CN114952441B - 一种风电trb轴承立式磨削加工工艺 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种风电TRB轴承立式磨削加工工艺。本发明包括准备加工工件；将加工工件吊装在静压工作台的端面支承上；通过左横向滑板和左纵向滑板移动旋转的立磨头砂轮，使其外圆接触加工工件的内径，通过立磨头砂轮的上下往复及横向进给磨削加工工件的内径；根据左磨架滑板和左纵向滑板联动插补修整立磨头砂轮，通过立磨头砂轮上下往复及横向进给的联动插补磨削圆锥滚道；通过右横向滑板和右纵向滑板移动旋转的卧磨头砂轮，通过卧磨头砂轮上下往复及横向进给两轴差补磨削加工工件的圆锥大挡边。本发明保证了风电TRB轴承内径、滚道和挡边的同轴度，提高了加工效率。

Description

一种风电TRB轴承立式磨削加工工艺

技术领域

本发明涉及TRB轴承加工技术领域，尤其是指一种风电TRB轴承立式磨削加工工艺。

背景技术

在传统的保证风电TRB轴承内孔、滚道、挡边同轴度的立式磨削加工工艺中，为保证三表面的同轴度公差的加工精度，三台机床分工序分别完成。

如图1所示，为TRB（锥形滚子轴承）的套圈外形，传统TRB轴承的加工工艺分三台磨床分部完成，包括如下步骤：在第一台机床以基准端面400安装在机床上磨削内径（内孔）100，完工后将零件吊下转移到第二台机床上；以已加工后的内径100为径向基准，校圆零件与工作台主轴同心（两次装夹有误差），磨削圆锥滚道200，完工后将零件吊下转移到第三台机床上；以已加工后的圆锥滚道200为径向基准，校圆零件与工作台主轴同心（三次装夹误差加大），磨削圆锥大挡边300，加工完成后检测、装配。

但这种加工工艺有其局限性，三次装夹零件在不同的机床上进行磨削加工，需要多次找正、校圆、多次吊装和装夹，工件易产生多次变形，每台机床的加工母机自身也会存在由以下原因引起的误差：1)每台机床的安装工件的支承回转误差不同；2)每台机床的砂轮横向和纵向运动轴的运动精度误差不同；3)每台机床的安装工件的支承端面平整度不同；4)每台机床的横向和纵向的两轴垂直精度误差不同。

因此，采用传统工艺分三次装夹零件在不同的机床上进行磨削加工，加工精度难以保证，同时加工效率低，需要参与的加工人员较多，加工设备利用率低。

发明内容

为此，本发明所要解决的技术问题在于克服现有技术中风电TRB轴承分三次装夹零件在不同的机床上进行磨削加工导致的加工精度难以保证、加工效率低、需要参与的加工人员较多、加工设备利用率低的问题，提供一种风电TRB轴承立式磨削加工工艺，以保证风电TRB轴承内径、滚道和挡边的同轴度。

为解决上述技术问题，本发明提供一种风电TRB轴承立式磨削加工工艺，包括如下步骤：

S1：准备加工工件，所述加工工件经表面淬火以及硬化热处理后，对基准端面进行精车处理，对加工工件中待加工的内径、圆锥滚道和圆锥大挡边表面分别通过精车去除多余的余量并保留精加工磨削余量；

S2：将加工工件吊装在静压工作台的端面支承上使得基准端面与端面支承贴合，通过电磁吸盘的磁力将加工工件吸住固定，所述加工工件能够通过端面支承进行回转；

S3：立磨头砂轮通过左横向滑板和左纵向滑板移动到左立柱修整器处，通过左立柱修整器对立磨头砂轮外圆修整；

S4：通过左横向滑板和左纵向滑板移动旋转的立磨头砂轮，使其外圆接触加工工件的内径，通过立磨头砂轮的上下往复及横向进给磨削加工工件的内径，磨削完成后，左横向滑板和左纵向滑板退回到机床原点位置；

S5：控制磨架转塔回转至与加工工件的圆锥滚道相同的角度，根据左磨架滑板和左纵向滑板联动插补修整立磨头砂轮，通过左磨架滑板和左纵向滑板移动旋转的立磨头砂轮，使其外圆接触圆锥滚道表面，通过立磨头砂轮上下往复及横向进给的联动插补磨削圆锥滚道，磨削完成后，左横向滑板和左纵向滑板退回到机床原点位置；

S6：通过右横向滑板和右纵向滑板移动旋转的卧磨头砂轮，使其外锥面接触加工工件的圆锥大挡边，通过卧磨头砂轮上下往复及横向进给两轴差补磨削加工工件的圆锥大挡边，磨削完成后，右横向滑板和右纵向滑板退回到机床原点位置。

在本发明的一种实施方式中，步骤S1中，所述表面淬火以及硬化热处理包括对加工工件圆锥滚道的表面进行830-860℃淬油，240-280℃低温回火。

在本发明的一种实施方式中，步骤S1中，对基准端面进行精车处理后其端面跳动在0.02mm以内，对加工工件中待加工的内径、圆锥滚道和圆锥大挡边表面分别通过精车去除多余的余量保证各加工面跳动在0.03mm以内，保留精加工磨削余量在0.25mm以内。

