CN103949967A - 一种轴承沟道超精研机 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种轴承沟道超精研机，包括摆动油缸和摆动杆，摆动油缸固定连接在液压基座上，摆动油缸一侧固定连接用于固定摆动杆的连接件，该轴承沟道超精研机还包括复合油石、复合油石牵引装置和复合油石复位装置，复合油石的粒度从一侧沿圆周方向到另一侧分层逐步增大或减小，摆动杆一端与连接件固定连接，另一端固定连接摆动头本体，芯轴从前至后贯穿摆动头本体并通过支撑轴承固定在摆动头本体上，复合油石固定连接在芯轴上，复合油石与芯轴的安装面中心与芯轴的轴心重合。本发明的轴承沟道超精研机通过复合油石牵引装置和复位装置实现油石从粗粒度到细粒度的平滑过渡，使粗超和精超加工合并为一个工步完成，减少定位误差的同时提高工作效率。

Description

一种轴承沟道超精研机
技术领域
本发明属于机械加工技术领域，具体涉及一种轴承沟道超精研机。
背景技术
众所周知，轴承行业沟道超精研加工普遍采用一序两步法，即在一台超精研机上分两个工步分别完成轴承滚道粗、精研加工工艺过程，其加工过程是自动上料机构将工件送入到第一工步工件驱动盘中，被加工工件在驱动盘的带动下旋转，然后粗超油石头进入沟道以较高频率的摆动头、较高的工件转速、较大的工作压力、较粗粒度的油石对滚道进行粗超精研加工，当达到预定时间后油石头退出，工件驱动盘停止驱动，自动下料机构将该工件推入到第二工步的工件驱动盘中，以较低频率的摆动头、较低的工件转速、较小的工作压力、较细粒度的油石对滚道进行精超精研加工，当达到预定时间后下料机构将工件送出第二工步到设备外指定容器中，同时第一工步也在进行下一个工件的粗超精研加工，如此循环往复实现超精研加工过程。现行超精研加工技术存在如下问题：首先滚道粗、精超加工工艺参数各自保持不变，没有粗超到精超工艺参数的平滑过渡，其次油石从粗超到精超粒度变化较大，这样势必会造成被加工表面纹理突变；第三由于工件采用两次装夹，增加了定位误差，会影响到滚道的沟型偏差；第四工件两次装卸增加了辅助时间，加工效率低下。
以加工轴承内圈沟道为例，其主要方法是将滚道超精研粗超和精超合并为一个工步来完成。工件驱动采用变频调速电机驱动，其调速范围选择能够覆盖粗超和精超转速参数的电机，加工中只需要通过控制调速控制器即可实现从粗超转速到精超转速的平滑过渡；现在普遍采用的油石摆动头是将直流电机的转动，通过空间球副机构转换成摆动机构的往复振荡运动，而要改变振荡频率也即摆动频率大小只需要改变直流电机的转速即可实现从粗超到精超摆动频率的平滑过渡；现行超精研加工时的工作压力是通过油缸作用到摆动头摆杆上的压力来实现的只需要在该液压系统中增加一个节流控制阀即可实现工作压力从大到小的平滑过渡；而最关键的问题是如何实现油石从粗粒度到细粒度的平滑过渡过程，本发明一种轴承沟道超精研机就是为解决油石粒度平滑过渡而设计的。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对油石对工件进行一个工步加工时，由于从粗超到精超粒度变化较大，造成被加工表面纹理突变的问题，提供一种轴承沟道超精研机实现油石粒度从粗到细的平滑过渡。
为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：
一种轴承沟道超精研机，包括摆动油缸和摆动杆，所述摆动油缸固定连接在液压基座上，摆动油缸一侧固定连接用于固定摆动杆的连接件，该轴承沟道超精研机还包括复合油石、复合油石牵引装置和复合油石复位装置，所述复合油石的粒度从一侧沿圆周方向到另一侧分层逐步增大或减小，所述摆动杆一端与连接件固定连接，摆动杆的另一端固定连接摆动头本体，在摆动头本体内设有芯轴，所述芯轴从前至后贯穿摆动头本体并通过前支撑轴承和后支撑轴承固定在摆动头本体上，所述复合油石固定连接在芯轴上，复合油石与芯轴的安装面中心与芯轴的轴心重合。
