CN113231954A - 一种四点接触球轴承套圈的超精加工装置和加工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种四点接触球轴承套圈的超精加工装置和加工方法，所述装置包括套圈移动单元和油石移动单元，所述套圈移动单元上设置有轴承套圈，所述轴承套圈上设置有弧形滚道，所述套圈移动单元用于带动所述轴承套圈移动并旋转；所述油石移动单元上设置有油石，所述油石移动单元用于带动所述油石移动，所述油石用于将所述弧形滚道左侧研磨成左圆弧和将所述弧形滚道右侧研磨成右圆弧，所述左圆弧和所述右圆弧左右对称且底部相接。本发明的四点接触球轴承套圈的超精加工装置和加工方法能够实现均匀的超精加工，能够对研磨表面的不同位置进行针对性的加工，从而提高加工质量和效率。

Description

一种四点接触球轴承套圈的超精加工装置和加工方法

技术领域

本发明涉及轴承套圈加工的技术领域，特别涉及一种四点接触球轴承套圈的超精加工装置和加工方法。

背景技术

滚动轴承是一种大规模使用的机械零部件，使用在机械的主轴上，用于于支撑主轴旋转。由于滚动轴承要求精度高，噪音低，摩擦小，工作可靠，因此滚动轴承的加工精度很高。

滚动轴承一般由内圈、外圈、钢球、保持架等基本零件组成，球轴承的滚道形状是比圆球直径稍微大一些的圆弧组成。四点接触球轴承的滚道形状不同，每个滚道是由两段半径、形状相同但圆心不在同一位置的圆弧组成，形成一个尖拱形状的圆弧，钢球与每个沟道的两点接触，内外套圈共形成四个接触点，接触点与圆心连线，与滚道中心线呈一定的夹角，夹角称为接触角，因此称为四点角接触球轴承。根据使用中的承受的轴向力，接触角可选择不同的角度，例如常用的接触角可选择15°、25°、40°等，接触角越大，轴向承载能力越大。应注意的是，接触点并不一定在滚道圆弧素线的中点。相比一般的球轴承，四点接触球的轴向游隙小，承载能力大，但沟道加工复杂。

现有技术中，四点接触球轴承的滚道加工中，滚道的磨削一般使用成型磨削，使用专用工具或者装置对砂轮进行成型修整，将砂轮修整成与要求一致的形状，然后磨削沟道，形成良好的加工精度。但在超精加工中，不能实现成型加工的方式。

在轴承行业中，所谓超精加工，是指采用油石在旋转的加工表面，使用一定的压力沿着一定的轨迹往复研磨，轨迹与被加工表面的形状相同。例如滚道为直线形状，油石在直线方向往复振荡；滚道为圆弧形状，油石以圆弧圆心往复摆动，通过一定的振荡或者摆动频率，对油石施加一定的压力，在被加工表面形成研磨效果，提高被加工部件的表面质量。主要作用是大幅度改善被加工表面的微观质量，例如降低表面粗糙度、波纹度等，油石振荡过程中工件旋转，能够加工圆周表面，油石在一定压力下往复振荡或者摆动，是超精加工的工艺基础。在其他的机械领域，超精有不同的名称，例如机械加工中一般称为珩磨，也是使用油石在一定压力和振荡频率下对表面进行加工。

目前的四点接触球轴承套圈超精加工过程中，油石的压力可以根据加工状态自动调整，工件转速可以通过调速电机进行调整，油石通过电机带动曲柄连杆机构，将电机的旋转运动转化为油石的往复摆动，摆动频率通过电机调速进行调整，但油石的摆动圆心和位置以及摆动幅度在工作中固定不能调整，油石只能围绕一个摆动圆心，左右对称的摆动，不能实现对非对称表面的加工。这种方式具有以下问题，由于沟道为半径相同但圆心不同的两段圆弧组成，而超精过程中的油石只能围绕一个圆弧圆心摆动，虽然能够对滚道表面起到研磨改善作用，但由于摆动圆心无法和两段圆弧圆心重合，因此超精过程中油石实际上对滚道的研磨不均匀，破坏了两段圆弧的形状，对两段滚道的圆弧半径和轮廓度产生了破坏作用。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种四点接触球轴承套圈的超精加工装置和加工方法，以解决现有技术中四点接触球轴承的超精加工中油石会破坏滚道的问题。

