CN109909884A - 一种双圆相切插补修整机构及砂轮修整装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种双圆相切插补修整机构及砂轮修整装置，属于砂轮修整技术领域。本发明包括金刚笔、转动单元、上托板、纵向进给单元和下托板，所述的金刚笔安装在转动单元的旋转臂上，该旋转臂与转动单元的伺服电机相连，进而通过伺服电机驱动金刚笔转动对待加工砂轮进行修整；所述的转动单元固定安装在上托板上，该上托板与下托板滑动连接，其滑动方向与金刚笔垂直；所述纵向进给单元安装在下托板上，用于驱动上托板运动。本发明通过将金刚笔的转动半径设为定值，并使其与驱动电机配合使用，获得所需运动轨迹，便于对不同砂轮进行插补修整。

Description

一种双圆相切插补修整机构及砂轮修整装置

技术领域

本发明涉及砂轮修整技术领域，更具体地说，涉及一种双圆相切插补修整机构及砂轮修整装置。

背景技术

随着市场对轴承质量要求的逐步提高，在滚子轴承内外套圈及滚子的磨削中，大都要求其接触表面带有一定的微量凸度形状，即在轴承的内圈，外圈，滚子都需带有一定的凸度形状，即行业里面说的“三凸”。这是因为在轴承运转时，在滚道的边缘一带有很大的接触应力集中现象，导致大多数轴承的损坏是在滚道的边缘开始。为了消除边缘应力的集中和提高滚道的工作寿命，行业里大都采取了这种凸度滚道。此外，凸度的设计便于滚子在滚道中运行，减少滚动摩擦阻力，且润滑油也可以比较容易的进入滚动结合面。

现有技术中，修整凸度的方法很多，其中比较流行的有单点斜线修整，仿形修整等，其修整出来的凸度形状为双曲线、圆弧，虽然也能够将轴承加工成一定的凸度形状，但还是存在滚珠丝杆存在回程间隙，影响金刚笔加工砂轮的形状，进而影响轴承的凸度，以及凸度中心对称度不易调节等问题，使得砂轮修整机构变得很复杂，调整起来也比较麻烦，制约着轴承滚道凸度的进一步发展。

目前高端市场上比较流行的单点斜线修整的原理如说明书附图中的图1，由图可知，在砂轮200外沿一侧设有金刚笔100，该金刚笔100沿着砂轮200的宽度方向进行移动，且金刚笔100移动轨迹与砂轮200回转中心成一定的角度θ，将砂轮1的外沿修整成微型凹面形状，当轴承需要不同的凸度时，调节角度θ，即控制金刚笔100与砂轮200相切点A与B位置，就可以控制凸度大小。但整个修整过程中随着砂轮200在磨削修整时直径逐渐的变小，如果角度θ一定，则凸度大小是一个变量，即凸度将逐渐增大。如果要保持凸度大小不变，必须同步改变θ的角度值，但在实际操作中，角度θ是很难随着砂轮的变化而改变。由于此弊端的存在，此种修整方案满足不了高端市场上对轴承凸度形状的要求。

经检索，中国专利号：ZL 201410682406.2，授权公告日：2017年5月3日，发明创造名称：一种用于加工轴承内圈滚道凸度的砂轮修整方法及装置，该申请案通过涡轮蜗杆孔控制金刚笔在Y轴空间往复摆动作圆弧运动，对砂轮外圆进行修整，使得砂轮外圈上形成凹形外圆双曲线母线，进而加工轴承内圈滚道形成一定的凸度。虽然该申请案采用圆弧进行修整，但该方案对于不同厚度的砂轮，需要进行不断调整金刚笔转动半径，在实际加工过程中，由于轴承的凸度大小在几个μ，如果要获得不同凸度，首先要调节半径后再调节高度，然后反复校核，这种调整费时费力，效果也不理想，需要不断对轴承的凸度进行检测。

又如，中国专利号：ZL 201010101943.5，授权公告日：2011年8月31日，发明创造名称：轴承外套圈滚道磨削加工使用的砂轮修整方法，该申请案中的小滑块B点处的运动轨迹是以连杆A点处为圆心、以A点处至B点处的间距L为半径的圆弧运动，实现双工作台与连杆之间的二维合成运动，将砂轮的工作面修整成曲率半径R相同的大圆弧面，之后砂轮对轴承外套圈滚道进行磨削加工，使轴承外套圈滚道具有一定的凸度。虽然该申请案也是采用圆弧修整，但该申请案中的金刚笔是固定在小滑块上，在砂轮不断修整过程中，砂轮的直径逐渐减小，为了保证轴承滚道上的凸度一致，需要人为不断调节旋转螺母，控制水平距离，进而控制金刚笔转动半径，但在实际操作中实现较为困难，需进一步改进。

