CN108436626B - 一种自动磨削装置用于轴承小滚子高精度磨削的方法 - Google Patents

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Abstract

一种自动磨削装置用于轴承小滚子高精度磨削的方法，自动磨削装置包括底板、砂轮装置、支撑轮装置、底板附加板、导轮横向进给装置、导轮驱动装置以及电主轴装置，磨削时小滚子放置在砂轮和导轮之间的垂直方向的支撑轮上，小滚子不用顶针定心和支撑，以被磨削的小滚子外圆本身作为定位基准，砂轮和导轮同向转动，导轮圆周速度很低，为20‑30m/min，磨削砂轮的圆周速度为导轮的60‑80倍，小滚子在砂轮、导轮和小滚子之间的摩擦力作用下被动旋转，小滚子和砂轮的接触区域存在较大的线速度差从而实现材料的去除，为了保证小滚子外圆的圆度，小滚子中心与砂轮中心同高，导轮中心高于小滚子轴线与砂轮轴线的连线2‑3mm。

Description

一种自动磨削装置用于轴承小滚子高精度磨削的方法
技术领域
本发明属于轴承滚子磨削技术领域，具体地说是一种自动磨削装置用于轴承小滚子高精度磨削的方法。
背景技术
轴承小滚子凸度的磨削一般采用无心外圆磨削技术，无心外圆磨削技术形成凸度曲线的方法是范成法，凸度形状和凸度量取决于滚子的姿态、贯穿轨迹以及砂轮工作面轮廓形状。虽然无心外圆磨削生产效率较高，容易实现自动化和大批量生产，但是其加工精度严重依赖于磨床的机械结构和其精度，依然存在工件中心位置的变化、工件中心直线运动与砂轮轴线的误差、工件与运动速度的误差、托板工作面接触的不稳定性以及砂轮和导轮等部件本身的磨损等问题，极大的影响了加工精度和一致性的改善。因此现有的无心外圆磨削技术和磨床均难以满足市场之需求，在加工原理、磨床结构和加工工艺上都需进一步深入研究和升级换代。
发明内容
针对上述情况，本发明提供了一种自动磨削装置用于轴承小滚子高精度磨削的方法，该发明通过自动磨削装置实现轴承小滚子的无心磨削，并使轴承小滚子的磨削精度得到较大程度提高。
为实现上述发明目的，本发明采用如下技术方案:
一种自动磨削装置用于轴承小滚子高精度磨削的方法，自动磨削装置包括底板、砂轮装置、支撑轮装置、底板附加板、导轮横向进给装置、导轮驱动装置以及电主轴装置，其中砂轮装置中含有绝缘板、砂轮主轴支架、砂轮、砂轮压盖、螺母、砂轮锥套、轴承座、砂轮主轴、锁紧螺母、砂轮主轴连接盘及砂轮主轴支架上盖，支撑轮装置中含有调整板、支撑轮支架、支撑轮、支撑轮轴及支撑轮底座，导轮横向进给装置中含有固定滑台板、气缸支架、气缸及滑动导轨，导轮驱动装置中含有导轮、导轮轴、导轮支架前板、电机上调整板、电机侧调整板、导轮支架后板、电机、气缸连接板、滑板、微动滑板、侧板调整螺钉、驱动轮、电机安装板、上板调整螺钉及滑块，电主轴装置中含有电主轴支架、电主轴、电主轴支架压盖及电主轴连接盘，其特征是：
在砂轮装置中，砂轮套接在砂轮锥套的外缘上并通过砂轮压盖与砂轮锥套联接固定，砂轮锥套的内锥孔面与砂轮主轴的锥轴配合并用螺母锁紧，砂轮主轴安装在轴承座的轴承孔中并用锁紧螺母锁紧，轴承座安装在砂轮主轴支架的内孔中并用主轴支架上盖压住，砂轮主轴支架通过绝缘板固定联接在底板上，砂轮主轴的尾部联接固定砂轮主轴连接盘；
在支撑轮装置中，支撑轮底座联接固定在固连的底板附加板和底板上，底板附加板则联接在底板的右前方，支撑轮支架通过调整板联接固定在支撑轮底座的右上方，支撑轮套装在支撑轮轴中间，支撑轮轴两端联接在支撑轮支架前后两端的支撑孔内；
