CN105904325A - 数控滚子外径及球基面复合磨床 - Google Patents

Abstract

本发明公开了数控滚子外径及球基面复合磨床，床身的形状呈L形，床身上部的左侧后方安装有工作进给拖板及滚子球基面修整器，床身的左前侧安装有滚子球基面磨削砂轮，床身上部的右后侧安装有滚子外径磨削砂轮，床身上部的右前侧安装有滚子外径的砂轮修整器。本发明具有数控滚子外径及球基面复合磨床是在一台机床上通过一次装夹，分别加工滚子的外径和球基面。从而使滚子的外径和滚子的球基面的相互位置及其它各项精度能得到很好的统一和保证。磨削滚子球基面是将平行砂轮的外径直接修成所要求的圆弧尺寸，通过与滚子基面的靠磨使之成形。这时滚子球基面半径R是由砂轮外形直接保证的，而砂轮外形是通过数控两轴联动差补修整来保证的。

Description

数控滚子外径及球基面复合磨床

技术领域：

本发明涉及数控滚子外径及球基面复合磨床，主要是针对球面滚子和圆锥、圆柱滚子的外径及球基面的加工。

背景技术：

现有的磨削加工中，滚子球基面是用范成法进行磨削。其方法就是用碗形砂轮磨削球面，它的原理是：滚子轴线与碗形砂轮轴心线在同一平面相交，并各自围绕自己的轴心线旋转，通过进给产生磨削后，滚子的基面就得到一个球形基面，也就是砂轮上的一段圆弧绕滚子的中心线转动，其轨迹就是滚子的球形端面。工作时，转动砂轮座，使砂轮轴心线以砂轮座回转中心旋转一个角度a，然后横向移动砂轮座，按砂轮的中径调整到滚子基面的中心。此时，两条中心线相交于0，0点就是欲磨球面的中心。

综上所述球面半径R主要受角度a和碗形砂轮的中径的影响。它们之间的关系是：

球面半径R=砂轮的中径÷（2×sina）。

在实际加工中，因碗形砂轮的中径是个变量（碗形砂轮的内径和外径都没经过修整，中径尺寸在砂轮宽度范围内不一致）和角度a的准确调整到位有困难。造成了使用范成法加工滚子球基面需要经常调整机床和检验滚子球面半径R。而且加工出的工件尺寸不稳定，尺寸散差大。

而且以前加工滚子的外径和球基面时，分别在两台机床上分工序加工完成的。因加工滚子的外径时和加工滚子的球基面时的基准不统一，及多次装夹等因素。造成了滚子的外径和滚子的球基面的相互位置很难得到统一和保证。

