CN105666295A - 一种轴承内外圈精密磨削多功能组合机床 - Google Patents
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Abstract
轴承内外圈精密磨削多功能组合机床，包括工件轴安装装置、内圆磨头、外圆磨头和外圈沟槽超精研磨装置；工件轴安装装置采用无心磨夹持装置，外圈沟槽超精研磨装置安装在研磨装置支架上，由气动推杆驱动超精研磨装置围绕一固定轴旋转至工作工位和准备工位，所述超精研磨装置包括超精研磨砂轮头(21)、摆动支承杆(22)；设有第一电机和带动的转轮、转轮上设有偏心销轴，连杆的一端套在偏心销轴上，连杆另一端套在摆臂，摆臂绕摆轴轴心进行摆动，摆动支承杆与摆臂固定，摆动支承杆上安装超精研磨在沟槽的精研磨砂轮头；砂轮头的磨削边缘与摆臂的轴心线在一条直线上，摆动时使精研磨砂轮头对被加工轴承整个沟槽进行研磨。
Description
技术领域
本发明属于轴承制造技术领域，具体涉及一种轴承内外圈精密磨削多功能组合自动工作的机床装置，用于轴承的加工。
背景技术
轴承是伴随人类工业文明的出现而开始步入历史舞台。十六世纪，西方开始兴起了工业革命，到了十八世纪中期，轴承作为独立的机械元件开始出现。到二十世纪初，轴承技术进入了现代发展时期，开始形成了规模庞大的轴承行业。进入二十一世纪，轴承已是当代机械设备中不可或缺的基础零部件，在国民经济各行业应用十分广泛，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。
目前，轴承行业属于劳动密集型行业。如何节约能源、提高部件的精度、提高效率是我们考虑的主要目标。如现有的轴承内外圈精密磨削起码有三道工艺：内孔精磨、外圆及外圆沟槽粗磨(用于安装滚珠)(夹持方式是无心夹具和磁性吸盘组成)、超精研磨来完成。
现有设备的不足在于加工设备、工艺及技术都还停留在八十年代末期。三道工艺需要三台设备来完成，三次装夹的积累误差，其功耗大，三道工艺均需要操作人员，故功效低，辅助时间长，生产效率低，三台设备占地面积大等缺点。
发明内容
发明目的：为了解决上述现有技术的不足，本发明提供了一种轴承内外圈精密磨削多功能组合机床，能够覆盖上述三道工艺，功耗小，占地面积小，一人可操控10-20台，生产环境无污染。且部件的精度高，可以达到1微米或更好的精度，且是全自动化的设备。
本发明的技术方案，一种轴承内外圈精密磨削多功能组合机床，包括工件轴安装装置、内圆磨头、外圆磨头(沟槽粗磨)和外圈沟槽超精研磨装置；工件轴安装装置采用无心磨夹持装置，外圈沟槽超精研磨装置安装在研磨装置支架上，由气动推杆驱动超精研磨装置围绕一固定轴旋转至工作工位和准备工位，所述超精研磨装置包括超精研磨砂轮头21、摆动支承杆22；设有第一电机和带动的转轮、转轮上设有偏心销轴，另设有连杆，连杆的一端套在偏心销轴上，连杆另一端套在摆臂(端部)，摆臂绕摆轴轴心进行摆动，摆动支承杆与摆臂固定，摆动支承杆上安装超精研磨在沟槽的精研磨砂轮头；砂轮头的磨削边缘与摆臂的轴心线在一条直线上，摆动时使精研磨砂轮头对整个沟槽进行研磨；摆动支承杆22上设有第二电机25和传动装置带动精研磨砂轮头21的旋转；第一电机27带动转轮旋转时，转轮传动一偏心销轴28带动连杆29和摆臂24的摆动；连杆29和摆臂24端部通过销轴连接。
另设有准在线内孔测量装置，准在线内孔测量装置、内圆磨头分别从工件安装装置的两侧进行磨削和内孔精密测量。
