CN103203677A - 回转支承加工专用数控磨床 - Google Patents

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Abstract

回转支承加工专用数控磨床,包括床身及工作台,立柱及磨头组件,砂轮修整器,数控系统和冷却系统;床身及工作台包括由工作转台座、工作转台、转台电机组成的工作转台部件;工作转台部件装在床身的X轴轨道上并通过X轴伺服马达及装在床身内的滚珠丝杆的驱动,在X轴上左右移动,完成X轴的磨削进给加工;装于工作转台上的工件在转台电机驱动下随转台作旋转运动完成旋转进给加工;磨头组件包括由磨头电机,可旋转磨头座及磨头砂轮构成磨头部件,磨头电机装在可旋转磨头座上,通过其主轴驱动磨头砂轮转动从而完成磨削加工;砂轮修整器能够将砂轮表面修整成回转支承滚道形状。该磨床能一次装夹同时加工磨削回转支承的内外圆、滚道及安装平面。

Description

回转支承加工专用数控磨床
技术领域
本发明涉及一种回转支承加工专用数控磨床,特别是一种用于磨削加工回转支承内、外圈滚道及其安装面,带砂轮修整器的数控专用磨床。
背景技术
回转支承是挖掘机,汽车起重机,风力发电机等机械上的关键部件;其结构如图3所示,用合金钢制造,其滚道硬度、尺寸、粗糙度及形状精度要求很高,此外,内外圈安装面分别对其内外圈滚道全跳动公差要求及内外圈滚道尺寸配合精度要求也相当高;这几个精度的高低是回转支承质量好坏的决定性因素之一。
现有的对回转支承内外圈的加工方法有两种,一种是车削加工,即用陶瓷刀片精加工淬火后的滚道,然后换刀再加工其安装面以保证其对滚道的全跳动公差要求,但用陶瓷刀片车削滚道,其结果是滚道的形状公差及粗糙度公差达不到要求;第二种是先精车安装面后再用传统的立式磨床加工滚道,这样虽然粗糙度得到一定的保证,但两次装夹比较麻烦,工效低,其砂轮要机下修整对滚道的形状公差要求也得不到保证。
发明内容
本发明要解决的技术问题是:提供一种全新的回转支承加工专用数控磨床,该回转支承加工专用数控磨床能够一次装夹同时加工磨削回转支承的内外圆、滚道及安装平面,以解决现有的回转支承精加工精度低、效率低的问题。
解决上述技术问题的技术方案是:一种回转支承加工专用数控磨床,包括:床身及工作台,立柱及磨头组件,数控系统,冷却系统;其特征在于:
所述床身及工作台包括床身,工作转台部件;所述工作转台部件由工作转台座,工作转台,转台电机组成;转台部件装在床身的X轴轨道上并通过X轴伺服马达及装在床身内的滚珠丝杆的驱动,在X轴上左右移动,完成X轴的磨削进给加工;装于工作转台上的工件A在转台电机驱动下随转台作旋转运动从而完成旋转进给加工;
所述磨头组件包括磨头部件,磨头拖板,磨头旋转驱动器和磨头旋转手轮;而磨头部件则包括磨头电机,可旋转磨头座及磨头砂轮;磨头旋转驱动器和磨头旋转手轮安装在磨头拖板上,磨头旋转驱动器输出轴与可旋转磨头座的水平轴固定连接;磨头砂轮安装在磨头轴上,通过可旋转磨头座内的传动轴与磨头电机主轴固定连接,磨头电机装在可旋转磨头座上,通过其主轴驱动磨头砂轮转动从而完成磨削加工;
磨头部件受旋转手轮通过磨头旋转驱动器的驱动绕可旋转磨头座的水平轴的中心旋转;当磨头部件转到与Y轴轨道平行工位时,磨头就处于加工回转支承内外圆及内外滚道的工位上;当磨头部件转到与X轴轨道平行的工位时,磨头就处于磨削加工回转支承安装面的工位上;
立柱固定在床身上,Y轴伺服马达固定在立柱顶部,通过装在立柱内的滚珠丝杆驱动安装于立柱上的磨头组件沿Y轴轨道上下移动,使磨头到达设定位置后通过X轴及Y轴联动完成磨削工作。
其进一步技术方案是:该回转支承加工专用数控磨床还包括一个能够将磨头砂轮表面修整成回转支承滚道形状的砂轮修整器,该砂轮修整器通过砂轮修整器托架安装在工作转台座上;所述砂轮修整器包括摆动手轮或伺服马达,摇臂,修整器座和金钢笔;金钢笔安装在摆臂上,摆动手轮或伺服马达通过摇臂驱动金钢笔沿摇臂摆动中心线作180°往复摆动,配合Y轴伺服马达和X轴伺服马达驱动的两轴联动以及磨头砂轮的转动就能完成砂轮表面的修整工作。
由于采用上述结构,采用本发明回转支承加工专用数控磨床加工回转支承与现有对回转支承内外圈的加工方法相比,具有以下优点:
1.利用数控系统控制,磨头具有平行及垂直两个工作位置从而能够一次装夹同时加工磨削回转支承的内外圆、滚道及安装平面,因而提高了回转支承的加工尺寸精度、粗糙度及位置公差,提高了工效。
2.结合砂轮修整器及X轴、Y轴数控联动,能够直接在机床上数控修整砂轮,从而保证了被加工件滚道的形状精度。
通过本发明回转支承加工专用数控磨床可以同时进行上述两方面的工艺加工,从而彻底的解决了之前回转支承的精加工问题,使回转支承的质量提高得到可靠的保证。