在本发明的一种实施方式中，步骤S4中，所述立磨头砂轮转速为1200-1700rpm，所述立磨头砂轮线速度为30-35m/s。

在本发明的一种实施方式中，步骤S4中，立磨头砂轮的上下往复速度为100-300mm/min，上下往复行程比加工工件的内孔的孔深大50±1mm，横向进给时，粗磨进给速度为0.01±0.001mm/min，精磨进给速度为0.002-0.005mm/min，总进给量为0.25±0.01mm。

在本发明的一种实施方式中，步骤S5中，所述立磨头砂轮转速在1200-1700rpm，所述立磨头砂轮上下往复速度为100-300mm/min，进给速度为0.01±0.001mm/min,总进给量为0.15mm±0.01mm。

在本发明的一种实施方式中，步骤S6中，所述卧磨头砂轮转速为1330±10rpm，所述卧磨头砂轮线速度为30-35m/s。

在本发明的一种实施方式中，步骤S6中，所述卧磨头砂轮上下往复速度为200±10mm/min，横向进给速度为0.02-0.01mm/min，总进给量为0.15mm±0.01mm。

在本发明的一种实施方式中，所述立磨头砂轮为陶瓷砂轮。

在本发明的一种实施方式中，所述卧磨头砂轮为树脂砂轮。

本发明的上述技术方案相比现有技术具有以下优点：

本发明所述的一种立磨机床及风电TRB轴承立式磨削加工工艺，克服现有技术中风电TRB轴承分三次装夹零件在不同的机床上进行磨削加工导致的加工精度难以保证、加工效率低、需要参与的加工人员较多、加工设备利用率低的问题，保证了风电TRB轴承内径、滚道和挡边的同轴度，提高了加工效率。

附图说明

为了使本发明的内容更容易被清楚的理解，下面根据本发明的具体实施例并结合附图，对本发明作进一步详细的说明，其中

图1为风电TRB主轴轴承套圈外形图。

图2为立磨机床结构图。

图3为机床回转工作台结构图。

图4机床左磨架磨削内孔的示意图。

图5为机床左磨架磨削圆锥滚道的示意图。

图6为机床右磨架磨削圆锥挡边的示意图。

说明书附图标记说明：100、内径；200、圆锥滚道；300、圆锥大挡边；400、基准端面；1、机架；2、静压工作台；3、横梁；4、左立磨组件；41、左横向滑板；42、左纵向滑板；43、磨架转塔；44、立磨头主轴；45、立磨头砂轮；5、右立磨组件；51、右横向滑板；52、右纵向滑板；53、卧磨头砂轮；54、卧磨头主轴；6、电磁吸盘；7、端面支承；8、左立柱修整器；9、右立柱修整器；10、加工工件。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好地理解本发明并能予以实施，但所举实施例不作为对本发明的限定。

实施例1

图2至图3所示为无锡市明鑫数控磨床有限公司生产的NX-5000高精度立式数控磨床，包括机架1，所述机架1上设有：静压工作台2、横梁3、左立磨组件4和右立磨组件5，所述横梁3设于静压工作台2上方，所述左立磨组件4和右立磨组件5设于横梁3并通过立磨机床的驱动系统进行运动控制；

所述静压工作台2上设有电磁吸盘6，所述电磁吸盘6上设有端面支承7；所述左立磨组件4包括左横向滑板41、左纵向滑板42、磨架转塔43、立磨头主轴44和立磨头砂轮45，所述左横向滑板41滑动横向连接于横梁3，所述左纵向滑板42纵向滑动连接于左横向滑板41，所述磨架转塔43转动连接于左纵向滑板42，所述立磨头砂轮45通过立磨头主轴44连接于磨架转塔43；所述右立磨组件5包括右横向滑板51、右纵向滑板52、卧磨头砂轮53和卧磨头主轴54，所述右横向滑板51滑动横向连接于横梁3并通过丝杠控制移动，所述右纵向滑板52纵向滑动连接于右横向滑板51并通过丝杠控制移动，所述卧磨头砂轮53通过卧磨头主轴54连接于右纵向滑板52，所述机架1上还设有左立柱修整器8和右立柱修整器9，所述左立柱修整器8设于立磨头砂轮45一侧，所述右立柱修整器9设于卧磨头砂轮53一侧。

参照图4至图6所示，一种风电TRB轴承立式磨削加工工艺，包括如下步骤：

S1：准备加工工件10，所述加工工件10经表面淬火以及硬化热处理后，对基准端面400进行精车处理，对加工工件10中待加工的内径100、圆锥滚道200和圆锥大挡边300表面分别通过精车去除多余的余量并保留精加工磨削余量；

S2：将加工工件10吊装在静压工作台2的端面支承7上使得基准端面400与端面支承7贴合，通过电磁吸盘6的磁力将加工工件10吸住固定，所述加工工件10能够通过端面支承7进行回转；