有益效果：本发明提供的一种轴承内外圈精密磨削多功能组合机床，采用了现代新技术，磨沟槽、磨内孔和超精研磨一次装夹完成，三道工序提高了精度，功耗小，占地面积小，一人可操控10-20台，生产环境无污染。
附图说明
图1为本发明的整体结构示意图；
图2为本发明无心磨夹具的结构示意图；
图3为本发明超精研磨装置的结构示意图；
图4为本发明图3超精研磨装置工位转化结构示意图；
图5为本发明微型内孔在线检测器的结构示意图。
图6为本发明微型内孔检测器的精密弹性体组件结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步详细的说明。
图1所示一种轴承内外圈精密磨削多功能组合机床，一种轴承内外圈精密磨削多功能组合机床，包括工件轴安装装置、内圆磨头、外圆磨头((还可以另添加，进行沟槽粗磨)和外圈沟槽超精研磨装置；工件轴安装装置采用无心磨夹持装置，外圈沟槽超精研磨装置安装在研磨装置支架上，由气动推杆驱动超精研磨装置围绕一固定轴旋转至工作工位和准备工位，所述超精研磨装置包括超精研磨砂轮头21、摆动支承杆22；设有第一电机和带动的转轮、转轮上设有偏心销轴，另设有连杆，连杆的一端套在偏心销轴上，连杆另一端套在摆臂(端部)，摆臂绕摆轴轴心进行摆动，摆动支承杆与摆臂固定，摆动支承杆上安装超精研磨在沟槽的精研磨砂轮头；砂轮头的磨削边缘与摆臂的轴心线在一条直线上，摆动时使精研磨砂轮头对整个沟槽进行研磨；摆动支承杆22上设有第二电机25和传动装置23带动精研磨砂轮头21的旋转；第一电机27带动转轮旋转时，转轮传动一偏心销轴28带动连杆29和摆臂24的摆动对整个工件外圈进行全沟槽的精研磨；连杆29和摆臂24端部通过销轴连接。设有被加工轴承的送料臂轴(15)。
图2所示，实线为可见部件，虚线为内部部件，本发明公开了一种轴承内外圈精密磨削多功能组合机床中应用的无心夹具新结构。根据当前轴承行业轴承内外圈精密磨削现用无心夹具要配用磁性吸盘配套使用否则是无法使用。缺点是1.增加了能耗2.影响磨削精度的稳定性原因是磨削粉尘易吸附在轴承圈外园上与无心夹具一起滚动引起精度不稳定3.要增加一道附助工艺退磁处理降低了生产效力。本发明公开了一种轴承内外圈精密磨削多功能组合机床中应用的无心夹具新结构。采用现代新技术解决了以上所述的缺点。
无心磨夹持装置包括机床工件轴安装板1，在安装板装置上安装气缸2、杠杆3、转轴4、压紧轮支架5、包括滑块导程轴6、滑块7的线性轴承、压紧轮)、第一主动轮9、第二主动轮10、主动轮驱动电机11、链条12、被加工轴承13；所述杠杆3与所述转轴4连接，杠杆3的一端连接所述气缸2的动作杆端部，所述气缸2固定于所述机床工件轴安装板上，所述杠杆3的另一端与所述压紧轮支架5连接，所述压紧轮支架5与所述压紧轮8连接，所述压紧轮(从动轮)8上设有滚动轴承14。
工作原理：设---有送料臂轴15将被加工件送入无心夹具内，气缸顶出带动扛杆(弹性件扛杆保证衡压力)无心夹具被动轮压紧。取消了上面所述的电磁吸盘保证其更高的精度。
所述滑块导程轴6与所述滑块7滑动连接，所述滑块7在所述滑块导程轴6内滑动；所述压紧轮支架5与所述滑块7固定连接；压紧轮是被动轮、压紧轮与被动轮与第一、第二主动轮三个轮构成对加工工件的夹持器，被加工工件即被加工轴承13的圆心位于压紧轮与被动轮与第一、第二主动轮三个轮圆心构成的三角形内心，压紧轮是活动结构，由气缸、杠杆、转轴带动压紧轮支架动作，构成松开和夹持两个，在夹持状态进行磨削加工；主动轮驱动电机11驱动所述第一主动轮9和第二主动轮10。