为了解决上述技术问题，本发明的技术方案为：

一种四点接触球轴承套圈的超精加工装置，包括套圈移动单元和油石移动单元，

所述套圈移动单元上设置有轴承套圈，所述轴承套圈上设置有弧形滚道，所述套圈移动单元用于带动所述轴承套圈移动并旋转；

所述油石移动单元上设置有油石，所述油石移动单元用于带动所述油石移动，所述油石用于将所述弧形滚道左侧研磨成左圆弧和将所述弧形滚道右侧研磨成右圆弧，所述左圆弧和所述右圆弧左右对称且底部相接。

进一步的：所油石移动单元包括上下移动机构、摆动机构、摆动固定架、下压机构、油石架和所述油石，所述油石安装在所述油石架上，且能在所述油石架内上下移动，所述油石架固定在所述摆动固定架上，所述摆动固定架设置在所述摆动机构上，所述摆动机构用于带动所述摆动固定架摆动；所述下压机构设置在所述摆动固定架上，所述下压机构用于下压油石以使所述油石向下移动；所述摆动机构安装在所述上下移动机构上，所上下移动机构用于带动所述油石上下移动。

进一步的：所述油石移动单元还包括位移传感器，所述位移传感器固定在所述气缸侧壁上，所述位移传感器的可移动单元设置在所述压杆上，所述位移传感器用于监测所述压杆的移动数据。

进一步的：所述下压机构包括气缸和压杆，所述压杆一端固定在所述气缸的活塞杆上，所述压杆的另一端位于所述油石上方，所述活塞杆向下移动带动所述压杆向下移动，所述压杆向下移动并按压所述油石以使所述油石向下移动；所述活塞杆向上移动带动所述压杆向上移动，所述压杆向上移动与所述油石脱离接触。

进一步的：所述上下移动机构包括上下移动电机。

进一步的：所述摆动机构包括摆动电机，所述摆动固定架通过联轴器固定在所述摆动电机上，所述摆动固定架包括一体式的横板和纵板，所述油石架固定在所述横板上，所述气缸固定在所述纵板上。

进一步的：所述套圈移动单元包括套圈架、旋转机构和套圈移动机构，所述套圈安装在所述套圈架上，所述套圈架固定在所述旋转机构上，所述旋转机构固定字啊所述套圈移动机构上，所述套圈移动机构用于带动所述套圈在水平方向上直线移动，所述旋转机构用于带动所述套圈旋转。

进一步的：所述套圈移动机构包括套圈移动电机，所述旋转机构包括旋转电机，所述旋转电机通过丝杠设置在套圈移动电机上。

基于本发明的另一方面，提供了一种四点接触球轴承套圈的超精加工方法，所述方法包括以下步骤：

前后移动所述轴承套圈，使得所述轴承套圈待加工一侧圆弧滚道圆心与所述油石摆动圆心在Z轴重合；

上下移动所述油石，使得所述油石摆动圆心与所述轴承套圈待加工一侧圆弧滚道圆心在Y轴重合；

下压所述油石以使所述油石压在所述轴承套圈待加工一侧圆弧滚道上；

旋转所述轴承套圈并使所述油石往复摆动研磨所述轴承套圈待加工一侧圆弧滚道，往复摆动的振幅不小于所述轴承套圈待加工一侧圆弧滚道的宽度；

研磨完毕后，停止所述轴承套圈的旋转并停止所述油石的往复摆动。

进一步的：所述方法还包括以下步骤：

前后移动所述轴承套圈，使得所述轴承套圈待加工另一侧圆弧滚道圆心与所述油石摆动圆心在Z轴重合；

上下移动所述油石，使得所述油石摆动圆心与所述轴承套圈待加工另一侧圆弧滚道圆心在Y轴重合；

下压所述油石以使所述油石压在所述轴承套圈待加工另一侧圆弧滚道上；

旋转所述轴承套圈并使所述油石往复摆动研磨所述轴承套圈待加工另一侧圆弧滚道，往复摆动的振幅不小于所述轴承套圈待加工另一侧圆弧滚道的宽度；

研磨完毕后，停止所述轴承套圈的旋转并停止所述油石的往复摆动。

采用上述技术方案，由于设置有套圈移动单元和油石移动单元，能够分别调节套圈的位置和油石的位置，能够实现在一个工位上对一个滚道的两侧圆弧分别进行超精加工，通过分别调整套圈待加工圆弧滚道圆弧和油石摆动圆心的位置，可以实现均匀的超精加工；另外油石摆动幅度和摆动倾斜角度，可以根据需要设置变化，以对研磨表面的不同位置进行针对性的加工，从而提高加工质量和效率。