发明内容

1.发明要解决的技术问题

本发明的目的在于克服现有技术中修整砂轮时，难以利用同一修整器加工不同凹度砂轮的不足，提供了一种双圆相切插补修整机构及砂轮修整装置；通过将金刚笔的转动半径设为定值，并使其与驱动电机、纵向进给单元配合使用，获得所需运动轨迹，便于对不同砂轮进行插补修整。

2.技术方案

为达到上述目的，本发明提供的技术方案为：

本发明的一种双圆相切插补修整机构，包括金刚笔、转动单元、上托板、纵向进给单元和下托板，所述的金刚笔安装在转动单元的旋转臂上，该旋转臂与转动单元的伺服电机相连，进而通过伺服电机驱动金刚笔转动对待加工砂轮进行修整；所述的转动单元固定安装在上托板上，该上托板与下托板滑动连接，其滑动方向与金刚笔垂直；所述纵向进给单元安装在下托板上，用于驱动上托板运动。

作为本发明的更进一步改进，所述下托板上安装有纵向滑动导轨，所述的上托板上设置有滑道，该滑道与纵向滑动导轨配合。

作为本发明的更进一步改进，所述的旋转臂上开设有上安装孔，所述的上安装孔中安装有微调轴，所述金刚笔安装在微调轴上，所述金刚笔偏离微调轴中心轴线设置，且所述微调轴能够在上安装孔内转动。

作为本发明的更进一步改进，所述微调轴上安装有旋转调整机构，转动所述旋转调整机构带动微调轴在上安装孔内转动。

作为本发明的更进一步改进，所述旋转臂的侧边上开设有定位孔，该定位孔与上安装孔相连通，通过固定件插入到定位孔中，对微调轴进行定位锁定。

作为本发明的更进一步改进，所述的上托板上表面设有固定块，该固定块对称分布在伺服电机两侧，通过固定块上水平设置的固定螺栓锁紧伺服电机

作为本发明的更进一步改进，所述旋转臂圆周转动或往复摆动驱动金刚笔运动。

本发明的一种砂轮修整装置，包括所述的一种双圆相切插补修整机构，以及横向进给单元，所述的横向进给单元设置在下托板下方，且该下托板与工作台滑动连接，用于驱动下托板横向运动。

作为本发明的更进一步改进，所述工作台上安装有横向滑动导轨，所述的下托板上设置有滑道，该滑道与横向滑动导轨配合。

3.有益效果

采用本发明提供的技术方案，与已有的公知技术相比，具有如下显著效果：

(1)本发明的一种双圆相切插补修整机构，通过将金刚笔安装固定在旋转臂上，通过伺服电机控制金刚笔以转轴为圆心，金刚笔的中心轴线距转轴的中心轴线的距离为半径进行转动，同时纵向进给电机带动金刚笔沿着纵向移动，使金刚笔的移动轨迹为一个变曲率的非圆弧对称曲线，即在砂轮修整出一定的凹度，对轴承进行加工，使之具有一定的凸度，同时伺服电机和纵向进给电机两者相互配合，在砂轮上修整出不同的凹度，无需更换金刚笔的转动半径，改变砂轮的凹度。

(2)本发明的一种双圆相切插补修整机构，由于金刚笔修整时，其转动半径为定值，由于装置在装配过程存在装配误差，致使金刚笔的回转最高点与砂轮回转中心不在同一高度，为了保证两者的高度相同，其金刚笔偏离微调轴中心轴线设置，通过人为转动金刚笔，调节金刚笔的中心轴线与转轴的中心轴线的距离，使金刚笔的回转最高点与砂轮回转中心处于同一高度，便于修整装置对砂轮进行修整。

(3)本发明的一种双圆相切插补修整机构，为了便于控制金刚笔的纵向运动轨迹，下托板上安装有纵向滑动导轨，上托板上设置有滑道，该滑道与纵向滑动导轨配合，有利于纵向进给电机带动金刚笔进行移动，保证运行的平稳性。。

(4)本发明的一种砂轮修整装置，由于金刚笔修整过程中，砂轮的半径逐渐减小，为了始终保证金刚笔对砂轮的修整量，伺服电机和纵向进给电机带动金刚笔移动，进而对砂轮进行摆动修整，同时横向进给电机控制金刚笔对砂轮的切削量，三个电机配合使用，共同保证砂轮加工的凹度一致，即保证了砂轮对轴承滚道加工的凸度，该结构设计简单，易于操作，能够实现边修整边磨削，提高了工作效率。

附图说明

图1为单点斜线修整原理图；

图2为本发明的一种双圆相切插补修整机构的结构示意图；

图3为图2的左视图；

图4为本发明中转动单元的结构示意图；

图5为图4的左视图；

图6为本发明中旋转臂的结构示意图；

图7为本发明中金刚笔的运动轨迹示意图；

图8为本发明中金刚笔的另一种运动轨迹示意图；

图9为本发明的一种砂轮修整装置的结构示意图；

图10图9的左视图。

示意图中的标号说明：

100、金刚笔；

200、砂轮；

300、转动单元；301、伺服电机；302、减速器；303、转轴；304、旋转臂；305、下安装孔；306、锁紧口；307、固定孔；308、上安装孔；309、微调轴；310、定位孔；311、安装块；

