CN109940514B - 一种双圆相切插补修整装置的修整方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种双圆相切插补修整装置的修整方法，属于砂轮修整技术技术领域。本发明包括金刚笔、转动单元、纵向进给单元和横向进给单元，其金刚笔安装在转动单元的旋转臂上，通过伺服电机驱动金刚笔转动对工作台上的砂轮进行修整；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；纵向进给单元安装在下托板上，用于驱动上托板纵向运动；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。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；此外，通过纵向进给单元和横向进给单元共同控制金刚笔的运动轨迹，保证砂轮修整的凹度。

Description

一种双圆相切插补修整装置的修整方法

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装置的修整方法。

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，虽然也能够将轴承滚道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，进而影响轴承滚道的凸度，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，当轴承滚道需要不同的凸度时，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滚道凸度形状的要求。

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装置的修整方法；通过将双圆相切插补修整装置中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；此外，通过纵向进给单元和横向进给单元共同控制金刚笔的运动轨迹，保证砂轮修整的凹度。

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装置的修整方法，其过程为：

金刚笔对砂轮进行圆弧摆动修整或周向摆动修整，在修整的同时金刚笔沿砂轮的轴向运动。

作为本发明的更进一步改进，采用一种双圆相切插补修整装置对砂轮进行修整的方法，其步骤为：

a、根据所需要砂轮的凹度，确定金刚笔运动轨迹；

b、根据切入时金刚笔的旋转中心为原点建立坐标系，金刚笔运动轨迹满足以下方程关系：

X＝R cosθ±Vt

Y＝R sinθ

其中，X表示轨迹横坐标，Y表示轨迹纵坐标，θ表示旋转中心到金刚笔之间的连线与X正方向之间的夹角；V表示金刚笔沿砂轮轴向的移动速度，t表示金刚笔的移动时间，R表示金刚笔的旋转半径；

c、横向进给单元控制下托板沿着横向进行移动，使金刚笔靠近砂轮；

d、根据步骤b中的方程，控制伺服电机带动金刚笔进行圆弧摆动或周向摆动，同时纵向进给单元带动金刚笔以速度V沿砂轮轴向运动，对砂轮进行修整；

e、当金刚笔运动到与砂轮相分离时，此时，伺服电机继续转动以及纵向进给单元沿着纵向反向移动，使金刚笔沿原运动轨迹反向摆动；

f、金刚笔的运动一直重复步骤d和步骤e，进而对砂轮进行往复摆动修整；

g、在修整的过程中，当砂轮的半径逐渐降低时，横向进给单元控制金刚笔不断前进，保证金刚笔对砂轮的修整量。

作为本发明的更进一步改进，所述的一种双圆相切插补修整装置包括金刚笔、转动单元、上托板、纵向进给单元、下托板和横向进给单元，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工作台上的砂轮进行修整；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，用于驱动上托板纵向运动；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，所述的旋转臂上还开设有上安装孔，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。

作为本发明的更进一步改进，所述的纵向进给单元包括纵向进给电机、第一滚珠丝杆和第一丝杆副，其中纵向进给电机与第一滚珠丝杆相连；第一丝杆副安装在第一滚珠丝杆上，该第一丝杆副能在第一滚珠丝杆上进行移动，且第一丝杆副与上托板固定相连。

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，所述的纵向滑动导轨与滑道的配合形式采用交叉滚子导轨形式。

作为本发明的更进一步改进，所述的横向进给单元包括横向进给电机、第二滚珠丝杆和第二丝杆副，其中横向进给电机与第二滚珠丝杆相连；第二丝杆副设置在第二滚珠丝杆上，并与下托板固定相连；且该第二滚珠丝杆与第一滚珠丝杆相互垂直。

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。

作为本发明的更进一步改进，所述的横向滑动导轨与滑道的配合形式采用交叉滚子导轨形式。

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装置的修整方法，通过将修整装置中的金刚笔安装固定在旋转臂上，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，对轴承滚道进行加工，使之具有一定的凸度，同时伺服电机、纵向进给电机和横向进给电机三者相互配合，在砂轮上修整出不同的凹度，无需人为对金刚笔的转动半径进行调整，改变砂轮的凹度。