附图说明

图1为本发明四点接触球轴承套圈的超精加工装置中油石移动单元的结构示意图；

图2为本发明四点接触球轴承套圈的超精加工装置中套圈移动单元的结构示意图；

图3为本发明四点接触球轴承套圈的超精加工装置中套圈的部分剖视图；

图4为本发明四点接触球轴承套圈的超精加工装置中四点角接触球的安装结构剖视图；

图5为本发明四点接触球轴承套圈的超精加工方法中左圆弧的加工示意图；

图6为本发明四点接触球轴承套圈的超精加工方法中右圆弧的加工示意图。

图中，1-工作台，2-上下移动电机，3-支架，4-滚珠丝杠一，5-螺母一，6-固定平台，7-摆动电机，8-摆动固定架，9-气缸，10-压杆，11-油石架，12-位移传感器，13-油石，14-套圈移动电机，15-滚珠丝杠二，16-螺母二，17-旋转电机，18-套圈架，19-套圈。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明。在此需要说明的是，对于这些实施方式的说明用于帮助理解本发明，但并不构成对本发明的限定。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

实施例

一种四点接触球轴承套圈的超精加工装置，如图1-图2所示，包括套圈移动单元和油石移动单元，套圈移动单元上设置有轴承套圈19，轴承套圈19上设置有弧形滚道，套圈移动单元用于带动轴承套圈19移动并旋转；油石移动单元上设置有油石13，油石移动单元用于带动油石13移动，油石13用于将弧形滚道左侧研磨成左圆弧和将弧形滚道右侧研磨成右圆弧，左圆弧和右圆弧左右对称且底部相接。

四点角接触球轴承套圈19的每个滚道都由两段圆弧组成，分别是左圆弧和右圆弧，两个圆弧半径R相同，如图3所示。钢球与每段圆弧接触，接触位置称为接触点b。钢球分别与外圈和内圈的滚道的圆弧接触，如图4所示，共形成四个接触点，因此称为四点接触。每两个接触点的连线与钢球的中心O形成夹角a，夹角a称为接触角a，因此称也成为四点角接触球轴承。根据使用中的承受的轴向力，接触角可选择不同的角度，例如常用的接触角可选择15°、25°、40°等，接触角越大，轴向承载能力越大，应注意的是，接触点并不一定在滚道圆弧横截面的中点。每段圆弧有各自的中心点，每段圆弧的横截面有中心位置，为了防止钢球在滚动中部产生滑动，设计中使内圈、外圈与钢球的接触点的连线通过钢球的中心，同一套轴承钢球中心两侧的接触角相同，钢球在滚动中不会产生滑动。不同的轴承型号，承载能力不同，使用工况不同，因此选择的钢球大小不同，相应的套圈具有不同的滚道圆弧半径和圆心位置。钢球与滚道圆弧的接触点及其周围，是工作中最重要的使用位置，钢球在滚道接触点及其周围滚动，因此接触点及其周围承受的负荷高，表面质量要求高，因此精研工艺的重点是围绕接触点及其周围进行加工。在本发明的实施例中，通过轴承套圈19的位置调整使轴承套圈19的两段圆弧圆心和油石13摆动圆心分别重合，实现均匀的超精加工。油石13的摆动圆心方向应根据加工圆弧的不同，进行相应的调整，调整后油石13围绕圆弧截面的中心位置往复摆动，摆动的移动角度可以为对称或者非对称移动。

油石13摆动圆心O¹和套圈滚道(例如左侧)的圆弧圆心O²的重合，需要在空间坐标系中的三个方向进行调整，设定X轴方向为左右方向，Y轴方向为高低方向，Z轴为前后方向。即起始位置时，油石13摆动圆心O¹(下文简称O¹)和套圈滚道左圆弧圆心O²(下文简称O²)两点的距离

其中x为O¹和O²在X轴方向的距离，y为O¹和O²在Y轴方向的距离，z为O¹和O²在Z轴方向的距离。

x是O¹和O²在X轴方向的距离距离，在机床设计中可以确定为固定值，即使套圈19直径大小不同，只要在设计中计算准确，采用不同长度的油石架11设计，可以满足设计要求，不受滚道圆弧半径R和位置的影响。因此X轴方向的距离可以设置为固定值，减少装置的操作，也使得装置结构更简单些，不需要调整X轴的位置。