400、上托板；401、固定块；402、固定螺栓；

500、纵向进给单元；501、纵向进给电机；502、第一滚珠丝杆；503、第一丝杆副；

600、纵向滑动导轨；

700、下托板；

800、横向进给单元；801、横向进给电机；802、第二滚珠丝杆；803、第二丝杆副；

900、横向滑动导轨。

具体实施方式

为进一步了解本发明的内容，结合附图和实施例对本发明作详细描述。

实施例1

结合图2和图3，本实施例的一种双圆相切插补修整机构，包括金刚笔100、转动单元300，其中金刚笔100固定安装在转动单元300的旋转臂304上，该旋转臂304与转动单元300的伺服电机301的转轴303相连。通过伺服电机301运转带动旋转臂304转动，进而带动金刚笔100转动，从而对工作台上的砂轮200进行修整，且整个转动单元300固定安装在上托板400上，该上托板400位于工作台上。

通过伺服电机301控制金刚笔100以转轴303为圆心，以金刚笔100的中心轴线距转轴303的中心轴线的距离为半径进行转动，该转动可以是圆周转动或圆弧往复摆动，作为一种优选，本实施例中的转动为圆弧往复摆动，使得金刚笔100对砂轮200的修整机械成型，便于加工，且金刚笔100的运动轨迹更加光滑、稳定，提高砂轮200的修整精度。

为了对砂轮200加工出不同的凹度，进而将轴承磨削出不同的凸度，现有技术中绝大多数都是通过调节金刚笔100转动半径，即改变金刚笔100与砂轮200的切入点，由于金刚笔100转动的轨迹为一对称的圆弧，其切出点也会发生改变使得其砂轮200修整出来的凹度会发生改变，来实现磨削出不同的凸度的轴承，但是调整金刚笔100的转动半径，并保证使金刚笔100的回转最高点与砂轮200回转中心在同一高度，这一调整过程困难，需要不断调节转动半径，进行磨削试验，并检测最终轴承的凸度的大小是否符合高质量要求，整个过程费时费力。

本实施例中为了保证金刚笔100对砂轮200修整的凹度，本实施例中在不改变金刚笔100转动半径的前提下，在上托板400下方增设有纵向进给单元500，该纵向进给单元500设置在工作台上的下托板700上，该下托板700与上托板400滑动连接，纵向进给单元500设置在下托板700与上托板400之间，纵向进给单元500能够带动上托板400沿纵向进行移动，该纵向移动方向是指与金刚笔100垂直的水平方向，即砂轮200的轴向方向。通过伺服电机301和纵向进给单元500的配合使用，保证砂轮200的凹度。

如图3所示，本实施例中的纵向进给单元500包括纵向进给电机501、第一滚珠丝杆502和第一丝杆副503，其中纵向进给电机501与第一滚珠丝杆502之间通过联轴器相连；第一丝杆副503安装在第一滚珠丝杆502上，该第一丝杆副503能在第一滚珠丝杆502上进行移动，且第一丝杆副503与上托板400通过螺钉固定相连。

当纵向进给电机501启动后，第一滚珠丝杆502旋转，第一丝杆副503将旋转运动转变为直线运动，即第一丝杆副503在第一滚珠丝杆502上移动，进而带动上托板400移动。由于本实施例中的纵向进给电机501控制金刚笔100的纵向移动，即可以控制金刚笔100在纵向前进或后退的量，使得修整装置可以将砂轮200修整成不同的凹度，无需更换金刚笔100的转动半径，改变砂200的凹度。

此外，为了保证转动单元300随着上托板400一起移动，如图4和图5所示，本实施例中在上托板400的上表面设有4或6个固定块401，该固定块401均匀分布在伺服电机301的两侧，固定螺栓402水平穿过该固定块401，将伺服电机301锁紧固定在上托板400上，即进行水平固定。该结构设计便于拆装伺服电机301，定期对伺服电机301进行维护。该结构设计保证了金刚笔100对砂轮200修整时，转动单元300不会在上托板400上发生移动，从而不会影响金刚笔100对砂轮200的修整精度。

本实施例的一种双圆相切插补修整机构，当金刚笔100对砂轮200进行修整时，通过转动单元300的伺服电机301控制金刚笔100以转轴303为圆心，金刚笔100的中心轴线距转轴303的中心轴线的距离为半径进行转动，同时纵向进给电机501带动金刚笔100沿着纵向移动，该金刚笔100作往复摆动的圆弧运动，使金刚笔100的移动轨迹为一个变曲率的非圆弧对称曲线，即在砂轮200的侧边修整出一定的凹度，进而对轴承进行加工，使轴承具有一定的凸度，满足高质量轴承的要求。