(2)本发明的一种双圆相切插补修整装置，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，即保证了后续轴承滚道加工的凸度，该结构设计简单，易于操作。

(3)本发明的一种双圆相切插补修整装置，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，且纵向滑动导轨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；此外，下托板与工作台之间也设计有同样的横向滑动导轨和滑道，只是滑动方向相互垂直，便于控制金刚笔的运动，保证装置运行的平稳性。

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装置的结构示意图；

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。

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装置，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。整个转动单元300固定安装在上托板400上，该上托板400安装在工作台上。

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，进而将轴承滚道磨削出不同的凸度，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滚道，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，并检测最终轴承滚道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。

为了保证转动单元300随着上托板400一起移动，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，即进行横向固定。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。

本实施例中的金刚笔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，进而对轴承滚道进行加工，使之具有一定的凸度，满足高质量轴承的要求。

此外，本实施例中修整装置在对砂轮200修整的同时，砂轮200对轴承进行磨削，因此在整个过程中，砂轮200的直径在不断变化，即砂轮200的直径减小，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，本实施例中在下托板700的下方设有横向进给单元800，即该横向进给单元800设置在下托板700与工作台之间，为了便于控制下托板700运动，下托板700与工作台滑动连接，用于驱动下托板700横向运动，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。

本实施例的一种双圆相切插补修整装置，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滚道中，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2

结合图2和图3，本实施例的一种双圆相切插补修整装置，基本同实施例1，其不同之处在于：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，使得修整装置可以在砂轮200上修整出不同的凹度，无需人为对金刚笔100的转动半径进行调整，进而改变砂200的凹度。

本实施例在下托板700的上表面上安装有纵向滑动导轨600，并在上托板400的下表面上设置有与该纵向滑动导轨600配合使用的滑道，纵向滑动导轨600和滑道相互配合，便于与伺服电机301一起带动上托板400沿金刚笔100垂直方向移动。

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。

本实施例在工作台上表面上安装有横向滑动导轨900，并在对应的下托板700下表面上设置有该横向滑动导轨900配合的滑道，横向滑动导轨900和滑道相互配合，便于下托板700上的所有装置向着砂轮200方向进行移动。值得说明的是，本实施例中的横向滑动导轨900与纵向滑动导轨600相互垂直。

本实施例中的横向进给单元800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，进而保证轴承滚道的凸度大小。此外，横向进给单元800的设计，在修整装置对砂轮200修整之前，便于调节金刚笔100与砂轮200之间的距离，即方便后续金刚笔100对砂轮200进行加工修整。

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。

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，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上插有微调轴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和图3，本实施例的一种双圆相切插补修整装置，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，滑道设置在对应的上托板400的下表面上，两者相互配合使用，便于上托板400移动。横向滑动导轨900的设计与纵向滑动导轨600的设计基本相同，其横向滑动导轨900水平设置在工作台的上表面上，滑道设置在对应的下托板700的下表面上，两者相互配合，便于下托板700的移动。

如图4和图5所示，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，即进行纵向固定。通过横向固定和纵向双重固定将转动单元300固定在上托板400上。

如图4，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相连，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。本实施例中的固定件为固定螺栓或固定销等部件。

结合图4和图6，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，通过人为转动金刚笔100，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。

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装置，基本同实施例3，其不同之处在于：本实施例中的上托板400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形两垂直边的上表面上，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。此外，横向滑动导轨900的结构设计与纵向滑动导轨600的结构设计基本相同，即下托板700的下表面和工作台的上表面的横截面也都设计成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的相应位置，便于横向滑动导轨900与滑道相互配合。

如图6所示，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，且金刚笔100的中心轴线与微调轴309的中心轴线之间的距离为1mm。

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。

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，影响修整装置对砂轮200的修整。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，本实施例的一种双圆相切插补修整装置，基本同实施例4，其不同之处在于：本实施例中的纵向滑动导轨600安装在下托板700U形两垂直边的侧壁上，滑道也安装在上托板400U形垂直两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。

如图6所示，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，例如旋转手柄，便于通过人为转动该旋转手柄调整金刚笔100的位置。

实施例6

结合图6，本实施例的一种双圆相切插补修整装置，基本同实施例5，其不同之处在于：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3mm。