套圈移动单元在工作台1上前后方向即Z轴方向设置且能够沿着Z轴前后方向移动，而油石移动单元在水平面上与套圈移动单元互相垂直设置，即油石移动单元在工作台1上左右方向即X轴方向设置且能够沿着X轴方向左右移动。

具体的，在本发明的实施例中，油石移动单元包括上下移动机构、摆动机构、摆动固定架8、下压机构、油石架11、油石13和位移传感器12，油石13安装在油石架11上，且能在油石架11内上下移动，油石架11固定在摆动固定架8上，摆动固定架8设置在摆动机构上，摆动机构用于带动摆动固定架8摆动；下压机构设置在摆动固定架8上，下压机构用于下压油石13以使油石13向下移动；摆动机构安装在上下移动机构上，上下移动机构用于带动油石13上下移动，位移传感器12固定在气缸9侧壁上，位移传感器12的可移动单元设置在压杆10上，位移传感器12用于监测压杆10的移动数据。

其中，在本发明的实施例中，上下移动机构包括上下移动电机2，具体的，上下移动电机2为伺服电机，上下移动电机2通过控制器控制移动距离，可以通过输入上下移动距离，使控制器控制上下移动电机2在Y轴上移动相应的距离。

在装置调试初期，可以采用手动输入数据的方式，控制油石13的移动距离，调试完成后，就可以预设移动数据y实现自动移动。

上下移动电机2通过支架3固定在工作台1上，上下移动电机2的转轴上通过联轴器设置有滚珠丝杠一4，滚珠丝杠一4上设置有螺母一5，螺母一5上固定有固定平台6，摆动机构设置在固定平台6上，当启动上下移动电机2后，上下移动电机2旋转带动滚珠丝杠一4转动，设置在滚珠丝杠一4上的螺母一5则随之上下移动，并带动固定平台6上下移动，以最终实现油石13的上下移动。

在本发明的实施例中，摆动机构包括摆动电机7，具体的，摆动电机7可以是伺服电机，摆动电机7连接有控制器，可以通过控制器控制摆动电机7往复摆动的位置、频率和幅度等，也可以实现绕不同位置的中心往复摆动，利用控制器驱动的摆动电机7可控可调的特点，对被加工表面采用可控的加工方法。

摆动固定架8包括一体式的横板和纵板，即摆动固定架8的纵截面为L形，油石架11固定在横板上，气缸9固定在纵板上，另外摆动固定架8的纵板还通过联轴器固定在摆动电机7上。

油石13设在油石架11上，在本发明的实施例中，油石13是这样设置在油石架11上的：油石架11后端固定在摆动固定架8的横版上，前端设置有上下贯通的通孔，通孔的横截面尺寸与油石13的横截面尺寸基本相同，例如油石13的长0.5cm，宽0.5cm，高5cm，则通孔的长最好为0.51cm，宽为0.51cm，高，即油石架11的厚度需要远小于油石13的高度，例如在本发明的实施例中，通孔的高为1cm。

这样的尺寸设置可以将油石13比较容易的放入通孔中，但是油石13也不会很轻易的从通孔中脱落，为了进一步将油石13限定在通孔中防止其掉落，还可以设置一油石13压块，从油石13侧面压住油石13，即在油石架11侧面设置一压块孔，将压块放入压块孔中，并借助螺栓等工具横向挤压压块，使得压块压住油石13侧壁，这样压块与油石13侧壁之间具有向上的摩擦力，可以阻止油石13在没有压杆10的压力下会自己向下滑落的问题。

当摆动电机7在控制器的控制下往复摆动时，带动油石架11摆动最终使油石13摆动。

下压机构用于下压油石13，在下压机构的压力作用下，油石13向下移动，且下压机构抬起后，压力消除，下压机构与油石13脱离接触，且不限制两者之间的自由活动，即下压机构下压油石13能使油石13同步向下移动，而下压机构抬起与油石13脱离接触后，油石13不随下压机构移动。

具体的，在本发明的实施例中，下压机构包括气缸9和压杆10，压杆10一端固定在气缸9的活塞杆上，压杆10的另一端位于油石13上端，活塞杆向下移动带动压杆10向下移动，压杆10向下移动并按压油石13以使油石13向下移动；活塞杆向上移动带动压杆10向上移动，压杆10向上移动与油石13脱离接触。