发明内容：

本发明的任务是提出一种加工精度高、提高生产效率的数控滚子外径及球基面复合磨床。

本发明的任务是这样完成的，它包括床身，其特征在于：所述床身的形状呈L形，床身上部的左侧后方安装有工作进给拖板及滚子球基面修整器，床身的左前侧安装有滚子球基面磨削砂轮，床身上部的右后侧安装有滚子外径磨削砂轮，床身上部的右前侧安装有滚子外径的砂轮修整器，所述工作进给拖板由工件进给上拖板和工件进给下拖板构成，所述工件进给下拖板把合在床身上，工件进给上、下拖板的之间设置有滚针导轨，工件进给上拖板的运动是来自工件进给伺服电机，工件进给上拖板的上面是往复滑板，两者之间通过另一个调节螺杆调节旋转位置，往复滑板的上面通过回转销轴连接有回转板，所述回转板上面设置有修整支座和工件箱底板及一个金刚笔座，所述金刚笔座上固定有金刚笔，所述工件箱底板上设置有工件箱和无心支承，所述滚子球面修整器由砂轮进给拖板、球基面砂轮进给电机、球基面砂轮进给伺服电机部件构成，所述砂轮进给拖板是由球基面砂轮进给上拖板和球基面砂轮进给下拖板构成，所述球基面砂轮进给下拖板把合在床身上，球基面砂轮上、下拖板之间装有滚针导轨，球基面砂轮进给上拖板的上侧安装有球基面砂轮进给砂轮座垫板和球基面砂轮进给电机底板，球基面砂轮进给砂轮电机固定在球基面砂轮进给电机底板上，所述球基面砂轮进给砂轮座垫板上装配有球基面砂轮进给砂轮座，所述球基面砂轮进给砂轮座上安装有滚子球基面磨削砂轮，所述球基面砂轮进给砂轮与球基面砂轮进给砂轮轴之间通过球基面砂轮进给多楔带连接，所述球基面砂轮进给砂轮轴与球基面砂轮进给砂轮电机轴通过键连接，所述球基面砂轮进给砂轮电机的侧面装有球基面砂轮进给多楔带调节螺杆，滚子外径砂轮架的上面安装由滚子外径砂轮，所述滚子外径砂轮由滚子外径砂轮电机通过滚子外径砂轮轴带动旋转，所述滚子外径修整器是由滚子外径修整补偿上、下拖板、导轨、滚子滚珠丝杠、滚子外径伺服电机、滚子外径减速机、滚子外径修整往复限位装置部件构成，所述滚子外径补偿下拖板把合在床身上，滚子外径修整补偿上、下拖板之间设置有导轨，滚子外径滚珠丝杠固定在滚子外径修整补偿上拖板上，滚子外径修整往复下拖板把合在滚子外径修整补偿上拖板上，滚子外径修整往复下拖板上把合有滚子外径修整往复上拖板，滚子外径下拖板由滚子往复伺服电机带动，所述滚子外径修复伺服电机与滚子外径修复伺服电机座相连，所述滚子外径滚珠丝杠与滚子外径修整补偿伺服电机通过键连接，所述滚子外径修整垫板上侧依次安装有滚子外径回转支座，滚子外径回转调整杆、滚子外径减速机支座、滚子外径减速机和滚子外径伺服电机，滚子外径回转支座的前后位置通过手轮驱动滚子外径回转半径调节装置。

工件进给伺服电机通过键连接滚珠丝杠，所述滚珠丝杠放置在滚针导轨里通过螺母固定在工件进给上拖板上由工件进给伺服电机驱动，工件进给伺服电机座上固定有工件进给伺服电机，工件进给限位装置装在滚珠导轨的侧面，所述修整支座由横向调节板和纵向调节板构成，无心支承用于支承滚子，砂轮架垫板的上面设置有滚子外径砂轮架。

所述滚子外径修整补偿伺服电机固定在滚子外径修整补偿伺服电机座上，滚子外径修整补偿伺服电机带动滚子滚珠丝杠和滚子外径修整补偿上拖板实现滚子外径修整往复动作，所述滚子外径修整补偿上拖板上安装有滚子外径修整垫板和滚子外径回转半径调节装置，所述滚子外径回转半径调节装置由滚子外径回转支座、滚子外径回转调整杆、滚子外径调整座构成。

滚珠丝杠固定在球基面砂轮进给上拖板上由球基面砂轮进给伺服电机带动进给动作，所述球基面砂轮进给伺服电机与球基面砂轮进给伺服电机座固定，球基面砂轮进给砂轮的进给由球基面砂轮进给砂轮电机通过球基面砂轮进给砂轮轴来带动旋转，球基面砂轮进给砂轮的周边设置有球基面砂轮进给砂轮防护罩。

本发明具有以下效果：本发明具有数控滚子外径及球基面复合磨床是在一台机床上通过一次装夹，分别加工滚子的外径和球基面。从而使滚子的外径和滚子的球基面的相互位置及其它各项精度能得到很好的统一和保证。磨削滚子球基面是将平行砂轮的外径直接修成所要求的圆弧尺寸，通过与滚子基面的靠磨使之成形。这时滚子球基面半径R是由砂轮外形直接保证的，而砂轮外形是通过数控两轴联动差补修整来保证的。因此跟现有的范成法磨削手段比具有调整方便，加工效率高精度好，尺寸稳定的特点。磨削滚子外径的方法同上。也是将平行砂轮的外径直接修成所要求的形状尺寸，通过与滚子外径的靠磨使之成形。