所述复合油石牵引装置包括拨杆、钢丝拉锁和移动油缸，所述移动油缸固定连接在摆动油缸上，移动油缸一侧设有一个活塞杆，所述摆动油缸上方固定有上滑轮，摆动油缸下方固定有下滑轮，摆动杆上设有通孔，所述拨杆固定连接在芯轴上，在拨杆的另一端靠近端部安装有一个连接柱，在该链接柱上固定连接有钢丝拉锁，钢丝拉锁的另一端通过下滑轮，穿过通孔后再通过上滑轮与摆动油缸的活塞杆连接。 
所述复合油石复位装置是空套在芯轴上的扭转弹簧，该扭转弹簧一端连接在芯轴上的螺孔内，另一端连接在摆动头本体内侧的固定柱上。
所述复合油石与芯轴安装部分为方形开口结构，该方形开口结构与芯轴相应部分加工出的平面相配合。
所述拨杆与芯轴连接部分为方形开口结构，该方形开口结构与芯轴相应部分加工出的平面相配合。
本发明的有益效果：本发明的轴承沟道超精研机，通过复合油石牵引装置和复位装置实现油石从粗粒度到细粒度的平滑过渡，使粗超和精超加工合并为一个工步完成，减少定位误差的同时提高工作效率。
附图说明
图1 为本发明轴承沟道超精研机的结构示意图。
图2 为本发明轴承沟道超精研机的俯视图。
图3 为芯轴结构示意图。
图4 为复合油石形状示意图。
图5 为拨杆结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图通过实施例对本发明作进一步详细说明。
如图1、图2、图3、图4和图5所示，在本实施例中，该轴承沟道超精研机，包括摆动油缸22和摆动杆11，摆动油缸22通过摆动油缸盖23用螺钉21安装于可上下移动的液压基座43上，摆动油缸22一侧固定连接用于固定摆动杆11的卡槽38，摆动杆11的一端通过连接轴13固定在卡槽38内，摆动杆11的另一端固定连接摆动头本体8，在摆动头本体8内设有芯轴7，所述芯轴7从前至后贯穿摆动头本体8并通过前支撑轴承28和后支撑轴承36固定在摆动头本体8上，摆动头本体8前外侧设有用于固定前支撑轴承28外圈的前轴承端盖5，该前轴承端盖5用螺钉9与摆动头本体8固定连接，摆动头本体8后外侧设有用于固定后支撑轴承36外圈的后轴承端盖35，该后轴承端盖35用螺钉34与摆动头本体8固定连接，芯轴7前端外螺纹连接有用于前支撑轴承28内圈定位的前锁紧螺母6，芯轴7后端外螺纹连接有用于后支撑轴承36内圈定位的的后锁紧螺母44。 
本实施例的轴承沟道超精研机还包括复合油石2、复合油石牵引装置和复合油石复位装置，复合油石2与被加工工件1沟道接触部分为扇形结构，复合油石2与芯轴7连接部分为方形开口结构，该方形开口与芯轴7相应部分加工出的平面39相配合，复合油石2扇形圆弧中心42与芯轴7轴心重合，复合油石2的粒度从一侧沿圆周方向到另一侧分层逐步改变（增大或减小），以适应从粗超到精超的粒度需要；在复合油石2一侧与芯轴7轴肩之间设置有调整垫片33，复合油石2的另一侧与芯轴7外螺纹安装的螺母31之间安装有调整垫片32；复合油石牵引装置包括拨杆4、钢丝拉锁10和移动油缸19，在芯轴7上离开螺母31工作距离加工有另一个平面40用于安装拨杆4，拨杆4一端设有方形开口与芯轴7上开设的平面40连接，并用拨杆锁紧螺母30夹紧，在拨杆4的另一端靠近端部安装有一个连接柱3，移动油缸19用螺钉20固定连接在摆动油缸22上，移动油缸19一侧设有一个活塞杆18，移动油缸19经过对其活塞杆18直径的设计使得活塞杆18向左能够快速移动，向右实现慢速移动，以便实现复合油石2从粗粒度到细粒度的加工过程；摆动油缸22上方用螺钉16固定有上滑轮座15，上滑轮座15安装有上滑轮14，摆动油缸22下方用螺钉24固定有下滑轮座25，下滑轮座25安装有下滑轮12，摆动杆11上设有通孔37，在连接柱3上固定连接有钢丝拉索10，钢丝拉索10的另一端通过下滑轮12、通孔37和上滑轮14后与摆动油缸19的活塞杆18端部的接线柱17相连接；复合油石复位装置是空套在芯轴7上的扭转弹簧27，在芯轴7上离开螺母30工作距离加工有一个螺孔41，螺孔41与固定柱26连接，扭转弹簧27一端连接在固定柱26上，另一端连接在摆动头8本体内侧的固定柱29上。