在加工过程中，油石13是不断被磨损的，当磨损到移动程度时或者在研磨过程中油石13会断裂，都会对圆弧的研磨产生影响，生产出不合格产品。

因此通过设置位移传感器12可以进行监测，具体的位移传感器12的固定部分安装在气缸9侧壁上，实际上位移传感器12的固定部分安装的位置可以根据需要安装在其他地方，不是必须安装在气缸9侧壁上的；位移传感器12的可移动单元设置在压杆10上，用于监测压杆10的移动数据，通过监测压杆10的移动数据来监测油石13的磨损，且位移传感器12与控制器连接。

具体的，位移传感器12是这样监测的：对于很窄的油石13，由于油石13烧结的强度较低，油石13研磨过程中可能发生断裂现象，如果油石13断裂，将从油石13本体上脱离；而此时作用在油石13上的压杆10在气缸9的作用下仍然存在向下的压力，由于油石13断裂，压杆10会在短时间内产生很大的位移变化，位于压杆10上的位移传感器12会显示相应的变化数据，通过观察数据可以判断发生故障可能影响圆弧的研磨，可以由控制器自动控制摆动电机7停止工作；另外油石13具有磨损极限尺寸，例如长度为5cm的油石13，在本装置中磨损的极限尺寸为2cm，即油石13磨损掉3cm后再使用可能会影响圆弧的研磨，应该更换油石13，因此位移传感器12还可以监测油石13的磨损，将位移传感器12检测到的压杆10移动数据与预存的极限尺寸数据对比，当位移传感器12检测到的压杆10移动数据与极限尺寸数据相同时，通过控制器关闭摆动电机7停止工作以更换油石13。

通过设置位移传感器12，可以在油石13磨损到一定程度时监测出来，并在油石13断裂时也能监测出来，由于位移传感器12连接控制器，可以自动的关闭系统，防止生产出不良品。

套圈移动单元是带动套圈19移动并选择的装置，在本发明的实施例中，套圈移动单元包括套圈架18、旋转机构和套圈移动机构，套圈19安装在套圈架18上，套圈架18固定在旋转机构上，旋转机构固定在套圈移动机构上，套圈移动机构固定在工作台1上，套圈移动机构用于带动套圈19在水平方向上直线移动，旋转机构用于带动套圈19旋转。

具体的，在本发明的实施例中，套圈移动机构包括套圈移动电机14，套圈移动电机14固定在工作台1上，旋转机构包括旋转电机17，旋转电机17通过丝杠设置在套圈移动电机14上。

当套圈移动电机14启动时，设置在套圈移动电机14上的滚珠丝杠二15旋转带动滚珠丝杠二15上的螺母二16做直线运动，而设置在螺母二16上的旋转电机17相应的做直线运动，最终带动套圈19在水平面直线运动，即前后方向移动。

套圈移动电机14连接控制器，可以通过输入移动数据，使得套圈移动电机14按照输入的数据在前后方向移动相应的距离。

在装置调试初期，可以采用手动输入数据的方式，控制套圈19的移动距离，调试完成后，就可以预设移动数据z实现自动移动。

旋转电机17也连接控制器，可以根据控制器的控制信号调节旋转的速度，例如放置上或去下套圈19的时候，都需要套圈19停止转动，可以保护装置和套圈19以及使用者的安全；另外在旋转的时候也可以根据预设程序调节转速。

本发明的装置的超精加工方法是这样的：

左圆弧的加工，如图5所示，先调节套圈19和油石13的位置，使得O¹和O²重合，即使油石13的往复摆动半径与套圈19的左圆弧半径一致，这样油石13才能研磨出需要的左圆弧。

然后由于X轴方向上O¹和O²是固定值的，因此不需要调节X轴方向二者之间的距离，可以先调节Z轴方向二者之间的距离：启动套圈移动电机14，由套圈移动电机14带动套圈19前后移动，直至O¹和O²在Z轴方向上重合，此时可以关闭套圈移动电机14；然后调节Y轴方向二者之间的距离：启动上下移动电机2，上下移动电机2带动油石13上下移动，直至O¹和O²在Y轴方向上重合，此时可以关闭上下移动电机2。