附图说明：

图1是数控滚子外径及球基面复合磨床俯视结构示意图；图2是工件进给和滚子球基面砂轮修整器结构示意图；图3是图2的侧视图；图4是滚子球基面砂轮进给结构示意图；图5是图4的俯视图；图6是滚子外径砂轮部分结构示意图；图7是图6的俯视图；图8是滚子外径砂轮修整器结构示意图；图9是图8的侧视图。

图1图面说明：1、工件电机，2、滚子外径砂轮电机，3、修整进给拖板，4、滚子外径修整器，5、滚子外径磨削砂轮，6、滚子，7、滚子球基面磨削砂轮，8、滚子球基面砂轮电机，9、砂轮进给拖板，10、床身，11、滚子球基面修整器，12、工作进给拖板。

图2图面说明:13、回转板，14、往复滑板，15、工件进给上拖板，16、工件进给伺服电机座，17、工件进给伺服电机，18、工件进给下拖板，19、无心支承，20、工件箱，21、工件箱底板，

图3图面说明：22、工件轴，23、线圈，24、过渡盘，25、端面支承，26、滚子，27、金刚笔座，28、横向调节板，29、纵向调节板，30、调节螺杆，31、修整支座，32、另一个调节螺杆，33、回转销轴，34、滚针导轨，35、滚珠丝杠，36、工件进给限位装置，37、回转板调节装置。

图4图面说明：38、球基面砂轮进给多楔带，39、球基面砂轮进给电机，40、球基面砂轮进给电机底板，41、球基面砂轮进给上拖板，42、球基面砂轮进给下拖板，43、球基面砂轮进给砂轮座垫板，44、球基面砂轮进给砂轮座。

图5的图面说明：45、球基面砂轮进给砂轮防护罩，46、球基面砂轮进给限位装置，47、球基面砂轮进给伺服电机座，48、球基面砂轮进给伺服电机，49、球基面砂轮进给多楔带调节螺杆，50、球基面砂轮进给砂轮轴，51、球基面砂轮进给砂轮。

图6图面说明：52、滚子外径砂轮防护罩，53、滚子外径砂轮架，54、滚子外径砂轮架垫板，55、滚子外径电机支架，56、滚子外径电机垫板，57、滚子外径砂轮电机，

图7图面说明： 58、滚子外径多楔带调节螺杆，59、滚子外径多楔带，60、滚子外径砂轮轴。

图8的图面说明：61、滚子外径调整座，62、滚子外径回转调整杆，63、滚子外径修整往复限位装置，64、滚子外径修整补偿伺服电机座，65、滚子外径修整补偿伺服电机，66、滚子外径修正补偿上拖板，67、滚子外径修整补偿下拖板，68、滚子滚珠丝杠，69、导轨，70、滚子外径金刚笔杆，71、滚子外径金刚笔杆微调装置。

图9的图面说明：72、滚子外径伺服电机，73、滚子外径减速机，74、滚子外径减速机支座，75、手轮，76、滚子外径回转半径调节装置，77、滚子外径修复上拖板，78、滚子外径修复下拖板，79、滚子外径修复伺服电机，80、滚子外径修复伺服电机座，81、滚子外径修整补偿限位装置，82、滚子外径修整垫板，83、滚子外径回转支座。

具体实施方式：

结合以上附图详细描述实施例， 如图1所示，它包括床身10，所述床身10的形状呈L形，床身上部的左侧后方安装有工作进给拖板12及滚子球基面修整器11，床身的左前侧安装有滚子球基面磨削砂轮7，床身上部的右后侧安装有滚子外径磨削砂轮5，床身上部的右前侧安装有滚子外径的砂轮修整器4。

