CN108581676B - 一种用于圆锥滚子的球头端面磨削装置 - Google Patents
一种用于圆锥滚子的球头端面磨削装置 Download PDFInfo
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Abstract
本发明涉及轴承滚子加工设备领域，公开了一种用于圆锥滚子的球头端面磨削装置。包括机架，在机架上设有进料工装以及可朝向进料工装方向做进给运动的杯状砂轮；进料工装包括设置在机架上并水平分布的上压板、隔离板和下压板，隔离板的外缘间隔设有多个U形槽；在下压板的外缘位置开设有第一槽口，第一槽口的下方设有姿态矫正台；在上压板的外缘对应第一槽口的位置开设有第二槽口，在机架上位于第二槽口上方设有可升降的轮架，轮架的下端设有用于拨动姿态矫正台上的待加工圆锥滚子转动的动力轮；本发明对于进料工装和磨削砂轮精度和规格要求均较低，且使得生产出的圆锥滚子球头端面的曲率半径范围较宽，质量稳定。
Description
技术领域
本发明涉及轴承滚子加工设备领域，具体的说是一种用于圆锥滚子的球头端面磨削装置。
背景技术
圆锥滚子球头端面加工是加工圆锥滚子工序中不可或缺的一道工序。目前国内由于受加工设备、进料工装配制、砂轮、操作技能等多个因素的影响，普遍采用球面砂轮以通过式磨削方式来进行圆锥滚子球头端面磨削加工。
此种通过式磨削加工方式的圆锥滚子球头曲率半径通过进料工装大小和球面砂轮的球面半径来确定。使得进料工装尺寸过大，调整技术难度大，不利于生产制造；球面砂轮的球面半径精度要求高，在滚子球头端面磨削过程中需不断对球面砂轮的球面半径进行修正，其精确修正难度大，修正效果不稳定，难以保证产品的一致性。
发明内容
本发明旨在提供一种对于进料工装和磨削砂轮精度和规格要求均较低，且使得生产出的圆锥滚子球头端面的曲率半径范围较宽，质量稳定的用于圆锥滚子的球头端面磨削装置。
为了解决以上技术问题，本发明采用的技术方案为：一种用于圆锥滚子的球头端面磨削装置，包括机架，在机架上设有可夹持多个待加工圆锥滚子并逐一给料的进料工装以及可朝向进料工装方向做进给运动的杯状砂轮；进料工装包括设置在机架上并水平分布的上压板和下压板，在上压板和下压板之间插设有水平分布的隔离板，隔离板的中心位置固定设有转轴，在机架上设有输出轴与转轴传动连接的第一电机，隔离板的外缘间隔设有多个用于与上压板和下压板配合以夹持待加工圆锥滚子的U形槽；在下压板的外缘位置开设有第一槽口，在机架上位于第一槽口的下方设有用于承接由第一槽口中落下的待加工圆锥滚子并将待加工圆锥滚子调整为中心轴线水平分布的姿态矫正台，姿态矫正台的台面上开设有用于容纳待加工圆锥滚子的V形槽，且V形槽倾斜于水平面分布；在上压板的外缘对应第一槽口的位置开设有第二槽口，在机架上位于第二槽口上方设有可升降的轮架，轮架的下端设有用于拨动姿态矫正台上的待加工圆锥滚子转动的动力轮；杯状砂轮同轴固定在第二电机的输出轴上，杯状砂轮的杯口朝向进料工装且杯状砂轮杯壁端口面的中心线与位于姿态矫正台上的待加工圆锥滚子的中心线重合分布，第二电机连接在滑动设置于机架上的电机座上，在电机座上设有用于调整第二电机输出轴仰角和摆角的角度调整机构，在机架上设有用于驱动电机座朝向进料工装方向进给运动的第三电机。