初期调整过程中可以使用专用工装和仪表进行辅助测量，在此对调整具体过程不做过多赘述。

油石13的摆动应围绕待加工圆弧的接触点，即钢球与待加工圆弧接触的位置点往复摆动，摆动幅度能够覆盖待加工圆弧的整个轮廓，也可以比圆弧轮廓略微大一些，接触点两侧的摆动角度可以对称，也可以不对称，轴承不同的接触角决定了接触点在滚道圆弧轮廓上的不同位置，例如40°接触角，接触点接近套圈19挡边，而远离滚道底部的位置。15°接触角，接触点接近套圈滚道底部，而远离套圈19挡边的位置。无论对哪一种接触角的套圈滚道进行超精加工，油石13的边缘最好只略微超出滚道圆弧轮廓边缘0～0.5mm，超出过大，降低研磨效率，油石13受力不均匀；若油石13的边缘略微小于滚道圆弧轮廓边缘，滚道表面有未加工区域，加工表面质量差。滚道的接触点是轴承使用过程的核心部位，因此以接触点为中心进行超精加工，加工精度高，能够提高轴承性能，延长轴承寿命。

套圈19在旋转电机17带动下旋转，开启气缸9，活塞杆下移带动压杆10下移，通过压杆10的另外一端，对油石13施加压力使油石压在滚道待加工表面左侧圆弧上，摆动电机7带动摆动固定架8采用大幅度、高频率摆动，油石13以较高往复摆动，同时套圈19以较高的转速转动，往复摆动的振幅能够覆盖滚道左侧圆弧的全部表面，短时间内进行强力研磨；然后套圈19在旋转电机17带动下，通过预先设定的程序，调整转速，以较低的转速转动，摆动电机7带动摆动固定架8转入大幅度、中频率摆动，油石13在气缸9作用下，以较低的压力压在滚道左侧圆弧上；进行中度研磨；最后采用大幅度、低频率摆动，在很短时间内进行修饰研磨，然后结束研磨。气缸9下端通入压缩空气，活塞杆上移带动压杆10上移，压杆10与油石13脱离接触，上下移动电机2带动油石13整体上移一段距离回到起始位置，油石13与套圈19的滚道左侧圆弧脱离接触，套圈19停止转动，左侧圆弧加工成左圆弧。

左圆弧加工完成后，进行右圆弧的加工，如图6所示：左圆弧圆心O²与右圆弧圆心O³(下文简称O³)在同一水平面上，且两个圆心的距离为L，由于左圆弧与右圆弧为左右对称的结构，因此O²与O³仅在Z轴方向存在距离L_z，即L_z＝L，因此在加工右圆弧时需要在Z轴方向移动L的距离，而上下方向即Y轴方向移动的距离与之前相同。

启动套圈移动电机14，通过滚珠丝杆带动套圈19移动，通过控制器以及预设的程序控制，移动的距离为L，移动到对应的位置后，关闭套圈移动电机14；上下移动电机2工作的方式与之前相同，因此不再赘述。

套圈19在旋转电机17带动下旋转，开启气缸9，活塞杆下移带动压杆10下移，通过压杆10的另外一端，对油石13施加压力使油石压在滚道待加工表面右侧圆弧上，摆动电机7带动摆动固定架8采用大幅度、高频率摆动，油石13以较高往复摆动，同时套圈19以较高的转速转动，往复摆动的振幅能够覆盖滚道右侧圆弧的全部表面，短时间内进行强力研磨；然后套圈19在旋转电机17带动下，通过预先设定的程序，调整转速，以较低的转速转动，摆动电机7带动摆动固定架8转入大幅度、中频率摆动，油石13在气缸9作用下，以较低的压力压在滚道右侧圆弧上；进行中度研磨；最后采用大幅度、低频率摆动，在很短时间内进行修饰研磨，然后结束研磨。气缸9下端通入压缩空气，活塞杆上移带动压杆10上移，压杆10与油石13脱离接触，上下移动电机2带动油石13整体上移一段距离，油石13与套圈19的滚道右侧圆弧脱离接触，套圈19停止转动，右侧圆弧加工成右圆弧，整个滚道的两段圆弧精加工完毕。

以上结合附图对本发明的实施方式作了详细说明，但本发明不限于所描述的实施方式。对于本领域的技术人员而言，在不脱离本发明原理和精神的情况下，对这些实施方式进行多种变化、修改、替换和变型，仍落入本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种四点接触球轴承套圈的超精加工装置，其特征在于：包括套圈移动单元和油石移动单元，