实施例2

结合图2，本实施例的一种双圆相切插补修整机构，基本同实施例1，其不同之处在于：本实施例在下托板700上安装有纵向滑动导轨600，并在上托板400上设置有滑道，纵向滑动导轨600和滑道相互配合，便于纵向进给电机501控制上托板400沿砂轮200的轴向移动。

本实施例中为了进一步保证金刚笔100的平稳运行，在伺服电机301上集成有减速器302，通过伺服电机301和减速器302共同配合带动金刚笔100摆动。

作为一种优选，本实施例中的减速器302采用传动效率高、噪音低和寿命长的行星式减速器。

值得说明的是，本实施例中的旋转臂304可以倾斜的安装在转轴303上，也可以垂直安装在转轴303上，只要保证伺服电机301能够带动金刚笔100进行摆动。

作为一种优选，本实施例中的旋转臂304与转轴303垂直设置，便于对砂轮200进行修整以及将旋转臂304安装在转轴303上。

此外，结合图4、图5和图6，本实施例中的旋转臂304上开设有上安装孔308，该上安装孔308内插有微调轴309，该微调轴309与金刚笔100相连，便于金刚笔100在旋转臂304上进行拆装。

实施例3

结合图2，本实施例的一种双圆相切插补修整机构，基本同实施例2，其不同之处在于：本实施例中的纵向滑动导轨600水平设置在下托板700的上表面上，滑道设置在上托板400的下表面上，两者相互配合使用，便于上托板400移动。

此外，本实施例在伺服电机301的外壳的底面和上托板400上开设有孔，螺栓穿过两孔，将伺服电机301固定在上托板400上，即对伺服电机301进行垂直固定。通过水平和垂直方向双重固定将转动单元300固定在上托板400上。

结合图4、图5和图6，本实施例中的微调轴309能够在上安装孔308内转动，为了防止金刚笔100在修整砂轮200时，随着微调轴309一起转动，本实施例在旋转臂304上的侧边开设有定位孔310，该定位孔310与微调轴309位于同一高度，且该定位孔310与上安装孔308相连通。通过固定件如定位螺栓插入到定位孔310中，并与上安装孔308内的微调轴309相接触，将微调轴309固定在上安装孔308内，防止微调轴309在上安装孔308内转动。

由于金刚笔100修整时，其转动半径为定值，但修整装置在装配过程存在装配误差，致使金刚笔100的回转最高点与砂轮200回转中心不在同一高度，为了保证两者的高度相同，将本实施例中的金刚笔100偏离微调轴309中心轴线设置，通过转动金刚笔100进行微调，即调节金刚笔100的中心轴线与转轴303的中心轴线的距离，使金刚笔100的回转最高点与砂轮200回转中心处于同一高度，调节好后，通过固定件将微调轴309固定在上安装孔308内，便于修整装置对砂轮200进行修整。该固定件可以为固定螺栓或者固定销。

实施例4

结合图2和图3，本实施例的一种双圆相切插补修整机构，基本同实施例3，其不同之处在于：本实施例中的上托板400的下表面和下托板700的上表面的横截面都设计成U形，便于上托板400卡合在下托板700上，且纵向滑动导轨600安装在下托板700U形两边的上表面上，滑道安装在上托板400的相应位置，便于纵向滑动导轨600与滑道相互配合。

作为一种优选，本实施例中为了防止金刚笔100的直径大于微调轴309的直径，进而无法保证金刚笔100偏离微调轴309中心轴线进行安装，在微调轴309与金刚笔100之间设有安装块311，该安装块311一端与微调轴309固定相连，另一端与金刚笔100固定相连。值得说明的是，本实施例中的安装块311为一扁平状，且安装块311的两侧边相互平行，便于辅助工具如扳手将安装块311进行夹持，进而转动扳手对金刚笔100的位置进行调节。

值得说明的是，本实施例中的金刚笔100偏离微调轴309中心轴线的距离可以为：0.25mm、0.5mm、0.75mm、1mm、2mm、3mm、5mm……，该结构设计的目的只需保证金刚笔100偏离微调轴309中心轴线设置，微调轴309转动，带动金刚笔100运动，使得金刚笔100在旋转臂304上的位置可调节，即调节金刚笔100相对于伺服电机301的转轴303之间的垂直距离。由于本实施例中的微调轴309在上安装孔308进行360°转动，使得金刚笔100也可以进行360°转动。金刚笔100偏离微调轴309中心轴线的距离越大，金刚笔100调整的范围越大，即金刚笔100相对于伺服电机301的转轴303之间的垂直距离的该变量越大。作为一种优选，本实施例中金刚笔100的中心轴线与微调轴309的中心轴线之间的距离为1mm。

如图5和图6所示，本实施例在旋转臂304上开设有下安装孔305，转轴303插入到下安装孔305中，将旋转臂304垂直固定在转轴303上。为了将旋转臂304固定在转轴303上，本实施例沿旋转臂304的长度方向上开设有锁紧口306，该锁紧口306一端与下安装孔305相连通，另一端与旋转臂304的底面相连通，且该锁紧口306的厚度与旋转臂304的厚度相同；此外，为了与该锁紧口306配合使用，本实施例中沿旋转臂304的宽度方向上开设有固定孔307，该固定孔307贯通旋转臂304，即固定孔307沿旋转臂304的宽度方向设置，且该固定孔307与锁紧口306相连通。