优选的，上压板和下压板均滑动穿设在转轴上，在上压板和下压板之间设有用于调整并固定上压板和下压板之间的间距以适应不同规格待加工圆锥滚子的夹具。
优选的，在上压板和下压板的外缘包设有用于避免滚子在随隔离板转动过程中从U形槽中甩出的围板，围板上对应第一槽口和第二槽口的位置设有供待加工圆锥滚子与杯状砂轮的杯壁接触磨削的第一开口，围板上远离第一开口的位置开设有用于向U形槽中放入待加工圆锥滚子或将磨削过的待加工圆锥滚子从U形槽中取出的第二开口。
优选的，动力轮为锥形且动力轮的轮轴沿水平方向分布。
优选的，在机架上设有滑轨，在电机座上相背于第二电机的一侧设有与滑轨配合滑动的滑槽。
有益效果
本发明中的磨削砂轮采用杯状砂轮，以杯状砂轮的杯壁端面部位与圆锥滚子的端面配合进行磨削，圆锥滚子的球头端面曲率半径由杯状砂轮端面与圆锥滚子端面之间的夹角配合确定，理论上可在圆锥滚子的端面上磨削出无限大或无限小的曲率半径，且该曲率半径与进料工装和砂轮的规格无关，解决了现有技术中特定要求下进料工装尺寸较大，球面砂轮精度要求过高的技术问题，且使得圆锥滚子球头端面的曲率半径稳定，粗糙度值较低，产品的一致性也得到了有效提升。
附图说明
图1为待加工圆锥滚子通过隔离盘拨动转动状态下的本发明的纵向剖面结构示意图；
图2为待加工圆锥滚子在磨削状态下的本发明的纵向剖面结构示意图；
图3为图2中的A-A向结构示意图；
图4为本发明中进料工装部分的俯视结构示意图；
图中标记：1、杯状砂轮，2、待加工圆锥滚子，3、轮架，4、动力轮，5、第二槽口，6、第一槽口，7、上压板，8、转轴，9、隔离板，10、下压板，11、姿态矫正台，12、V形槽，13、U形槽。
具体实施方式
如图1至图4所示，本发明的一种用于圆锥滚子的球头端面磨削装置，包括机架，在机架上设有进料工装以及杯状砂轮1。进料工装可同时夹持多个待加工圆锥滚子2并将多个待加工圆锥滚子2逐一给料至磨削工位。杯状砂轮1由第二电机驱动高速转动并可朝向进料工装上的磨削工位方向做进给运动，从而通过进料工装和杯状砂轮1完成待加工圆锥滚子2的球头端面磨削作业。本发明中球头端面的曲率半径由杯状砂轮1端面与圆锥滚子端面之间的夹角配合确定，因此对于进料工装和杯状砂率的规格大小和精度要求较低。
本发明的进料工装包括水平分布的隔离板9、平行于隔离板9并设置在隔离板9上方的上压板7以及平行于隔离板9并设置在隔离板9下方的下压板10。隔离板9、上压板7和下压板10均为圆形，在隔离板9的中心位置垂直固定有转轴8，且转轴8贯穿隔离板9分布，在机架上设有第一电机，第一电机的输出轴和转轴8传动连接，以使第一电机可驱动隔离板9和转轴8同步转动。在上压板7和下压板10的中心位置分别设有与转轴8配合转动和滑动的轴孔，在转轴8和隔离板9转动过程中上压板7和下压板10相对于机架静置不动。