所述套圈移动单元上设置有轴承套圈，所述轴承套圈上设置有弧形滚道，所述套圈移动单元用于带动所述轴承套圈移动并旋转；

所述油石移动单元上设置有油石，所述油石移动单元用于带动所述油石移动并做往复运动，所述油石往复运动用于将所述弧形滚道左侧研磨成左圆弧和将所述弧形滚道右侧研磨成右圆弧，所述左圆弧和所述右圆弧左右对称且底部相接。

2.根据权利要求1所述的超精加工装置，其特征在于：所述油石移动单元包括上下移动机构、摆动机构、摆动固定架、下压机构、油石架和所述油石，所述油石安装在所述油石架上，且能在所述油石架内上下移动，所述油石架固定在所述摆动固定架上，所述摆动固定架设置在所述摆动机构上，所述摆动机构用于带动所述摆动固定架摆动；所述下压机构设置在所述摆动固定架上，所述下压机构用于下压油石以使所述油石向下移动；所述摆动机构安装在所述上下移动机构上，所述上下移动机构用于带动所述油石上下移动。

3.根据权利要求2所述的超精加工装置，其特征在于：所述油石移动单元还包括位移传感器，所述位移传感器固定在所述气缸侧壁上，所述位移传感器的可移动单元设置在所述压杆上，所述位移传感器用于监测所述压杆的移动数据。

4.根据权利要求2或3所述的超精加工装置，其特征在于：所述下压机构包括气缸和压杆，所述压杆一端固定在所述气缸的活塞杆上，所述压杆的另一端位于所述油石上方，所述活塞杆向下移动带动所述压杆向下移动，所述压杆向下移动并按压所述油石以使所述油石向下移动；所述活塞杆向上移动带动所述压杆向上移动，所述压杆向上移动与所述油石脱离接触。

5.根据权利要求4所述的超精加工装置，其特征在于：所述上下移动机构包括上下移动电机。

6.根据权利要求5所述的超精加工装置，其特征在于：所述摆动机构包括摆动电机，所述摆动固定架通过联轴器固定在所述摆动电机上，所述摆动固定架包括一体式的横板和纵板，所述油石架固定在所述横板上，所述气缸固定在所述纵板上。

7.根据权利要求1-3任一项所述的超精加工装置，其特征在于：所述套圈移动单元包括套圈架、旋转机构和套圈移动机构，所述套圈安装在所述套圈架上，所述套圈架固定在所述旋转机构上，所述旋转机构固定在所述套圈移动机构上，所述套圈移动机构用于带动所述套圈在水平方向上直线移动，所述旋转机构用于带动所述套圈旋转。

8.根据权利要求7所述的超精加工装置，其特征在于：所述套圈移动机构包括套圈移动电机，所述旋转机构包括旋转电机，所述旋转电机通过丝杠设置在套圈移动电机上。

9.一种四点接触球轴承套圈的超精加工方法，其特征在于：所述方法包括以下步骤：

前后移动所述轴承套圈，使得所述轴承套圈待加工一侧圆弧滚道圆心与所述油石摆动圆心在Z轴重合；

上下移动所述油石，使得所述油石摆动圆心与所述轴承套圈待加工一侧圆弧滚道圆心在Y轴重合；

下压所述油石以使所述油石压在所述轴承套圈待加工一侧圆弧滚道上；

旋转所述轴承套圈并使所述油石往复摆动研磨所述轴承套圈待加工一侧圆弧滚道，往复摆动的振幅不小于所述轴承套圈待加工一侧圆弧滚道的宽度；

研磨完毕后，停止所述轴承套圈的旋转并停止所述油石的往复摆动。

10.根据权利要求9所述的超精加工方法，其特征在于：所述方法还包括以下步骤：

前后移动所述轴承套圈，使得所述轴承套圈待加工另一侧圆弧滚道圆心与所述油石摆动圆心在Z轴重合；

上下移动所述油石，使得所述油石摆动圆心与所述轴承套圈待加工另一侧圆弧滚道圆心在Y轴重合；

下压所述油石以使所述油石压在所述轴承套圈待加工另一侧圆弧滚道上；

旋转所述轴承套圈并使所述油石往复摆动研磨所述轴承套圈待加工另一侧圆弧滚道，往复摆动的振幅不小于所述轴承套圈待加工另一侧圆弧滚道的宽度；

研磨完毕后，停止所述轴承套圈的旋转并停止所述油石的往复摆动。

Images