当转轴303插入到下安装孔305时，通过将锁紧螺栓拧入到固定孔307中，拧紧锁紧螺栓，使锁紧口306的宽度收缩，带动下安装孔305的孔径缩小，进而将旋转臂304紧紧固定在转轴303上，防止砂轮200在修整过程中，旋转臂304在转轴303上发生滚动摩擦或者转动，甚至导致旋转臂304从转轴303上脱落，进而影响修整装置对砂轮200的修整。此外，当旋转臂304或者旋转臂304上的金刚笔100需要更换时，可以将锁紧螺栓从固定孔307中拧出，将旋转臂304从转轴303上卸下，该操作过程方便，易于操作。

实施例5

结合图2和图3，本实施例的一种双圆相切插补修整机构，基本同实施例4，其不同之处在于：本实施例中的上托板400的下表面和下托板700的上表面的横截面都设计为U形，且该纵向滑动导轨600安装在下托板700U形两垂直边的侧壁上，滑道安装在上托板400U形两垂直边的侧壁上的相应位置，两者相互配合使用，便于纵向滑动导轨600与滑道相互配合。

作为一种优选，本实施例中的纵向滑动导轨600与滑道的配合形式采用稳定性能好的交叉滚子导轨形式，该交叉滚子导轨易实现高负荷运动，且机械能耗小、精度高。该结构设计使得上托板400在移动过程中平稳运行，位于上托板400上的转动单元300工作时不会发生偏移，即不会影响金刚笔100的运动轨迹，进一步保证了金刚笔100对砂轮200修整的精确度。

本实施例中金刚笔100的中心轴线与微调轴309的中心轴线之间的距离为2mm。此外，为了便于人为调整金刚笔100在旋转臂304上的位置，即调整金刚笔100的回转最高点与砂轮200回转中心在同一高度，本实施例在微调轴309固定安装金刚笔100的另一端设有旋转调整机构，本实施例中采用旋转手柄作为旋转调整机构，该旋转手柄固定安装在微调轴309的端面上，该端面与金刚笔100所在的一侧相反，便于通过人为转动该旋转手柄调整金刚笔100的位置，省时省力。

值得说明的是，本实施例中的微调轴309与上安装孔308之间采用过渡配合，使得金刚笔100在对砂轮200进行修整时，微调轴309不易在上安装孔308内发生转动，进而不会影响金刚笔100回转最高点，有利于生产加工的顺利进行。

实施例6

本实施例的一种双圆相切插补修整机构，基本同实施例5，其不同之处在于：本实施例中旋转调整机构为一内六角螺孔，该内六角螺孔设置在微调轴309的端面上，该端面与金刚笔100所在的一侧相反，操作人员可以通过六角扳手对微调轴309进行控制，即将六角扳手的一端插入到该内六角螺孔中，转动六角扳手的另一端带动微调轴309在上安装孔308内转动，进而带动金刚笔100转动，调节金刚笔100的回转最高点，使其于与砂轮200回转中心在同一高度。

此外，本实施例中在上安装孔308的外部设有一圈刻度，即旋转臂304的侧面上设有一圈刻度，该刻度与旋转调整机构位于同一侧，并在微调轴309上的内六角螺孔所在的端面上设有箭头，操作人员通过控制微调轴309的转动，观察箭头，可以精确控制微调轴309转动的量，即控制金刚笔100转动的调节高度。此外，本实施例中的金刚笔100的中心轴线与微调轴309的中心轴线之间的距离为3mm。

本实施例的一种双圆相切插补修整机构的修整方法，其步骤为：

a、砂轮200在修整之前，校核金刚笔100的回转最高点与砂轮200回转中心的高度是否相同，如果二者不在同一高度，通过转动旋转调整机构进而带动微调轴309转动，即调整金刚笔100在旋转臂304上的位置，使金刚笔100的回转最高点与砂轮200回转中心在同一高度；

b、根据所需要砂轮200的凹度，确定金刚笔100的运动轨迹；值得说明的是，该过程中由于需要的轴承其凸度为一确定的值，即轴承的形状为固定的，由于砂轮200是轴承进行磨削，进而能够反推砂轮200的凹度，即砂轮200的凹度为确定的，进而确定金刚笔100运动轨迹，该运动轨迹实际上与砂轮200的凹度形状相同；

c、根据切入时金刚笔100的旋转中心为原点建立坐标系，金刚笔100完成一次修整的运动轨迹满足以下方程关系：

X＝Rcosθ±Vt

Y＝Rsinθ

其中，X表示轨迹横坐标，Y表示轨迹纵坐标，θ表示金刚笔100与其旋转中心之间夹角；V表示金刚笔100沿砂轮周向的移动速度，t表示金刚笔100的移动时间，R表示金刚笔100的旋转半径；+表示金刚笔100沿砂轮200轴向前进，-表示金刚笔100沿着沿砂轮200轴向后退；

