CN104070456B - 超精磨球轴承内圈沟道磨削砂轮的静压修整器及修整方法 - Google Patents

超精磨球轴承内圈沟道磨削砂轮的静压修整器及修整方法 Download PDF

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Abstract

一种超精磨球轴承内圈沟道磨削砂轮的静压修整器及修整方法，修整器包括悬壁机架和装设于悬壁机架上的伺服电机，还包括套筒、上端盖、上液体静压轴承、下端盖、下液体静压轴承、弓形笔夹头和金钢笔，套筒套设于伺服电机的主轴的伸出部，上端盖和下端盖分设于套筒的上下两端，上液体静压轴承和下液体静压轴承均支承于主轴与套筒之间，上液体静压轴承位于主轴上部，下液体静压轴承位于主轴下部，弓形笔夹头装设于主轴的下端，金钢笔装设于弓形笔夹头上。修整方法包括：S1：调整位置，使砂轮与金钢笔接触；S2：设定伺服电机的主轴转角大小；S3：启动砂轮驱动轴和伺服电机，开始磨削修整；S4：停止砂轮驱动轴和伺服电机，移开金钢笔。

Description

超精磨球轴承内圈沟道磨削砂轮的静压修整器及修整方法
技术领域
本发明涉及超精磨球轴承加工技术，尤其涉及超精磨球轴承内圈沟道磨削砂轮的静压修整器及修整方法。
背景技术
液体轴承是各类机械装备的重要基础零部件，它的精度、性能、寿命和可靠性对主机的精度、性能、寿命和可靠性起着决定性的作用。在机械产品中，液体轴承属于高精度产品，不仅需要数学、物理等诸多学科理论的综合支持，而且需要材料科学、热处理技术、精密加工和测量技术、数控技术和有效的数值方法及功能强大的计算机技术等诸多学科为之服务，因此液体轴承又是一个代表国家科技实力的产品。
目前，超精密球液体轴承内圈沟道磨削的修整器大都采用滚动液体轴承电主轴，由于滚动液体轴承易磨损，使用寿命短，加工精度不能长久保持。从而对修整器主轴提出了如下要求：
1、对主轴刚度要求高；
2、对主轴的精度要求非常高，主轴的轴向窜动和回转精度影响砂轮的轮廓精度，进而直接影响液体轴承套圈的沟位置精度。
3、对金刚笔的安装要求高，要求占用空间较小，联接可靠，方便操作。
发明内容
本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种回转精度高、刚度高、动态特性稳定、减振性能好、使用寿命长的超精磨球轴承内圈沟道磨削砂轮的静压修整器及修整方法。
为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：
一种超精磨球轴承内圈沟道磨削砂轮的静压修整器，包括悬壁机架和装设于悬壁机架上的伺服电机，还包括套筒、上端盖、上液体静压轴承、下端盖、下液体静压轴承、弓形笔夹头和金钢笔，所述套筒套设于所述伺服电机的主轴的伸出部，所述上端盖和下端盖分设于套筒的上下两端，所述上液体静压轴承和下液体静压轴承均支承于主轴与套筒之间，所述上液体静压轴承位于主轴上部，所述下液体静压轴承位于主轴下部，所述弓形笔夹头装设于主轴的下端，所述金钢笔装设于弓形笔夹头上。
作为上述技术方案的进一步改进：
所述上端盖和套筒上设有供油油路和出油油路，所述供油油路自上端盖延伸至套筒，并连通至上液体静压轴承和下液体静压轴承各自的进油口；所述出油油路自套筒延伸至上端盖，且经套筒上的第一吸油口和第二吸油口与套筒内腔连通，所述第一吸油口靠近下液体静压轴承上端，所述第二吸油口靠近下端盖上端。
所述下端盖与主轴之间设有油封。
所述主轴内穿设有拉刀杆，所述弓形笔夹头与拉刀杆螺纹连接。
所述主轴下端设有锥孔段，所述弓形笔夹头上设有锥体段，所述锥体段与锥孔段形成锥面配合。
一种基于上述超精磨球轴承内圈沟道磨削砂轮的静压修整器的修整方法，包括以下步骤：
S1：调整砂轮驱动轴及砂轮的位置，使砂轮与所述静压修整器的金钢笔接触；
S2：根据砂轮弧度大小，设定伺服电机的主轴转角大小；
S3：启动砂轮驱动轴和伺服电机，开始对砂轮进行磨削修整；
S4：完成磨削修整后，停止砂轮驱动轴和伺服电机，移开金钢笔。
与现有技术相比，本发明的优点在于：