所述工作进给拖板12（图1）由工件进给上拖板15和工件进给下拖板18构成（如图2和图3所示），所述工件进给下拖板把合在床身上，工件进给上、下拖板的之间设置有滚针导轨34，工件进给上拖板的运动是来自工件进给伺服电机17，工件进给伺服电机17通过键连接滚珠丝杠35，所述滚珠丝杠放置在滚针导轨里通过螺母固定在工件进给上拖板上由工件进给伺服电机驱动，工件进给伺服电机座16上固定有工件进给伺服电机，所述工件进给上拖板的运动极限由工件进给限位装置36限位，工件进给限位装置36装在上、下拖板的侧面，工件进给上拖板的上面是往复滑板14，两者之间通过另一个调节螺杆32调节旋转位置，往复滑板的上面通过回转销轴33连接有回转板13，通过回转销轴可以回转角度，所述回转板上面设置有修整支座和工件箱底板21，所述修整支座31由横向调节板28和纵向调节板29构成，进一步说，修整支座上依次固定有纵向调节板和横向调节板还有一个金刚笔座27，所述金刚笔座上固定有金刚笔，所述滚子球面修整器11（图1）是通过调节球基面金刚笔的位置也可以通过调节修整支座、纵向调节板、横向调节板和金刚笔支座来完成，所述工件箱底板上设置有工件箱20和无心支承19两部分，无心支承19用于支承滚子26（即工件），调节螺杆30可以调节无心支承的前后位置，调节螺杆30是装在工件箱底板21上，工件箱底板上还装有回转板调节装置37，线圈23通过磁力使滚子26吸附在端面支承25端面的过渡盘上，所述滚子由工件电机1通过工件轴22带动过渡盘24及端面支承来带动旋转。

所述砂轮进给拖板9（图1）是由球基面砂轮进给上拖板41和球基面砂轮进给下拖板42构成（如图4和图5所示），所述球基面砂轮进给下拖板把合在床身1上，球基面砂轮上、下拖板之间装有滚针导轨，滚珠丝杠固定在球基面砂轮进给上拖板上由球基面砂轮进给伺服电机48带动进给动作，所述球基面砂轮进给伺服电机48与球基面砂轮进给伺服电机座47固定，球基面砂轮进给上拖板的上侧安装有球基面砂轮砂轮进给砂轮座垫板43和球基面砂轮进给电机底板40，球基面砂轮进给砂轮电机39固定在球基面砂轮进给电机底板40上，所述球基面砂轮进给砂轮座垫板上装配有球基面砂轮进给砂轮座44，所述球基面砂轮进给砂轮座上安装有滚子球基面磨削砂轮7（图1），所述球基面砂轮进给砂轮51与球基面砂轮进给砂轮轴是同一个轴通过球基面砂轮进给多楔带38与球基砂轮进给电机39连接，所述球基面砂轮进给砂轮轴50与球基面砂轮进给砂轮电机轴通过键连接，所述球基面砂轮进给砂轮电机的侧面装有球基面砂轮进给多楔带调节螺杆49，是用于调节球基面砂轮进给多楔带的松紧，球基面砂轮进给砂轮51的进给由球基面砂轮进给砂轮电机39通过球基面砂轮进给砂轮轴50来带动旋转，球基面砂轮进给砂轮51的周边设置有球基面砂轮进给砂轮防护罩45，球基面砂轮进给限位装置46安装在球基面砂轮进给上拖板41上 。

滚子外径磨削砂轮5（图1）由滚子外径砂轮电机57、滚子外径多楔带调节螺杆58、滚子外径砂轮轴60等部件构成（如图6和图7所示），滚子外径电机支架55把合在床身左后侧面，所述滚子外径电机支架的上面安装有滚子外径电机垫板56，其侧面安装有调节滚子外径多楔带59和滚子外径多楔带调节螺杆58，是用于调节滚子外径多楔带的松紧，所述滚子外径电机垫板的上面置放有滚子外径砂轮电机57，滚子外径砂轮垫板把合在床身上，所述滚子外径砂轮电机的电机轴与滚子外径砂轮轴60通过滚子外径多楔带59连接，滚子外径砂轮架垫板54的上面设置有滚子外径砂轮架53，滚子外径砂轮架53的上面安装由滚子外径砂轮，所述滚子外径砂轮由滚子外径砂轮电机2通过滚子外径砂轮轴带动旋转，所述滚在外径砂轮的周边设置有滚子外径砂轮防护罩52。