所述压紧轮与所述第二主动轮间留有空隙。
图4为图3超精研磨装置工位转化结构示意图；超精模块位置机构设有定位机构支承架、位置气缸、位置扇形齿轮组件等，通过图中气缸和位置扇形齿轮组件30对超精研磨装置的位置进行控制。
图3-4所示，超精研磨装置安装在研磨装置支架上，超精研磨装置摆动支承杆上设有第二电机的传动结构:设有第二电机的微型蜗轮减速机、同步带、环形油石弹性支架、同步带轮、环形油石弹性支架、环形油石所构成，另可设有油石补偿机构。电机及微型蜗轮减速机通过同步带驱动同步带轮即传动装置23，环形油石安装在同步带轮上；有电机微型蜗轮减速机减速致60转/min带动环形油石研磨(研磨8-10秒动作完成)。
有定位机构支承架固定于工件轴支承板上摆复驱动电机驱动齿轮和曲轴曲柄使其做运动传递到超精连接块上带动超精头作摆复运动此时位置气缸推致设定位置(被加工件位置)。
图5-6为本发明微型内外孔在线检测器的结构及部件示意图；轴承内外圈精密磨削多功能机床的内孔自动测量装置，在被加工轴承工件的轴线上设有内孔孔径在线检测器，内孔在线检测器包括位置动作支承架、位置气缸以及由高精度传感器测笔、精密弹性体组件、触肩、连杆机构、检测头构成的检测部机构；位置气缸为执行机构，驱动检测部机构在位置动作支承架上处于准备位置和工作位置(检测)两个位置；精密弹性体组件中的弹性体为一对平行弹性片，弹性片是具有中间减薄层的金属片，检测部机构检测头的触头伸进被加工轴承内，由精密弹性体组件中连杆机构控制触头与被加工轴承内孔的接触，连杆机构分别在弹性体表面左右位移使触头张合，连杆机构弹性体端面左右位移使另一端的触肩张合，高精度传感器测笔检测到精密弹性体组件触肩张合的位移信息；触头表面镶有兰宝石或人造金刚石材料。还可包括点对点冷却液管等。
工作原理：高精度传感器测笔的传感器组件33检测左右位移时触肩的微小位移，使触头精度可以达到1微米以下，弹性体结构保证检测的准确，触头表面镶有蓝宝石或金刚石材料。本发明轴承内外圈精密磨削多功能组合机床(包括微型内外孔在线检测器)；在线检测是发展和提高机械自动化节约劳动力的重要标志之一,当前微型轴承行业用的由于在内外孔线检测器因结构庞大很少应用于大部分小型设备中，现有的微小轴承内外孔在线检测外形体积在180X200X50太大，影响了工作效力。
本发明轴承内外圈精密磨削多功能组合机床的微型内外孔在线检测器改进了结构，可在磨削点对点冷却，为一体外形体积，只有现有设备体积的1/3，可用于大部分小型设备。可提高工作效率15％％。内孔在线检测器结构，针对轴承行业人工检测套圈内径人工成本高，可靠性不高和越来越高的制造成本。全自动高速检测设备，检测不受套圈内孔清洁度和气压波动的影响，高精度传感器测笔是0.1um的电感式精密仪器，其检测速度是常规检测的2～3倍。设有气缸执行机构驱动微型内外孔在线检测器，使其处于准备位置和工作位置(检测)两个位置。
外圆磨(沟槽粗磨)可以采用与外圈沟槽精密磨装置的摆结构相同装置。
本发明轴承内外圈精密磨削多功能组合机床中应用的(超精研磨)新结构。采用现代新技术解决了以上所述的缺点，提高数倍工效。