值得说明的是，t在金刚笔100每完成一次运动后重新归零，从零开始；

d、结合图7，伺服电机301的转轴位于o点，启动伺服电机301，带动旋转臂304上的金刚笔100摆动，金刚笔100与砂轮200接触点为切入点a；纵向进给单元500的纵向进给电机501控制上托板400在纵向滑动导轨600上以速度V沿砂轮200轴向运动，即带动转动中的金刚笔100进行移动，进而对砂轮200进行修整；

e、当金刚笔100运动到与砂轮200相分离时，此时，金刚笔100与砂轮200接触点为切出点b＇，伺服电机301和纵向进给电机501同时反转，使金刚笔100沿着纵向反向转动，使金刚笔100沿原运动轨迹摆动，直到金刚笔100移动到切入点a；

上述步骤e中金刚笔100的移动轨迹也可以为：金刚笔100与砂轮200在b＇相分离时，伺服电机301继续正转，但纵向进给电机501反转，使得金刚笔100旋转回到切入点a；

f、金刚笔100的运动一直重复步骤d和步骤e，进而对砂轮200进行修整，将砂轮200修整成所需的凹度。

值得说明的是，本实施例一种双圆相切插补修整机构的修整方法，在修整过程中如果砂轮200的厚度刚好能够满足伺服电机301带动金刚笔100转动，即金刚笔100能够接触到砂轮200两边缘，如图7所示，其金刚笔100原有的运动轨迹为金刚笔100的切入点a-金刚笔100的回转最高点c-金刚笔100的切出点b。如果砂轮200的厚度无法满足伺服电机301带动金刚笔100转动，即金刚笔100转动的范围小于砂轮200的厚度，在整个运动过程中，需启动纵向进给电机501，使得金刚笔100原有的运动轨迹上的每一点都发生平移，如图7中金刚笔100的回转最高点c平移到金刚笔100的回转最高点c＇，金刚笔100的切出点b平移到金刚笔100的b＇，即金刚笔100的实际运动轨迹为金刚笔100的切入点a-金刚笔100的回转最高点c＇-金刚笔100的切出点b＇，对砂轮200修整出所需的凹度。

此外，金刚笔100的运动轨迹的运动轨迹也可如图8所示，金刚笔100的回转最高点c提前达到时，伺服电机301停止运行，即纵向进给电机501带动金刚笔100对砂轮200进行修整，此时，金刚笔100的运动轨迹为一直线，当金刚笔100运动到金刚笔100的回转最高点c＇时，伺服电机301开始运行，与纵向进给电机501一起带动金刚笔100对砂轮200进行修整。即金刚笔100的运动轨迹为金刚笔100的切入点a-金刚笔100的回转最高点c-金刚笔100的回转最高点c＇-金刚笔100的切出点b＇。

值得说明的是，如图7所示，本实施例中的金刚笔100的原先的运动轨迹也可以为：金刚笔100的运动轨迹为金刚笔100的切入点a-金刚笔100的回转最高点c＇-金刚笔100的切出点b＇，但是实际所需的运动轨迹为金刚笔100的切入点a-金刚笔100的回转最高点c-金刚笔100的切出点b，即金刚笔100的原先的运动轨迹范围远远超过砂轮200的厚度，需要重新调整金刚笔100的运动轨迹，现有技术中一般通过重新调整更换金刚笔100的转动半径，以便修整所需的砂轮200，达到所需的凹度，整个操作过程非常繁琐，需要不断的进行核实调整后的转动半径是否符合要求。但是本实施例中的一种砂轮插补修整机构只需在整个修整过程中，控制纵向进给电机501运动，使得金刚笔100的原先的运动轨迹进行改变，即原先的运动轨迹上的每一点发生平移，平移到实际运动轨迹上对应的每一点，如图7中金刚笔100原先的回转最高点c＇平移到金刚笔100实际的回转最高点c，金刚笔100原先的切出点b＇平移到金刚笔100的b，从而对砂轮200修整出所需的凹度。

实施例7

结合图9和图10，本实施例的一种砂轮修整装置，包括双圆相切插补修整机构，以及横向进给单元800，本实施例中的横向进给单元800安装在下托板700的下方，且本实施例中的下托板700通过横向滑动导轨900、以及与该横向滑动导轨900相配合的滑道，进而与工作台滑动相连，该结构设计便于横向进给单元800与横向滑动导轨900、以及与该横向滑动导轨900相配合的滑道三者共同配合，控制下托板700沿着横向移动。本实施例中的横向指的是与纵向相垂直的方向，即金刚笔100靠近砂轮200的方向。

本实施例中横向滑动导轨900的滑动方向与纵向滑动导轨600的滑动方向相互垂直。如图10所示，为了便于理解本实施例中横向滑动导轨900安装在工作台的上表面，与该横向滑动导轨900相配合的滑道安装在下托板700的下表面上。