在导轮横向进给装置中，固定滑台板固定联接在固连的底板附加板和底板上，两条滑动导轨分别固定联接在固定滑台板上方前后两端凹槽内，气缸支架固定联接在固定滑台板的右端，气缸固定联接在气缸支架上方；
在导轮驱动装置中，滑块固定联接在滑板下方前后两侧并与滑动导轨相联，微动滑板固定联接在滑板上面，导轮支架前板和导轮支架后板分别固定联接在微动滑板前后两侧，导轮套装在导轮轴中间，导轮轴联接在导轮支架前板和导轮支架后板左上方的支撑孔内，驱动轮位于导轮的右方且中心偏上2-3mm，驱动轮联接在电机的输出轴上，电机通过电机安装板固定联接在导轮支架后板的后方，电机上调整板固定联接在导轮支架前板和导轮支架后板上方，上板调整螺钉旋在电机上调整板的螺孔内而其头部顶在电机安装板的上端，通过旋转上板调整螺钉能微调电机安装板的上下位置，电机侧调整板固定联接在导轮支架前板和导轮支架后板右侧，侧板调整螺钉旋在电机侧调整板的螺孔内而其头部顶在电机安装板的右端，通过旋转侧板调整螺钉能微调电机安装板的左右位置，电机拖动驱动轮旋转，驱动轮与导轮相切，驱动轮通过摩擦力带动导轮转动，气缸连接板固定联接在滑板的右侧并与气缸的伸出杆相联接，气缸伸出杆的伸出和缩进带动导轮左右移动；
在电主轴装置中，电主轴支架固定联接在底板上且位于砂轮主轴支架的正后方，电主轴联接在电主轴支架的内孔中并由电主轴支架压盖压住，电主轴连接盘固定联接在电主轴的前端并与砂轮主轴连接盘联接，电主轴旋转依次拖动电主轴连接盘→砂轮主轴连接盘→砂轮主轴→砂轮锥套从而使砂轮旋转；
磨削前先将砂轮和导轮的外缘轮廓修成与小滚子凸度形面相反的凹度形面，此时小滚子凸度形面一方面与砂轮凹度形面构成一对共轭曲面，另一方面又与导轮凹度形面构成一对共轭曲面，气缸驱动导轮快进使导轮和砂轮之间有一定的空间时再将小滚子放于砂轮和导轮之间并位于支撑轮上，调整支撑轮的高度使它所支撑小滚子的中心与砂轮的中心高度一致，调整导轮的位置并保证导轮的中心高度比小滚子的中心与砂轮的中心连线高出2-3mm，再由气缸驱动导轮与小滚子相切；
磨削时电主轴驱动砂轮转动，电机拖动驱动轮和导轮转动，砂轮与导轮6.1同向转动，导轮圆周速度较低并控制在20-30m/min，砂轮磨削的圆周速度是导轮的60-80 倍，小滚子在砂轮和导轮之间的摩擦力作用下被动旋转，小滚子和砂轮的磨削接触区域存在较大的线速度差从而实现其高精度磨削。
由于采用如上所述技术方案，本分明产生如下积极效果：
1、本发明的自动磨削装置具有调整、安装、维护、使用方便之特点，磨削轴承小滚子时其成型精度和效率高，磨削成本低，质量稳定可靠，尺寸一致性好。
2、本发明的砂轮由电主轴驱动，由于电主轴具有较高的转速，可使砂轮在磨削小滚子时具有较高的线速度，从而提高了小滚子的磨削精度和效率，保证了小滚子的磨削质量。
3、本发明的自动磨削装置采用的是一种新型无心磨削法，磨削中小滚子凸度形面一方面与砂轮工作面构成一对共轭曲面，另一方面又与导轮工作面构成一对共轭曲面，加工时小滚子放置在砂轮和导轮之间的垂直方向支撑的支撑轮上，小滚子不用顶针定心和支撑，以被磨削的小滚子外圆本身作为定位基准；砂轮和导轮同向转动，导轮圆周速度很低，为20-30m/min，磨削砂轮的圆周速度为导轮的60-80 倍，小滚子在砂轮、导轮和小滚子之间的摩擦力作用下被动旋转，小滚子和磨削砂轮的接触区域存在较大的线速度差从而实现材料的去除。为了保证小滚子外圆的圆度，小滚子中心与砂轮中心同高，导轮中心高于小滚子轴线与砂轮轴线的连线2-3mm，增大该高度时支撑轮上的受力增大，其小滚子圆度误差趋于增大；该高度过低时会导致小滚子磨床在磨削区里跳动。