隔离板9的外缘间隔设有多个U形槽13，多个U形槽13分别与上压板7和下压板10配合形成用于夹持待加工圆锥滚子2夹持工位。本实施例中的上压板7和下压板10之间间隔设有多个夹具，通过夹具调整并固定上压板7和下压板10之间的间距，从而使本发明适用于更多不同规格的待加工圆锥滚子2。在下压板10的外缘位置开设有第一槽口6，第一槽口6的宽度设置为在隔离板9转动过程中，不允许有两个或以上的U形槽13从第一槽口6中露出，从第一槽口6中露出的一个U形槽13即为为磨削工位，当夹持工位中的待加工圆锥滚子2随隔离盘的拨动作用进入到磨削工位后就会在重力作用影响下通过第一槽口6落入到设置在第一槽口6下方的姿态矫正台11上，通过姿态矫正台11将该待加工圆锥滚子2调整为大端朝向杯状砂轮1且中心轴线沿水平方向分布的统一姿态。姿态矫正台11的台面上开设有用于容纳待加工圆锥滚子2的V形槽12，且V形槽12倾斜于水平面分布，V形槽12的倾斜角度与待加工圆锥滚子2的锥度相同，从而将待加工圆锥滚子2调整为中心轴线水平。V形槽12两侧的槽壁与待加工圆锥滚子2的两侧之间为线接触，减小了V形槽12和待加工圆锥滚子2之间的摩擦，便于通过施加外力使待加工圆锥滚子2产生转动，进而在待加工圆锥滚子2转动状态下与杯状砂轮1接触进行磨削。V形槽12的深度较浅，为待加工圆锥滚子2直径的五分之一左右，使得待加工圆锥滚子2的下沿在落入V形槽12后，其上沿仍部分位于U形槽13内。
在上压板7的外缘对应第一槽口6的位置开设有第二槽口5，在机架上位于第二槽口5上方设有可升降的轮架3，轮架3的下端设有用于拨动姿态矫正台11上的待加工圆锥滚子2转动的动力轮4。动力轮4为锥形且动力轮4的轮轴沿水平方向分布。动力轮4的锥度与待加工圆锥滚子2的锥度相同并反向设置，从而使动力轮4的轮面下压至待加工圆锥滚子2接触后，通过动力轮4的转动带动待加工圆锥滚子2转动，且能够产生将待加工圆锥滚子2的大端朝向杯状砂轮1方向推动的分力。本实施例中的轮架3上设有用于驱动动力轮4转动的第四电机，轮架3本体与机架之间通过滚珠丝杠、丝杠螺母以及第五电机配合连接，以实现轮架3和动力轮4沿竖直方向相对于第二槽口5同步升降。
在上压板7和下压板10的外缘包设有用于避免滚子在随隔离板9转动过程中从U形槽13中甩出的围板，围板上对应第一槽口6和第二槽口5的位置设有供待加工圆锥滚子2与杯状砂轮1的杯壁接触磨削的第一开口，围板上远离第一开口的位置开设有用于向U形槽13中放入待加工圆锥滚子2或将磨削过的待加工圆锥滚子2从U形槽13中取出的第二开口。
本发明的杯状砂轮1同轴固定在第二电机的输出轴上，杯状砂轮1的杯口朝向进料工装且杯状砂轮1杯壁端口面的中心线与位于姿态矫正台11上的待加工圆锥滚子2的中心线重合分布。第二电机连接在滑动设置于机架上的电机座上，在机架上设有滑轨，在电机座上相背于第二电机的一侧设有与滑轨配合滑动的滑槽，滑轨和滑槽均设置为燕尾型，在保证灵活相对滑动的同时也可避免电机座在磨削过程中从机架上脱离。在电机座上设有用于调整第二电机输出轴仰角和摆角的角度调整机构，角度调整机构采用滚珠丝杠、丝杠螺母以及第六电机配合实现或通过齿轮机构实现，此种角度调整机构为现有常规技术，在此不做赘述。在机架上还设有用于驱动电机座朝向进料工装方向进给运动的第三电机。
在本发明的具体实施中，如图1所示，多个待加工圆锥滚子2分布于隔离板9上的多个U形槽13内，并通过隔离板9的转动持续转动，此时杯状砂轮1和动力轮4均与磨削工位间隔分布。
当其中一个待加工圆锥滚子2进入第一槽口6后随重力下落在姿态矫正台11上的V形槽12后，隔离盘停止转动。如图2所示，动力轮4下降与待加工圆锥滚子2贴合并带动其转动，杯状砂轮1右移使其杯壁端面与待加工圆锥滚子2中心轴线贴合，即可通过杯状砂轮1的转动以及待加工圆锥滚子2自身的转动配合进行磨削。