优选的，本实施例中的下托板700的下表面和工作台的上表面的横截面都设计成U形，便于下托板700卡合在工作台上，横向滑动导轨900设置在工作台U形两垂直边的上表面上，滑道安装在下托板700下表面的相应位置，便于横向滑动导轨900与滑道相互配合。

本实施例中的横向进给单元800包括横向进给电机801、第二滚珠丝杆802和第二丝杆副803，其中横向进给电机801与第二滚珠丝杆802通过联轴器相连；第二丝杆副803设置在第二滚珠丝杆802上，并与下托板700固定相连，保证横向进给电机801带动下托板700移动。本实施例中的第二滚珠丝杆802与第一滚珠丝杆502相互垂直。

由于金刚笔100对砂轮200的不断修整，砂轮200的直径也在不断变化，如果金刚笔100与砂轮200之间的位置关系未能及时的作出调整，砂轮200的凹度会发生变化，使得后续的轴承滚道凸度会发生改变，影响轴承的质量，为了防止这一问题的发生，本实施例中的横向进给单元800工作过程中带动下托板700上的所有装置进行移动，当砂轮200的磨损，半径逐渐减小时，横向进给单元800中的横向进给电机801启动，使下托板700上的所有装置向着砂轮200方向进行移动，即控制金刚笔100向着砂轮200方向进行移动，保证砂轮200上修整的凹度，进而保证轴承的凸度大小。使得整个修整装置实现边修整边磨削，即金刚笔100对砂轮200修整的同时砂轮200对轴承进行磨削，提高整个修整装置的工作效率。

值得说明的是，本实施例中的横向进给单元800和纵向进给单元500二者在修整之前共同配合对转动单元300的位置进行调节，确切的说，修整装置对砂轮200修整之前，横向进给单元800和纵向进给单元500调整上托板400、下托板700的位置，使得转动单元300的转轴303移动到特定位置，即如图7所示，图中o点，便于后续伺服电机301启动调整金刚笔100的位置，使金刚笔100移动到a点。

本实施例的一种砂轮修整装置，通过设有伺服电机301、纵向进给单元500和横向进给单元800，三者共同配合使用，一方面能够在砂轮200上磨削出不同的凹度，满足不同的轴承滚道凸度的要求；另一方面，在需加工成同一凸度的轴承中，伺服电机301、纵向进给单元500和横向进给单元800三者共同配合使用，使得金刚笔100对砂轮200的整个修整过程中，其砂轮200的凹度始终一致，使得后续轴承的成品率大大提高，满足现代轴承的高质量要求。

实施例8

本实施例的一种砂轮修整装置，基本同实施例7，其不同之处在于：本实施例中的横向滑动导轨900安装在工作台上表面U形两垂直边的侧壁上，与该横向滑动导轨900配合的滑道安装在下托板700下表面U形两垂直边的侧壁上的相应位置，两者相互配合使用，便于横向滑动导轨900与滑道相互配合。

此外，更进一步的，本实施例中的横向滑动导轨900与滑道的配合形式采用稳定性能好的交叉滚子导轨形式，该交叉滚子导轨易实现高负荷运动，且机械能耗小、精度高。该结构设计与纵向滑动导轨600、以及与该纵向滑动导轨600相配合的滑道共同保证了金刚笔对砂轮200在修整过程的平稳性，使得修整出砂轮200的凹度得到有效保障。

利用本实施例中的一种砂轮修整装置对砂轮200进行修整的方法，其步骤为：

a、通过横向进给单元800的横向进给电机801和纵向进给单元500的纵向进给电机501控制上托板400以及下托板700的移动，使得位于上托板400上转动单元300的转轴303移动达到特定位置，即如图7所示，图中o点，便于后续伺服电机301启动调整金刚笔100的位置，使金刚笔100移动到a点；

b、砂轮200在修整之前，校核金刚笔100的回转最高点与砂轮200回转中心的高度是否相同，如果二者不在同一高度，通过转动旋转调整机构进而带动微调轴309转动，即调整金刚笔100在旋转臂304上的位置，使金刚笔100的回转最高点与砂轮200回转中心在同一高度；

c、根据所需要砂轮200的凹度，确定金刚笔100的运动轨迹；值得说明的是，该过程中由于需要的轴承其凸度为一确定的值，即轴承的形状为固定的，由于砂轮200是轴承进行磨削，进而能够反推砂轮200的凹度，即砂轮200的凹度为确定的，进而确定金刚笔100运动轨迹，该运动轨迹实际上与砂轮200的凹度形状相同；

d、根据切入时金刚笔100的旋转中心为原点建立坐标系，金刚笔100完成一次修整的运动轨迹满足以下方程关系：

X＝Rcosθ±Vt

Y＝Rsinθ

其中，X表示轨迹横坐标，Y表示轨迹纵坐标，θ表示金刚笔100与其旋转中心之间夹角；V表示金刚笔100沿砂轮周向的移动速度，t表示金刚笔100的移动时间，R表示金刚笔100的旋转半径；+表示金刚笔100沿砂轮200轴向前进，-表示金刚笔100沿着沿砂轮200轴向后退；