附图说明
图1 是本发明的主视结构示意简图。
图2是图1俯视图在其轴中心处的局部剖视结构示意简图。
图3是图1的右视结构示意简图。
图4是图1在C-C剖视处的结构示意简图。
上述图中：1-底板；2-砂轮装置；2.1-绝缘板；2.2-砂轮主轴支架；2.3-砂轮；2.4-砂轮压盖；2.5-螺母；2.6-砂轮锥套；2.7-轴承座；2.8-砂轮主轴；2.9-锁紧螺母；2.10-砂轮主轴连接盘；2.11-砂轮主轴支架上盖；3-支撑轮装置；3.1-调整板；3.2-支撑轮支架；3.3-支撑轮；3.4-支撑轮轴；3.5-支撑轮底座；4-底板附加板；5-导轮横向进给装置；5.1-固定滑台板；5.2-气缸支架；5.3-气缸；5.4-滑动导轨；6-导轮驱动装置；6.1-导轮；6.2-导轮轴；6.3-导轮支架前板；6.4-电机上调整板；6.5-电机侧调整板；6.6-导轮支架后板；6.7-电机；6.8-气缸连接板；6.9-滑板；6.10-微动滑板；6.11-侧板调整螺钉；6.12-驱动轮；6.13-电机安装板；6.14-上板调整螺钉；6.15-滑块；8-电主轴装置； 8.1-电主轴支架；8.2-电主轴；8.3-电主轴支架压盖；8.4-电主轴连接盘。
具体实施方式
本发明是一种自动磨削装置用于轴承小滚子高精度磨削的方法，轴承小滚子的外径是指10mm以下，通过本发明的自动磨削装置实现轴承小滚子的无心磨削，并使轴承小滚子的磨削精度得到较大程度提高。
结合图1-4，本发明的自动磨削装置包括底板1、砂轮装置2、支撑轮装置3、底板附加板4、导轮横向进给装置5、导轮驱动装置6以及电主轴装置8，其中砂轮装置2中含有绝缘板2.1、砂轮主轴支架2.2、砂轮2.3、砂轮压盖2.4、螺母2.5、砂轮锥套2.6、轴承座2.7、砂轮主轴2.8、锁紧螺母2.9、砂轮主轴连接盘2.10及砂轮主轴支架上盖2.11，支撑轮装置3中含有调整板3.1、支撑轮支架3.2、支撑轮3.3、支撑轮轴3.4及支撑轮底座3.5，导轮横向进给装置5中含有固定滑台板5.1、气缸支架5.2、气缸5.3及滑动导轨5.4，导轮驱动装置6中含有导轮6.1、导轮轴6.2、导轮支架前板6.3、电机上调整板6.4、电机侧调整板6.5、导轮支架后板6.6、电机6.7、气缸连接板6.8、滑板6.9、微动滑板6.10、侧板调整螺钉6.11、驱动轮6.12、电机安装板6.13、上板调整螺钉6.14及滑块6.15，电主轴装置8中含有电主轴支架8.1、电主轴8.2、电主轴支架压盖8.3及电主轴连接盘8.4，自动磨削装置的结构联接参见所述技术方案，不另赘述。
本发明的自动磨削装置采用的是一种新型无心磨削法。磨削前先将砂轮2.3和导轮6.1的外缘轮廓修成与小滚子7凸度形面相反的凹度形面，另一方面又与导轮工作面构成一对共轭曲面，磨削加工时小滚子放置在砂轮和导轮之间的垂直方向支撑的支撑轮上，小滚子不用顶针定心和支撑，以被磨削的小滚子外圆本身作为定位基准；砂轮和导轮同向转动，导轮圆周速度很低，为20-30m/min，磨削砂轮的圆周速度为导轮的60-80 倍，小滚子在砂轮、导轮和小滚子之间的摩擦力作用下被动旋转，小滚子和磨削砂轮的接触区域存在较大的线速度差从而实现材料的去除。为了保证小滚子外圆的圆度，小滚子中心与砂轮中心同高，导轮中心高于小滚子轴线与砂轮轴线的连线2-3mm。注意：增大该高度时支撑轮上的受力增大，其小滚子圆度误差趋于增大；该高度过低时会导致小滚子磨床在磨削区里跳动。