所属领域的普通技术人员应当理解：以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种轴承内外圈精密磨削多功能组合机床，其特征是包括工件轴安装装置、内圆磨头、外圆磨头和外圈沟槽超精研磨装置；工件轴安装装置采用无心磨夹持装置，外圈沟槽超精研磨装置安装在研磨装置支架上，由气动推杆驱动超精研磨装置围绕一固定轴旋转至工作工位和准备工位，所述超精研磨装置包括超精研磨砂轮头(21)、摆动支承杆(22)；设有第一电机和带动的转轮、转轮上设有偏心销轴，另设有连杆，连杆的一端套在偏心销轴上，连杆另一端套在摆臂，摆臂绕摆轴轴心进行摆动，摆动支承杆与摆臂固定，摆动支承杆上安装超精研磨在沟槽的精研磨砂轮头；砂轮头的磨削边缘与摆臂的轴心线在一条直线上，摆动时使精研磨砂轮头对被加工轴承整个沟槽进行研磨；摆动支承杆上设有第二电机(25)和传动装置带动精研磨砂轮头的旋转；第一电机(27)带动转轮旋转时，转轮传动一偏心销轴(28)带动连杆(29)和摆臂(24)的摆动；连杆(29)和摆臂端部通过销轴连接。
2.根据权利要求1所述的多功能组合机床，其特征是设有准在线内孔测量装置，所述准在线内孔测量装置、内圆磨头分别从工件安装装置的两侧进行磨削和内孔精密测量。
3.根据权利要求1所述的多功能组合机床，其特征是无心磨夹持装置包括机床工件轴安装板(1)，在安装板装置上安装气缸(2)、杠杆(3)、转轴(4)、压紧轮支架(5)、包括滑块导程轴(6)、滑块(7)的线性轴承、压紧轮(8)、第一主动轮(9)、第二主动轮(10)、主动轮驱动电机(11)、链条(12)、被加工轴承(13)；所述杠杆(3)与所述转轴(4)连接，所述杠杆(3)的一端连接所述气缸(2)的动作杆端部，所述气缸(2)固定于所述机床工件轴装置(1)上，所述杠杆(3)的另一端与所述压紧轮支架(5)连接，所述压紧轮支架(5)与所述压紧轮(8)连接，所述压紧轮(8)上设有轴承(14)；
所述滑块导程轴(6)与所述滑块(7)滑动连接，所述滑块(7)在所述滑块导程轴(6)内滑动；所述压紧轮支架(5)与所述滑块(7)固定连接；压紧轮是被动轮、压紧轮与被动轮与第一、第二主动轮三个轮构成对加工工件的夹持器，被加工工件即被加工轴承(13)的圆心位于压紧轮与被动轮与第一、第二主动轮三个轮圆心构成的三角形内心，压紧轮是活动结构，由气缸、杠杆、转轴带动压紧轮支架动作，构成松开和夹持两个，在夹持状态进行磨削加工；主动轮驱动电机(11)驱动所述第一主动轮(9)和第二主动轮(10)。
4.据权利要求3所述的多功能组合机床，其特征是所述压紧轮与所述第二主动轮间留有空隙。
5.根据权利要求1所述的多功能组合机床，其特征是被加工轴承的轴线上设有微型内孔在线检测器，内孔在线检测器包括位置动作支承架、位置气缸以及由高精度传感器测笔、精密弹性体组件、触肩、连杆机构、检测头构成的检测部机构；位置气缸为执行机构，驱动检测部机构在位置动作支承架上处于准备位置和工作位置(检测)两个位置；精密弹性体组件中的弹性体为一对平行弹性片，弹性片是具有中间减薄层的金属片，检测部机构检测头的触头伸进被加工轴承内，由精密弹性体组件中连杆机构控制触头与被加工轴承内孔的接触，连杆机构分别在弹性体表面左右位移使触头张合，连杆机构弹性体端面左右位移使另一端的触肩张合，高精度传感器测笔检测到精密弹性体组件触肩张合的位移信息；触头表面镶有兰宝石或人造金刚石材料。
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