本发明的超精磨球轴承内圈沟道磨削砂轮的静压修整器，采用上液体静压轴承和下液体静压轴承对主轴支承，具有回转精度高、刚度高、动态特性稳定、减振性能好、使用寿命长的特点，并且，采用悬壁机架安装支撑伺服电机，可大大减小占用空间，使得操作方便灵活。供油油路和出油油路结构简单，便于加工制作，并且出油油路可外接吸油泵，从而快速将出油油路内竖直向下流动的泄油抽回油箱，防止过多的泄油汇集后从下端盖处漏出。下液体静压轴承上端和下端盖上端是最容易汇集泄油的位置，将第一吸油口和第二吸油口分设在两处可大大提高出油效率。弓形笔夹头与主轴通过螺纹连接结构和锥面配合结构，使得二者的连接刚度得到可靠保证，从而确保对砂轮修整的精度。
本发明的超精磨球轴承内圈沟道磨削砂轮的静压修整方法，其流程简单，操作方便，修整精度高，可大大提高砂轮修整效率，减少砂轮修整耗费的时间，提高超精磨球轴承内圈沟道磨削精度和磨削效率。
附图说明
图1是本发明静压修整器的主视结构示意图。
图2是本发明静压修整器的主剖视放大结构示意图（悬壁机架未示出）。
图3是本发明修整方法的流程图。
图中各标号表示：
1、悬壁机架；10、供油油路；11、出油油路；12、砂轮驱动轴；13、砂轮；2、伺服电机；21、主轴；211、锥孔段；22、拉刀杆；3、套筒；31、第一吸油口；32、第二吸油口；4、上端盖；5、上液体静压轴承；6、下端盖；61、油封；7、下液体静压轴承；8、弓形笔夹头；81、锥体段；9、金钢笔。
具体实施方式
图1和图2示出了本发明的一种超精磨球轴承内圈沟道磨削砂轮的静压修整器实施例，该修整器包括悬壁机架1和装设于悬壁机架1上悬壁部的伺服电机2，还包括套筒3、上端盖4、上液体静压轴承5、下端盖6、下液体静压轴承7、弓形笔夹头8和金钢笔9，伺服电机2的主轴21上端与伺服电机2的转子采用锥面配合连接，并通过锁紧螺母轴向固定，主轴21下端伸出伺服电机2壳体，套筒3套设于伺服电机2的主轴21的伸出部，上端盖4和下端盖6分设于套筒3的上下两端，上液体静压轴承5和下液体静压轴承7均支承于主轴21与套筒3之间，上液体静压轴承5位于主轴21上部，下液体静压轴承7位于主轴21下部，弓形笔夹头8装设于主轴21的下端，金钢笔9装设于弓形笔夹头8上。本发明的超精磨球轴承内圈沟道磨削砂轮的静压修整器，采用上液体静压轴承5和下液体静压轴承7对主轴21支承，具有回转精度高、刚度高、动态特性稳定、减振性能好、使用寿命长的特点，并且，采用悬壁机架1安装支撑伺服电机2，可大大减小占用空间，使得操作方便灵活。
本实施例中，下端盖6与主轴21之间设有油封61，上端盖4和套筒3上设有供油油路10和出油油路11，供油油路10自上端盖4延伸至套筒3，并连通至上液体静压轴承5和下液体静压轴承7各自的进油口；出油油路11自套筒3延伸至上端盖4，且经套筒3上的第一吸油口31和第二吸油口32与套筒3内腔连通。该供油油路10和出油油路11结构简单，便于加工制作，并且出油油路11可外接吸油泵，从而快速将出油油路11内竖直向下流动的泄油抽回油箱，防止过多的泄油汇集后从下端盖6处漏出。第一吸油口31靠近下液体静压轴承7上端，第二吸油口32靠近下端盖6上端，下液体静压轴承7上端和下端盖6上端是最容易汇集泄油的位置，将第一吸油口31和第二吸油口32分设在两处可大大提高出油效率。
本实施例中，主轴21内穿设有拉刀杆22，弓形笔夹头8与拉刀杆22螺纹连接，主轴21下端设有锥孔段211，弓形笔夹头8上设有锥体段81，锥体段81与锥孔段211形成锥面配合，通过螺纹连接结构和锥面配合结构，使得弓形笔夹头8与主轴21的连接刚度得到可靠保证，从而确保对砂轮修整的精度。
图3示出了基于上述实施例的超精磨球轴承内圈沟道磨削砂轮的静压修整器的修整方法流程，该方法包括以下步骤：
S1：调整砂轮驱动轴12及砂轮13的位置，调节弓形笔夹头8的位置，使砂轮13与静压修整器的金钢笔9接触；
S2：根据砂轮13弧度大小，设定伺服电机2的主轴21转角大小；
S3：启动砂轮驱动轴12和伺服电机2，开始对砂轮13进行磨削修整；
S4：完成磨削修整后，停止砂轮驱动轴12和伺服电机2，调节弓形笔夹头8的位置，使金钢笔9离开砂轮13，砂轮13便可再次投入使用。
本发明的超精磨球轴承内圈沟道磨削砂轮的静压修整方法，其流程简单，操作方便，修整精度高，可大大提高砂轮修整效率，减少砂轮修整耗费的时间，提高超精磨球轴承内圈沟道磨削精度和磨削效率。
虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围的情况下，都可利用上述揭示的技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均应落在本发明技术方案保护的范围内。