所述滚子外径砂轮修整器4是由滚子外径修整补偿上、下拖板66、67、滚子外径修整往复上下拖板77、78、导轨69、滚子滚珠丝杠68、滚子外径伺服电机72，滚子外径减速机73、滚子外径修整补偿限位装置81等部件构成（如图8、图9所示），所述滚子外径补偿下拖板67把合在床身上，滚子外径修整补偿上、下拖板之间设置有导轨69，导轨的运行由滚子外径往复限位装置63限位，滚子外径修整往复下拖板78把合在滚子外径修整补偿上拖板66上，滚子外径修整往复下拖板上把合有滚子外径修整往复上拖板77，滚子外径下拖板由滚子往复伺服电机79带动，所述滚子外径修复伺服电机与滚子外径修复伺服电机座80相连，滚在滚珠丝杠68固定在滚子外径修整补偿上拖板66上，所述滚子外径滚珠丝杠与滚子外径修整补偿伺服电机65通过键连接，所述滚子外径修整补偿伺服电机固定在滚子外径修整补偿伺服电机座64上，滚子外径修整补偿伺服电机带动滚珠丝杠和滚子外径修整补偿上拖板实现滚子外径修整往复动作，所述滚子外径修整补偿上拖板76上安装有滚子外径修整垫板82和滚子外径回转半径调节装置76，所述滚子外径回转半径调节装置76由滚子外径回转支座83、滚子外径回转调整杆62、滚子外径调整座61构成，所述滚子外径修整垫板上侧依次安装有滚子外径回转支座83，滚子外径回转调整杆62、滚子外径减速机支座74、滚子外径减速机73和滚子外径伺服电机72，所述滚子外径回转调整杆62的前端依次安装有滚子外径调整座61、滚子外径金刚笔杆微调装置71和滚子外径金刚笔杆70，滚子外径回转支座的前后位置通过手轮75驱动滚子外径回转半径调节装置76，进一步说，滚子外径回转调整杆是由滚子外径伺服电机通过滚子外径减速机带动滚子外径金刚笔杆上安装的金刚笔对砂轮的修复。

具体实施时，在滚子外径磨削砂轮右侧由数控的修整器将砂轮外径修出所需的形状尺寸。在加工完滚子外径后，工作进给拖板回退。先由工作进给拖板上的滚子球基面修整器将滚子球基面磨削砂轮的外径差补修整成形（这时砂轮进给拖板向前与工作进给拖板配合差补）。然后工作进给拖板继续回退，滚子的端面进入到球基面砂轮的磨削位置。这时滚子轴心线与砂轮轴心线在同一平面相交，并各自围绕自己的轴心线旋转，通过进给产生磨削后，滚子的基面就得到一个球形基面，也就是砂轮上的圆弧尺寸被复制到了滚子端面，通过滚子的旋转形成了滚子的球形端面。

Claims (4)