下面,结合附图和实施例对本发明之回转支承加工专用数控磨床的技术特征作进一步的说明。
附图说明
图1-1~图1-2:本发明之回转支承加工专用数控磨床结构及安装使用状态示意图: 
图1-1:主视图,图1-2:图1-1的左视图;
图2-1~图2-2:砂轮修整器的结构以及工作原理示意图:
图2-1:主视图,图2-2:图2-1的C向视图;
图3:被加工工件回转支承轨道的结构示意图。
图中:
1-X轴轨道,2-工作转台座,3-工作转台,4-砂轮修整器,5-磨头砂轮,6-磨头电机,7-磨头拖板,8- Y轴伺服马达,9-Y轴轨道,10-立柱,11- 数控系统,12-可旋转磨头座,1201-可旋转磨头座内的传动轴,1202-可旋转磨头座的水平轴,13-磨头旋转驱动器,14-旋转手轮,15-转台电机,16-床身,17-砂轮修整器托架,18-X轴伺服马达; 
41-摆动手轮或伺服马达,42-摇臂,43-修整器座,44-摇臂摆动中心线,45-金钢笔,46-磨头轴,BD-金刚笔摆动方向;
A1-外圈安装面,A2-外圈滚道,A3-内圈安装面, A4-内圈滚道,A5-钢球, A6、A7-内圈外圆面,A8、A9-外圈外圆面。
具体实施方式
实施例一:
一种带砂轮修整器的回转支承加工专用数控磨床,包括:床身及工作台,立柱及磨头组件,砂轮修整器,数控系统,冷却系统(参见图1-1~图1-2,);上述5个部件中,数控系统是成熟技术不必再赘述,冷却系统主要是对工件在磨削过程中进行冷却,包括冷却泵及装在工作转台下面的接水盘等也是成熟技术,图中未画出,此处亦不再赘述。
下面结合图1-1~图1-2对该带砂轮修整器的回转支承加工专用数控磨床与普通数控机床结构不同的地方作详细说明。
所述床身及工作台包括床身16,工作转台部件;所述工作转台部件由工作转台座2,工作转台3,转台电机15组成;转台部件装在床身16的X轴轨道1上并通过X轴伺服马达18及装在床身内的滚珠丝杆的驱动,在X轴上左右移动,完成X轴的磨削进给加工;装于工作转台3上的工件A在转台电机15驱动下随转台作旋转运动从而完成旋转进给加工;
所述磨头组件包括磨头部件,磨头拖板7,磨头旋转驱动器13和磨头旋转手轮14;而磨头部件则包括磨头电机6,可旋转磨头座12及磨头砂轮5;磨头旋转驱动器13和磨头旋转手轮14安装在磨头拖板7上,磨头旋转驱动器13输出轴与可旋转磨头座的水平轴1202固定连接;磨头砂轮5安装在磨头轴上,通过可旋转磨头座内的传动轴1201与磨头电机6主轴固定连接,磨头电机6装在可旋转磨头座12上,通过其主轴驱动磨头砂轮5转动从而完成磨削加工;
磨头部件受旋转手轮14通过磨头旋转驱动器13的驱动绕可旋转磨头座的水平轴1202的中心旋转;当磨头部件转到与Y轴轨道9平行工位时,磨头就处于加工回转支承内外圆及内外滚道的工位上;当磨头部件转到与X轴轨道1平行的工位时,磨头就处于磨削加工回转支承安装面的工位上;
立柱10固定在床身16上,Y轴伺服马达8固定在立柱顶部,通过装在立柱内的滚珠丝杆驱动安装于立柱上的磨头组件沿Y轴轨道9上下移动,使磨头到达设定位置后通过X轴及Y轴联动完成磨削工作。
该回转支承加工专用数控磨床还包括一个能够将磨头砂轮5表面修整成回转支承滚道形状的砂轮修整器4,该砂轮修整器4通过砂轮修整器托架17安装在工作转台座2上;所述砂轮修整器4包括摆动手轮或伺服马达41,摇臂42,修整器座43,金钢笔45;金钢笔45安装在摆臂42上,摆动手轮或伺服马达41通过摇臂42驱动金钢笔45沿摇臂摆动中心线44作180°往复摆动,配合Y轴伺服马达8及X轴伺服马达18驱动的两轴联动以及磨头砂轮的转动就能完成砂轮表面的修整工作(参见图2-1~图2-2);磨头砂轮表面形状要与滚道形状一样,通过机床的数控系统驱动X轴,Y轴联动及修整器金钢笔摆动反复修整即可达到。
精磨滚道阶段要反复修整砂轮以保证滚道形状的正确,这时可通过机床数控系统的记忆保证砂轮的工作位置和修整位置在反复移动后的定位精度,从而确保滚道形状及尺寸精度,避免机下修整砂轮造成的重新安装砂轮后工作位置误差及砂轮磨损得不到及时修整造成的误差,这两个误差会导致滚道的形状误差。
实施例二:
一种回转支承加工专用数控磨床,实施例二是实施例一的简化形式,其基本结构同实施例一,所不同之处在于:它没有安装砂轮修整器4;作为磨头的砂轮5要拆下另外修整,其质量、工作效率不如实施例一带有砂轮修整器的高;但它利用数控系统控制,磨头砂轮具有平行及垂直两个工作位置从而能够一次装夹同时加工磨削回转支承的内外圆、滚道及安装平面,因而提高了回转支承的加工尺寸精度、粗糙度及位置公差,提高了工效;产品质量也比采用现有对回转支承内外圈的两种加工方法加工出来的产品质量好。

