承挡边复合磨削砂轮的修整方法，其复合磨削砂轮的修整方法基于数控原理，通过可编程控制器或计算机对数控磨床三个数控轴X轴、W轴和A轴的控制，使其X轴伺服电机驱动纵向修整拖板进给、W轴伺服电机驱动横向修整拖板进给、A轴伺服电机驱动金刚笔架(3)旋转，上述三个数控轴在设定程序的控制下，驱动单点金刚笔实现将砂轮(2)修整为直线、斜线和圆弧等形状，该方法修整的砂轮尖角锋利、起始斜线角度和成形砂轮夹角任意可调。
本发明的微型凸缘外圈轴承挡边复合磨削砂轮的修整方法，其修整砂轮的参数设定后，数控机床的三个数控轴在设定程序下联动，它们之间的相互联动方法为：
(1)→：修整空程直线段O→A；X轴进给实现修整空程直线，W轴、A轴不动；
(2)修整斜线段A→B→C；X轴、W轴联动实现修整斜线，A轴不动；
(3)⌒：修整空程圆弧段C→D；A轴旋转实现金刚笔修整角度变换，X轴、W轴不动；
(4)↑：修整空程直线段D→E；W轴移动实现修整空程直线，X轴、A轴不动；
(5)
Figure C20061010701700061
修整斜线段E→B→F；X轴、W轴联动实现修整斜线，A轴不动；
(6)←：返回空程直线段F→G；X轴进给实现修整空程直线，W轴、A轴不动；
(7)↑：返回空程直线段G→H；W轴移动实现返回空程直线，X轴、A轴不动；
(8)⌒：返回空程圆弧段H→O；A轴旋转实现金刚笔修整角度变换，X轴、W轴不动；
这八种修整方法可循环使用，在三个数控轴联动下，由单点金刚笔(3)完成对砂轮(2)整个修整循环，完成修整斜线、超越砂轮、金刚笔旋转、空程直线、修整斜线等方法，将砂轮修整成规定的形状。
精密微型凸缘外圈(1)轴承挡边复合磨削时，先将砂轮修整成形，然后挡边和外径一次磨削成形。依照图5所示的修整轨迹，通过计算，设定各参数值，修整砂轮，按照图6所示，调整工件倾斜角度，试磨工件。
根据测量结果，适当调整参数，保证挡边和外径垂直，以及过渡圆角等各项精度指标满足工艺要求，为凸缘外圈深沟球轴承在精密仪器、仪表行业的广泛应用提供优质服务。

Claims (1)

1、一种微型凸缘外圈轴承挡边复合磨削砂轮的修整方法，基于数控原理，通过可编程控制器或计算机对数控磨床三个数控轴X轴、W轴和A轴的控制，使其X轴伺服电机驱动纵向修整拖板进给、W轴伺服电机驱动横向修整拖板进给、A轴伺服电机驱动金刚笔架旋转，所述三个数控轴在设定程序的控制下，驱动单点金刚笔对砂轮的整个修整，采用修整斜线、超越砂轮、金刚笔旋转、空程直线的循环修整方法，将砂轮修整成规定的形状，其特征在于：所述的一种微型凸缘外圈轴承挡边复合磨削砂轮的修整方法的步骤为：
(1)、X轴进给实现修整空程直线段OA，W轴、A轴不动；
(2)、X轴、W轴联动实现修整斜线段AC，A轴不动；
(3)、A轴旋转实现圆弧段CD金刚笔修整角度变换，X轴、W轴不动；
(4)、W轴移动实现修整空程直线段DE，X轴、A轴不动；
(5)、X轴、W轴联动实现修整斜线段EF，A轴不动；
(6)、X轴进给实现修整空程直线段FG，W轴、A轴不动；
(7)、W轴移动实现返回空程直线段GH，X轴、A轴不动；
(8)、A轴旋转实现圆弧段HO金刚笔修整角度变换，X轴、W轴不动；
以上八种步骤：空程直线段OA修整、斜线段AC修整、圆弧段CD空程修整、直线段DE空程修整、斜线段EF修整、空程直线段FG返回、空程直线段GH返回、圆弧段HO空程返回构成一个完整的修整循环。
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