1.数控滚子外径及球基面复合磨床，它包括床身，其特征在于：所述床身的形状呈L形，床身上部的左侧后方安装有工作进给拖板及滚子球基面修整器，床身的左前侧安装有滚子球基面磨削砂轮，床身上部的右后侧安装有滚子外径磨削砂轮，床身上部的右前侧安装有滚子外径的砂轮修整器，所述工作进给拖板由工件进给上拖板和工件进给下拖板构成，所述工件进给下拖板把合在床身上，工件进给上、下拖板的之间设置有滚针导轨，工件进给上拖板的运动是来自工件进给伺服电机，工件进给上拖板的上面是往复滑板，两者之间通过另一个调节螺杆调节旋转位置，往复滑板的上面通过回转销轴连接有回转板，所述回转板上面设置有修整支座和工件箱底板及一个金刚笔座，所述金刚笔座上固定有金刚笔，所述工件箱底板上设置有工件箱和无心支承，所述滚子球面修整器由砂轮进给拖板、球基面砂轮进给电机、球基面砂轮进给伺服电机部件构成，所述砂轮进给拖板是由球基面砂轮进给上拖板和球基面砂轮进给下拖板构成，所述球基面砂轮进给下拖板把合在床身上，球基面砂轮上、下拖板之间装有滚针导轨，球基面砂轮进给上拖板的上侧安装有球基面砂轮进给砂轮座垫板和球基面砂轮进给电机底板，球基面砂轮进给砂轮电机固定在球基面砂轮进给电机底板上，所述球基面砂轮进给砂轮座垫板上装配有球基面砂轮进给砂轮座，所述球基面砂轮进给砂轮座上安装有滚子球基面磨削砂轮，所述球基面砂轮进给砂轮与球基面砂轮进给砂轮轴之间通过球基面砂轮进给多楔带连接，所述球基面砂轮进给砂轮轴与球基面砂轮进给砂轮电机轴通过键连接，所述球基面砂轮进给砂轮电机的侧面装有球基面砂轮进给多楔带调节螺杆，滚子外径砂轮架的上面安装由滚子外径砂轮，所述滚子外径砂轮由滚子外径砂轮电机通过滚子外径砂轮轴带动旋转，所述滚子外径修整器是由滚子外径修整补偿上、下拖板、导轨、滚子滚珠丝杠、滚子外径伺服电机、滚子外径减速机、滚子外径修整往复限位装置部件构成，所述滚子外径补偿下拖板把合在床身上，滚子外径修整补偿上、下拖板之间设置有导轨，滚子外径滚珠丝杠固定在滚子外径修整补偿上拖板上，滚子外径修整往复下拖板把合在滚子外径修整补偿上拖板上，滚子外径修整往复下拖板上把合有滚子外径修整往复上拖板，滚子外径下拖板由滚子往复伺服电机带动，所述滚子外径修复伺服电机与滚子外径修复伺服电机座相连，所述滚子外径滚珠丝杠与滚子外径修整补偿伺服电机通过键连接，所述滚子外径修整垫板上侧依次安装有滚子外径回转支座，滚子外径回转调整杆、滚子外径减速机支座、滚子外径减速机和滚子外径伺服电机，滚子外径回转支座的前后位置通过手轮驱动滚子外径回转半径调节装置。

2. 根据权利要求1所述的数控滚子外径及球基面复合磨床，其特征在于：工件进给伺服电机通过键连接滚珠丝杠，所述滚珠丝杠放置在滚针导轨里通过螺母固定在工件进给上拖板上由工件进给伺服电机驱动，工件进给伺服电机座上固定有工件进给伺服电机，工件进给限位装置装在滚珠导轨的侧面，所述修整支座由横向调节板和纵向调节板构成，无心支承用于支承滚子，砂轮架垫板的上面设置有滚子外径砂轮架。

3.根据权利要求1所述的数控滚子外径及球基面复合磨床，其特征在于：所述滚子外径修整补偿伺服电机固定在滚子外径修整补偿伺服电机座上，滚子外径修整补偿伺服电机带动滚子滚珠丝杠和滚子外径修整补偿上拖板实现滚子外径修整往复动作，所述滚子外径修整补偿上拖板上安装有滚子外径修整垫板和滚子外径回转半径调节装置，所述滚子外径回转半径调节装置由滚子外径回转支座、滚子外径回转调整杆、滚子外径调整座构成。

4.根据权利要求1或3所述的数控滚子外径及球基面复合磨床，其特征在于：滚珠丝杠固定在球基面砂轮进给上拖板上由球基面砂轮进给伺服电机带动进给动作，所述球基面砂轮进给伺服电机与球基面砂轮进给伺服电机座固定，球基面砂轮进给砂轮的进给由球基面砂轮进给砂轮电机通过球基面砂轮进给砂轮轴来带动旋转，球基面砂轮进给砂轮的周边设置有球基面砂轮进给砂轮防护罩。