当磨削完成后，杯状砂轮1和动力轮4分别与磨削好的圆锥滚子脱离，隔离板9继续转动。如图3所示，由于圆锥滚子的下沿落入V形槽12后，其上沿仍部分位于U形槽13内，随着隔离板9的转动可将加工好的圆锥滚子从V形槽12内拨出并重新进入到上压板7和下压板10之间的位置。此时，位于隔离盘转动方向后方的一个待加工圆锥滚子2即落入V形槽12内，动力轮4和杯状砂轮1再次贴近，如此反复，进行下一轮磨削作业。
Claims (3)
1.一种用于圆锥滚子的球头端面磨削装置，其特征在于：包括机架，在机架上设有可夹持多个待加工圆锥滚子（2）并逐一给料的进料工装以及可朝向进料工装方向做进给运动的杯状砂轮（1）；进料工装包括设置在机架上并水平分布的上压板（7）和下压板（10），在上压板（7）和下压板（10）之间插设有水平分布的隔离板（9），隔离板（9）的中心位置固定设有转轴（8），在机架上设有输出轴与转轴（8）传动连接的第一电机，隔离板（9）的外缘间隔设有多个用于与上压板（7）和下压板（10）配合以夹持待加工圆锥滚子（2）的U形槽（13）；在下压板（10）的外缘位置开设有第一槽口（6），在机架上位于第一槽口（6）的下方设有用于承接由第一槽口（6）中落下的待加工圆锥滚子（2）并将待加工圆锥滚子（2）调整为中心轴线水平分布的姿态矫正台（11），姿态矫正台（11）的台面上开设有用于容纳待加工圆锥滚子（2）的V形槽（12），且V形槽（12）倾斜于水平面分布；在上压板（7）的外缘对应第一槽口（6）的位置开设有第二槽口（5），在机架上位于第二槽口（5）上方设有可升降的轮架（3），轮架（3）的下端设有用于拨动姿态矫正台（11）上的待加工圆锥滚子（2）转动的动力轮（4）；杯状砂轮（1）同轴固定在第二电机的输出轴上，杯状砂轮（1）的杯口朝向进料工装且杯状砂轮（1）杯壁端口面的中心线与位于姿态矫正台（11）上的待加工圆锥滚子（2）的中心线重合分布，第二电机连接在滑动设置于机架上的电机座上，在电机座上设有用于调整第二电机输出轴仰角和摆角的角度调整机构，在机架上设有用于驱动电机座朝向进料工装方向进给运动的第三电机；
上压板（7）和下压板（10）均滑动穿设在转轴（8）上，在上压板（7）和下压板（10）之间设有用于调整并固定上压板（7）和下压板（10）之间的间距以适应不同规格待加工圆锥滚子（2）的夹具；
在上压板（7）和下压板（10）的外缘包设有用于避免滚子在随隔离板（9）转动过程中从U形槽（13）中甩出的围板，围板上对应第一槽口（6）和第二槽口（5）的位置设有供待加工圆锥滚子（2）与杯状砂轮（1）的杯壁接触磨削的第一开口，围板上远离第一开口的位置开设有用于向U形槽（13）中放入待加工圆锥滚子（2）或将磨削过的待加工圆锥滚子（2）从U形槽（13）中取出的第二开口。
2.根据权利要求1所述的一种用于圆锥滚子的球头端面磨削装置，其特征在于：动力轮（4）为锥形且动力轮（4）的轮轴沿水平方向分布。
3.根据权利要求1所述的一种用于圆锥滚子的球头端面磨削装置，其特征在于：在机架上设有滑轨，在电机座上相背于第二电机的一侧设有与滑轨配合滑动的滑槽。
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