磨削时电主轴8.2驱动砂轮2.3转动，电机6.7拖动驱动轮6.12和导轮6.1转动，砂轮2.3与导轮6.1同向转动，导轮圆周速度较低并控制在20-30m/min，砂轮2.3磨削的圆周速度是导轮的60-80 倍，小滚子7在砂轮2.3和导轮6.1之间的摩擦力作用下被动旋转，小滚子和砂轮的磨削接触区域存在较大的线速度差从而实现其高精度磨削。

Claims (1)

1.一种自动磨削装置用于轴承小滚子高精度磨削的方法，自动磨削装置包括底板(1)、砂轮装置(2)、支撑轮装置(3)、底板附加板(4)、导轮横向进给装置(5)、导轮驱动装置(6)以及电主轴装置(8)，其中砂轮装置(2)中含有绝缘板(2.1)、砂轮主轴支架(2.2)、砂轮(2.3)、砂轮压盖(2.4)、螺母(2.5)、砂轮锥套(2.6)、轴承座(2.7)、砂轮主轴(2.8)、锁紧螺母(2.9)、砂轮主轴连接盘(2.10)及砂轮主轴支架上盖(2.11)，支撑轮装置(3)中含有调整板(3.1)、支撑轮支架(3.2)、支撑轮(3.3)、支撑轮轴(3.4)及支撑轮底座(3.5)，导轮横向进给装置(5)中含有固定滑台板(5.1)、气缸支架(5.2)、气缸(5.3)及滑动导轨(5.4)，导轮驱动装置(6)中含有导轮(6.1)、导轮轴(6.2)、导轮支架前板(6.3)、电机上调整板(6.4)、电机侧调整板(6.5)、导轮支架后板(6.6)、电机(6.7)、气缸连接板(6.8)、滑板(6.9)、微动滑板(6.10)、侧板调整螺钉(6.11)、驱动轮(6.12)、电机安装板(6.13)、上板调整螺钉(6.14)及滑块(6.15)，电主轴装置(8)中含有电主轴支架(8.1)、电主轴(8.2)、电主轴支架压盖(8.3)及电主轴连接盘(8.4)，
其特征是：
在砂轮装置(2)中，砂轮(2.3)套接在砂轮锥套(2.6)的外缘上并通过砂轮压盖(2.4)与砂轮锥套(2.6)联接固定，砂轮锥套(2.6)的内锥孔面与砂轮主轴(2.8)的锥轴配合并用螺母(2.5)锁紧，砂轮主轴(2.8)安装在轴承座(2.7)的轴承孔中并用锁紧螺母(2.9)锁紧，轴承座(2.7)安装在砂轮主轴支架(2.2)的内孔中并用主轴支架上盖(2.11)压住，砂轮主轴支架(2.2)通过绝缘板(2.1)固定联接在底板(1)上，砂轮主轴(2.8)的尾部联接固定砂轮主轴连接盘(2.10)；
在支撑轮装置(3)中，支撑轮底座(3.5)联接固定在固连的底板附加板(4)和底板(1)上，底板附加板(4)则联接在底板(1)的右前方，支撑轮支架(3.2)通过调整板(3.1)联接固定在支撑轮底座(3.5)的右上方，支撑轮(3.3)套装在支撑轮轴(3.4)中间，支撑轮轴(3.4)两端联接在支撑轮支架(3.2)前后两端的支撑孔内；
在导轮横向进给装置(5)中，固定滑台板(5.1)固定联接在固连的底板附加板(4)和底板(1)上，两条滑动导轨(5.4)分别固定联接在固定滑台板(5.1)上方前后两端凹槽内，气缸支架(5.2)固定联接在固定滑台板(5.1)的右端，气缸(5.3)固定联接在气缸支架(5.2)上方；