Claims (2)

1.一种回转支承加工专用数控磨床,包括:床身及工作台,立柱及磨头组件,数控系统,冷却系统;其特征在于:
所述床身及工作台包括床身(16),工作转台部件;所述工作转台部件由工作转台座(2),工作转台(3),转台电机(15)组成;转台部件装在床身(16)的X轴轨道(1)上并通过X轴伺服马达(18)及装在床身内的滚珠丝杆的驱动,在X轴上左右移动,完成X轴的磨削进给加工;装于工作转台(3)上的工件(A)在转台电机(15)驱动下随转台作旋转运动从而完成旋转进给加工;
所述磨头组件包括磨头部件,磨头拖板(7),磨头旋转驱动器(13)和磨头旋转手轮(14);而磨头部件则包括磨头电机(6),可旋转磨头座(12)及磨头砂轮(5);磨头旋转驱动器(13)和磨头旋转手轮(14)安装在磨头拖板(7)上,磨头旋转驱动器(13)输出轴与可旋转磨头座的水平轴(1202)固定连接;磨头砂轮(5)安装在磨头轴上,通过可旋转磨头座(12)内的传动轴(1201)与磨头电机(6)主轴固定连接,磨头电机(6)装在可旋转磨头座(12上),通过其主轴驱动磨头砂轮(5)转动从而完成磨削加工;
磨头部件受旋转手轮(14)通过磨头旋转驱动器(13)的驱动绕可旋转磨头座的水平轴(1202)的中心旋转;当磨头部件转到与Y轴轨道(9)平行工位时,磨头就处于加工回转支承内外圆及内外滚道的工位上;当磨头部件转到与X轴轨道(1)平行的工位时,磨头就处于磨削加工回转支承安装面的工位上;
立柱(10)固定在床身(16)上,Y轴伺服马达(8)固定在立柱顶部,通过装在立柱内的滚珠丝杆驱动安装于立柱上的磨头组件沿Y轴轨道(9)上下移动,使磨头到达设定位置后通过X轴及Y轴联动完成磨削工作。
2.根据权利要求1所述的回转支承加工专用数控磨床,其特征在于:该回转支承加工专用数控磨床还包括一个能够将磨头砂轮(5)表面修整成回转支承滚道形状的砂轮修整器(4),该砂轮修整器(4)通过砂轮修整器托架(17)安装在工作转台座(2)上;所述砂轮修整器(4)包括摆动手轮或伺服马达(41),摇臂(42),修整器座(43)和金钢笔(45);金钢笔(45)安装在摆臂(42)上,摆动手轮或伺服马达(41)通过摇臂(42)驱动金钢笔(45)沿摇臂摆动中心线(44)作180°往复摆动,配合Y轴伺服马达(8)和X轴伺服马达(18)驱动的两轴联动以及磨头砂轮的转动就能完成砂轮表面的修整工作。
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