此外，如图3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，滑道也安装在下托板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，便于纵向滑动导轨600与滑道相互配合。

结合图7，利用本实施例中的一种双圆相切插补修整装置对砂轮200进行修整的方法，其步骤为：

a、根据所需要轴承滚道凸度大小，即所需修整砂轮200的凹度，确定金刚笔100运动轨迹；值得说明的是，该过程中由于需要的轴承其凸度大小为一确定的值，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；

b、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＝R cosθ±Vt

Y＝R sinθ

其中，X表示轨迹横坐标，Y表示轨迹纵坐标，θ表示旋转中心到金刚笔之间的连线与X正方向之间的夹角；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；

c、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，即控制金刚笔100靠近砂轮200，并通过纵向进给单元500的纵向进给电机501控制金刚笔100与砂轮200相接触；

d、根据步骤b中的方程，伺服电机301开始启动，伺服电机301带动旋转臂304上的金刚笔100摆动，此时，金刚笔100从切入点a开始对砂轮200进行摆动磨削修整；与此同时，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上进行移动，即带动金刚笔100以速度V沿砂轮200轴向运动，对砂轮200进行摆动修整；

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进行往复摆动修整，将砂轮200修整成所需的凹度；

g、金刚笔100在对砂轮200修整的过程中，即步骤d至步骤f中，当砂轮200的半径降低时，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，本实施例中步骤c在步骤d之前都可以进行操作，并没有对其进行限制。

此外，在金刚笔100对砂轮200进行修整之前，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的转动，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，便于后续金刚笔100对砂轮200进行摆动修整。

本实施例中的一种双圆相切插补修整装置的修整方法，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。

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装置的修整方法，其特征在于：采用一种双圆相切插补修整装置对砂轮进行修整的方法，其步骤为：

a、根据所需要砂轮(200)的凹度，确定金刚笔(100)运动轨迹；

b、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)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表示旋转中心到金刚笔之间的连线与X正方向之间的夹角；V表示金刚笔(100)沿砂轮(200)轴向的移动速度，t表示金刚笔(100)的移动时间，R表示金刚笔(100)的旋转半径；

c、横向进给单元(800)控制下托板(700)沿着横向进行移动，使金刚笔(100)靠近砂轮(200)；

d、根据步骤b中的方程，控制伺服电机(301)带动金刚笔(100)进行圆弧摆动或周向摆动，同时纵向进给单元(500)带动金刚笔(100)以速度V沿砂轮(200)轴向运动，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，伺服电机(301)继续转动以及纵向进给单元(500)沿着纵向反向移动，使金刚笔(100)沿原运动轨迹反向摆动；

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)进行往复摆动修整；

g、在修整的过程中，当砂轮(200)的半径逐渐降低时，横向进给单元(800)控制金刚笔(100)不断前进，保证金刚笔(100)对砂轮(200)的修整量。

2.根据权利要求1所述的一种双圆相切插补修整装置的修整方法，其特征在于：所述的一种双圆相切插补修整装置包括金刚笔(100)、转动单元(300)、上托板(400)、纵向进给单元(500)、下托板(700)和横向进给单元(800)，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)转动对工作台上的砂轮(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)纵向运动；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。

3.根据权利要求2所述的一种双圆相切插补修整装置的修整方法，其特征在于：所述的旋转臂(304)上还开设有上安装孔(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。

4.根据权利要求2所述的一种双圆相切插补修整装置的修整方法，其特征在于：所述的纵向进给单元(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)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)固定相连。

5.根据权利要求4所述的一种双圆相切插补修整装置的修整方法，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。

6.根据权利要求5所述的一种双圆相切插补修整装置的修整方法，其特征在于：所述的纵向滑动导轨(600)与滑道的配合形式采用交叉滚子导轨形式。

7.根据权利要求2所述的一种双圆相切插补修整装置的修整方法，其特征在于：所述的横向进给单元(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)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；且该第二滚珠丝杆(802)与第一滚珠丝杆(502)相互垂直。

8.根据权利要求7所述的一种双圆相切插补修整装置的修整方法，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。

9.根据权利要求8所述的一种双圆相切插补修整装置的修整方法，其特征在于：所述的横向滑动导轨(900)与滑道的配合形式采用交叉滚子导轨形式。

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