在导轮驱动装置(6)中，滑块(6.15)固定联接在滑板(6.9)下方前后两侧并与滑动导轨(5.4)相联，微动滑板(6.10)固定联接在滑板(6.9)上面，导轮支架前板(6.3)和导轮支架后板(6.6)分别固定联接在微动滑板(6.10)前后两侧，导轮(6.1)套装在导轮轴(6.2)中间，导轮轴(6.2)联接在导轮支架前板(6.3)和导轮支架后板(6.6)左上方的支撑孔内，驱动轮(6.12)位于导轮(6.1)的右方且中心偏上2-3mm，驱动轮(6.12)联接在电机(6.7)的输出轴上，电机(6.7)通过电机安装板(6.13)固定联接在导轮支架后板(6.6)的后方，电机上调整板(6.4)固定联接在导轮支架前板(6.3)和导轮支架后板(6.6)上方，上板调整螺钉(6.14)旋在电机上调整板(6.4)的螺孔内而其头部顶在电机安装板(6.13)的上端，通过旋转上板调整螺钉(6.14)能微调电机安装板(6.13)的上下位置，电机侧调整板(6.5)固定联接在导轮支架前板(6.3)和导轮支架后板(6.6)右侧，侧板调整螺钉(6.11)旋在电机侧调整板(6.5)的螺孔内而其头部顶在电机安装板(6.13)的右端，通过旋转侧板调整螺钉(6.11)能微调电机安装板(6.13)的左右位置，电机(6.7)拖动驱动轮(6.12)旋转，驱动轮(6.12)与导轮(6.1)相切，驱动轮(6.12)通过摩擦力带动导轮(6.1)转动，气缸连接板(6.8)固定联接在滑板(6.9)的右侧并与气缸(5.3)的伸出杆相联接，气缸(5.3)伸出杆的伸出和缩进带动导轮(6.1)左右移动；
在电主轴装置(8)中，电主轴支架(8.1)固定联接在底板(1)上且位于砂轮主轴支架(2.2)的正后方，电主轴(8.2)联接在电主轴支架(8.1)的内孔中并由电主轴支架压盖(8.3)压住，电主轴连接盘(8.4)固定联接在电主轴(8.2)的前端并与砂轮主轴连接盘(2.10)联接，电主轴(8.2)旋转依次拖动电主轴连接盘(8.4)→砂轮主轴连接盘(2.10)→砂轮主轴(2.8)→砂轮锥套(2.6)从而使砂轮(2.3)旋转；
磨削前先将砂轮(2.3)和导轮(6.1)的外缘轮廓修成与小滚子(7)凸度形面相反的凹度形面，此时小滚子(7)凸度形面一方面与砂轮(2.3)凹度形面构成一对共轭曲面，另一方面又与导轮(6.1)凹度形面构成一对共轭曲面，气缸(5.3)驱动导轮(6.1)快进使导轮(6.1)和砂轮(2.3)之间有一定的空间时再将小滚子(7)放于砂轮(2.3)和导轮(6.1)之间并位于支撑轮(3.3)上，调整支撑轮(3.3)的高度使它所支撑小滚子(7)的中心与砂轮(2.3)的中心高度一致，调整导轮(6.1)的位置并保证导轮(6.1)的中心高度比小滚子(7)的中心与砂轮(2.3)的中心连线高出2-3mm，再由气缸(5.3)驱动导轮(6.1)与小滚子(7)相切；
磨削时电主轴(8.2)驱动砂轮(2.3)转动，电机(6.7)拖动驱动轮(6.12)和导轮(6.1)转动，砂轮(2.3)与导轮(6.1)同向转动，导轮圆周速度较低并控制在20-30m/min，砂轮(2.3)磨削的圆周速度是导轮的60-80 倍，小滚子(7)在砂轮(2.3)和导轮(6.1)之间的摩擦力作用下被动旋转，小滚子和砂轮的磨削接触区域存在较大的线速度差从而实现其高精度磨削。
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