Claims (4)

1.一种超精磨球轴承内圈沟道磨削砂轮的静压修整器，其特征在于：包括悬壁机架（1）和装设于悬壁机架（1）上的伺服电机（2），还包括套筒（3）、上端盖（4）、上液体静压轴承（5）、下端盖（6）、下液体静压轴承（7）、弓形笔夹头（8）和金钢笔（9），所述套筒（3）套设于所述伺服电机（2）的主轴（21）的伸出部，所述上端盖（4）和下端盖（6）分设于套筒（3）的上下两端，所述上液体静压轴承（5）和下液体静压轴承（7）均支承于主轴（21）与套筒（3）之间，所述上液体静压轴承（5）位于主轴（21）上部，所述下液体静压轴承（7）位于主轴（21）下部，所述弓形笔夹头（8）装设于主轴（21）的下端，所述金钢笔（9）装设于弓形笔夹头（8）上，所述主轴（21）内穿设有拉刀杆（22），所述弓形笔夹头（8）与拉刀杆（22）螺纹连接，所述主轴（21）下端设有锥孔段（211），所述弓形笔夹头（8）上设有锥体段（81），所述锥体段（81）与锥孔段（211）形成锥面配合。
2.根据权利要求1所述的超精磨球轴承内圈沟道磨削砂轮的静压修整器，其特征在于：所述上端盖（4）和套筒（3）上设有供油油路（10）和出油油路（11），所述供油油路（10）自上端盖（4）延伸至套筒（3），并连通至上液体静压轴承（5）和下液体静压轴承（7）各自的进油口；所述出油油路（11）自套筒（3）延伸至上端盖（4），且经套筒（3）上的第一吸油口（31）和第二吸油口（32）与套筒（3）内腔连通，所述第一吸油口（31）靠近下液体静压轴承（7）上端，所述第二吸油口（32）靠近下端盖（6）上端。
3.根据权利要求2所述的超精磨球轴承内圈沟道磨削砂轮的静压修整器，其特征在于：所述下端盖（6）与主轴（21）之间设有油封（61）。
4.一种基于如权利要求1至3中任一项所述超精磨球轴承内圈沟道磨削砂轮的静压修整器的修整方法，其特征在于：包括以下步骤：
S1：调整砂轮驱动轴（12）及砂轮（13）的位置，使砂轮（13）与所述静压修整器的金钢笔（9）接触；
S2：根据砂轮（13）弧度大小，设定伺服电机（2）的主轴（21）转角大小；
S3：启动砂轮驱动轴（12）和伺服电机（2），开始对砂轮（13）进行磨削修整；
S4：完成磨削修整后，停止砂轮驱动轴（12）和伺服电机（2），移开金钢笔（9）。
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