复合油石2从粗粒度到细粒度的平滑过渡过程如下：开始工作前，移动油缸19的活塞杆18处在最左边，在扭转弹簧27的作用下芯轴7顺时针转动，带动用螺母31与之连接的复合油石2和用螺母30与之连接的拨杆4一起顺时针转动，钢丝拉索10也随之移动，此时复合油石2的较粗粒度圆弧部分处在被加工工件1沟道上方，当系统开始工作时，工件轴驱动被加工工件1开始以较高粗超转速转动，超精研加工压力油缸带动摆动油缸22下降，从而带动摆杆11和摆动头本体8以及安装于其上的复合油石2较粗粒度部分下降到被加工件1的沟道内，并以较高的粗超压力作用到被加工工件1上，摆动头本体8在摆动油缸22带动的摆杆11的作用下开始以较高频率摆动，开始加工过程；之后，工件轴转速由PC控制的调速控制器控制逐步降低、工作压力由PC控制的在液压系统中增加的节流控制阀实现逐步减小、摆动频率通过由PC控制摆动油缸直流电机的转速实现逐步降低、移动油缸19的活塞杆18开始缓慢向右移动，带动钢丝拉索10向右移动，带动拨杆4绕芯轴7逆时针转动并带动复合油石2也绕芯轴7逆时针转动，从而实现复合油石2从粗粒度到细粒度的逐步过渡，芯轴7转动的同时压缩扭转弹簧27；最后，工件1转速达到精超较低转速的同时、工作压力达到精超较小压力、摆动频率达到精超较低的频率、复合油石2粒度也过渡到精超较细粒度，完成了一个加工过程。此时，被加工工件1下料，工件轴转速在PC控制下恢复高转速，工作压力在PC控制下恢复大压力，摆动头在PC控制下恢复高频率，移动油缸19的活塞杆18快速向左移动松开钢丝拉索10，在扭转弹簧27作用下芯轴7带动复合油石2顺时针转动到较粗粒度部分，准备下一个加工循环。
本发明的复合油石制备过程为：采用快速成型技术，由计算机控制系列喷头的喷射轨迹和速度，使其喷射出复合油石径向截面形状和厚度，该系列喷头内分别装有不同粒度的油石磨料及粘接剂混合物，系列喷头中装有最粗磨料混合物的喷头，在压力的作用下将混合物喷射出，并沿复合油石径向截面形状喷射一层，然后装有较细磨料混合物的喷头再喷射一层，直到最后装有最细磨料混合物的喷头喷射最后一层，形成复合油石的形状，实现分层实体制造过程后，在将该油石放入加热炉中烧结即可完成制备过程。
本发明的复合油石复位装置还可以是齿轮传动机构，任何以本发明的技术方案为基础进行的等效变形都落入本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种轴承沟道超精研机，包括摆动油缸和摆动杆，所述摆动油缸固定连接在液压基座上，摆动油缸一侧固定连接用于固定摆动杆的连接件，其特征在于：该轴承沟道超精研机还包括复合油石、复合油石牵引装置和复合油石复位装置，所述复合油石的粒度从一侧沿圆周方向到另一侧分层逐步增大或减小，所述摆动杆一端与连接件固定连接，摆动杆的另一端固定连接摆动头本体，在摆动头本体内设有芯轴，所述芯轴从前至后贯穿摆动头本体并通过前支撑轴承和后支撑轴承固定在摆动头本体上，所述复合油石固定连接在芯轴上，复合油石与芯轴的安装面中心与芯轴的轴心重合。
2.根据权利要求1所述的轴承沟道超精研机，其特征在于：所述复合油石牵引装置包括拨杆、钢丝拉锁和移动油缸，所述移动油缸固定连接在摆动油缸上，移动油缸一侧设有一个活塞杆，所述摆动油缸上方固定有上滑轮，摆动油缸下方固定有下滑轮，摆动杆上设有通孔，所述拨杆固定连接在芯轴上，在拨杆的另一端靠近端部安装有一个连接柱，在该链接柱上固定连接有钢丝拉锁，钢丝拉锁的另一端通过下滑轮，穿过通孔后再通过上滑轮与摆动油缸的活塞杆连接。
3.根据权利要求1所述的轴承沟道超精研机，其特征在于：所述复合油石复位装置是空套在芯轴上的扭转弹簧，该扭转弹簧一端连接在芯轴上的螺孔内，另一端连接在摆动头本体内侧的固定柱上。
4.根据权利要求1所述的轴承沟道超精研机，其特征在于：所述复合油石与芯轴安装部分为方形开口结构，该方形开口结构与芯轴相应部分加工出的平面相配合。
5.根据权利要求2所述的轴承沟道超精研机，其特征在于：所述拨杆与芯轴连接部分为方形开口结构，该方形开口结构与芯轴相应部分加工出的平面相配合。
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