值得说明的是，t在金刚笔100每完成一次运动后重新归零，从新开始。

e、结合图7，伺服电机301的转轴位于o点，启动伺服电机301，带动旋转臂304上的金刚笔100摆动，金刚笔100与砂轮200接触点为切入点a；纵向进给单元500的纵向进给电机501控制上托板400在纵向滑动导轨600上以速度V沿砂轮200轴向运动，即带动转动中的金刚笔100进行移动，进而对砂轮200进行修整，即以步骤d中的方程进行修整；

f、当金刚笔100运动到与砂轮200相分离时，此时，金刚笔100与砂轮200接触点为切出点b＇，伺服电机301和纵向进给电机501同时反转，使金刚笔100沿着纵向反向转动，使金刚笔100沿原运动轨迹摆动，直到金刚笔100移动到切入点a；

上述步骤f中金刚笔100的移动轨迹也可以为：金刚笔100与砂轮200在b＇相分离时，伺服电机301继续正转，但纵向进给电机501反转，使得金刚笔100旋转回到切入点a；

g、金刚笔100的运动一直重复步骤e和步骤f，进而对砂轮200进行修整，将砂轮200修整成所需的凹度；

h、金刚笔100在对砂轮200修整的过程中，即步骤e至步骤g中，当砂轮200的半径逐渐时，横向进给单元800的横向进给电机801控制下托板700沿着横向进行移动，使金刚笔100在磨削的过程中，不断前进，始终保证金刚笔100对砂轮200的修整量，通过三个电机共同控制金刚笔100的移动，始终保证砂轮200的凹度，也保证了后续轴承滚道加工的凸度。

值得说明的是，本实施例中的步骤a在步骤e之前都可以进行操作，并没有对其进行限制。

以上示意性的对本发明及其实施方式进行了描述，该描述没有限制性，附图中所示的也只是本发明的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。所以，如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本发明创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种双圆相切插补修整机构，其特征在于：包括金刚笔(100)、转动单元(300)、上托板(400)、纵向进给单元(500)和下托板(700)，所述的金刚笔(100)安装在转动单元(300)的旋转臂(304)上，该旋转臂(304)与转动单元(300)的伺服电机(301)相连，进而通过伺服电机(301)驱动金刚笔(100)转动对待加工砂轮(200)进行修整；所述的转动单元(300)固定安装在上托板(400)上，该上托板(400)与下托板(700)滑动连接，其滑动方向与金刚笔(100)垂直；所述纵向进给单元(500)安装在下托板(700)上，用于驱动上托板(400)运动。

2.根据权利要求1所述的一种双圆相切插补修整机构，其特征在于：所述下托板(700)上安装有纵向滑动导轨(600)，所述的上托板(400)上设置有滑道，该滑道与纵向滑动导轨(600)配合。

3.根据权利要求1或2所述的一种双圆相切插补修整机构，其特征在于：所述的旋转臂(304)上开设有上安装孔(308)，所述的上安装孔(308)中安装有微调轴(309)，所述金刚笔(100)安装在微调轴(309)上，所述金刚笔(100)偏离微调轴(309)中心轴线设置，且所述微调轴(309)能够在上安装孔(308)内转动。

4.根据权利要求3所述的一种双圆相切插补修整机构，其特征在于：所述微调轴(309)上安装有旋转调整机构，转动所述旋转调整机构带动微调轴(309)在上安装孔(308)内转动。

5.根据权利要求3所述的一种双圆相切插补修整机构，其特征在于：所述旋转臂(304)的侧边上开设有定位孔(310)，该定位孔(310)与上安装孔(308)相连通，通过固定件插入到定位孔(310)中，对微调轴(309)进行定位锁定。

6.根据权利要求1所述的一种双圆相切插补修整机构，其特征在于：所述的上托板(400)上表面设有固定块(401)，该固定块(401)对称分布在伺服电机(301)两侧，通过固定块(401)上水平设置的固定螺栓(402)锁紧伺服电机(301)。

7.根据权利要求1所述的一种双圆相切插补修整机构，其特征在于：所述旋转臂(304)圆周转动或往复摆动驱动金刚笔(100)运动。

8.一种砂轮修整装置，其特征在于：包括权利要求1-7中任一项所述的一种双圆相切插补修整机构，以及横向进给单元(800)，所述的横向进给单元(800)设置在下托板(700)下方，且该下托板(700)与工作台滑动连接，用于驱动下托板(700)横向运动。

9.根据权利要求8所述的一种砂轮修整装置，其特征在于：所述工作台上安装有横向滑动导轨(900)，所述的下托板(700)上设置有滑道，该滑道与横向滑动导轨(900)配合。