S3：立磨头砂轮45通过左横向滑板41和左纵向滑板42移动到左立柱修整器8处，通过左立柱修整器8对立磨头砂轮45外圆修整；

S4：通过左横向滑板41和左纵向滑板42移动旋转的立磨头砂轮45，使其外圆接触加工工件10的内径100，通过立磨头砂轮45的上下往复及横向进给磨削加工工件10的内径100，磨削完成后，左横向滑板41和左纵向滑板42退回到机床原点位置；

S5：控制磨架转塔43回转至与加工工件10的圆锥滚道200相同的角度，根据左磨架滑板和左纵向滑板42联动插补修整立磨头砂轮45，通过左磨架滑板和左纵向滑板42移动旋转的立磨头砂轮45，使其外圆接触圆锥滚道200表面，通过立磨头砂轮45上下往复及横向进给的联动插补磨削圆锥滚道200，磨削完成后，左横向滑板41和左纵向滑板42退回到机床原点位置；

S6：通过右横向滑板51和右纵向滑板52移动旋转的卧磨头砂轮53，使其外锥面接触加工工件10的圆锥大挡边300，通过卧磨头砂轮53上下往复及横向进给两轴差补磨削加工工件10的圆锥大挡边300，磨削完成后，右横向滑板51和右纵向滑板52退回到机床原点位置。

实施例2

本实施例提供一种风电TRB轴承立式磨削加工工艺，包括如下步骤：

S1：准备加工工件10，所述加工工件10经表面淬火以及硬化热处理后，对基准端面400进行精车处理，对加工工件10中待加工的内径100、圆锥滚道200和圆锥大挡边300表面分别通过精车去除多余的余量并保留精加工磨削余量；其中，所述表面淬火以及硬化热处理包括对加工工件10圆锥滚道200的表面进行830-860℃淬油，240-280℃低温回火，对基准端面400进行精车处理后其端面跳动在0.02mm以内，对加工工件10中待加工的内径100、圆锥滚道200和圆锥大挡边300表面分别通过精车去除多余的余量保证各加工面跳动在0.03mm以内，保留精加工磨削余量在0.25mm以内；

S2：将加工工件10吊装在静压工作台2的端面支承7上使得基准端面400与端面支承7贴合，通过电磁吸盘6的磁力将加工工件10吸住固定，所述加工工件10能够通过端面支承7进行回转；

S3：立磨头砂轮45通过左横向滑板41和左纵向滑板42移动到左立柱修整器8处，通过左立柱修整器8对立磨头砂轮45外圆修整；

S4：通过左横向滑板41和左纵向滑板42移动旋转的立磨头砂轮45，使其外圆接触加工工件10的内径100，通过立磨头砂轮45的上下往复及横向进给磨削加工工件10的内径100，磨削完成后，左横向滑板41和左纵向滑板42退回到机床原点位置；其中，所述立磨头砂轮45为陶瓷砂轮，直径为400mm，所述立磨头砂轮45转速为1200-1700rpm，所述立磨头砂轮45线速度为30-35m/s，立磨头砂轮45的上下往复速度为100-300mm/min，上下往复行程比加工工件10的内孔的孔深大50±1mm，横向进给时，粗磨进给速度为0.01±0.001mm/min，精磨进给速度为0.002-0.005mm/min，总进给量为0.25±0.01mm；

S5：控制磨架转塔43回转至与加工工件10的圆锥滚道200相同的角度，根据左磨架滑板和左纵向滑板42联动插补修整立磨头砂轮45，通过左磨架滑板和左纵向滑板42移动旋转的立磨头砂轮45，使其外圆接触圆锥滚道200表面，通过立磨头砂轮45上下往复及横向进给的联动插补磨削圆锥滚道200，磨削完成后，左横向滑板41和左纵向滑板42退回到机床原点位置；其中，所述立磨头砂轮45转速在1200-1700rpm，所述立磨头砂轮45上下往复速度为100-300mm/min，进给速度为0.01±0.001mm/min,总进给量为0.15mm±0.01mm；

S6：通过右横向滑板51和右纵向滑板52移动旋转的卧磨头砂轮53，使其外锥面接触加工工件10的圆锥大挡边300，通过卧磨头砂轮53上下往复及横向进给两轴差补磨削加工工件10的圆锥大挡边300，磨削完成后，右横向滑板51和右纵向滑板52退回到机床原点位置；其中，所述卧磨头砂轮53为树脂砂轮，其最大直径为500mm；所述卧磨头砂轮53转速为1330±10rpm，所述卧磨头砂轮53线速度为30-35m/s，所述卧磨头砂轮53上下往复速度为200±10mm/min，横向进给速度为0.02-0.01mm/min，总进给量为0.15mm±0.01mm。

通过采用上述步骤，一次装夹加工工件10，加工工件10回转中心不变，通过立磨头砂轮45、卧磨头砂轮53先后对加工工件10的不同表面进行加工，所有加工面的回转中心不变，从而保证了内径100、滚道和挡边的同轴精度精度，其误差能够控制在0.01mm以内，实现了高效、高精的磨削精度，满足了TRB轴承内径100、滚道和挡边同轴工艺的精度要求。

最后所应说明的是，以上具体实施方式仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照实例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (10)

1.一种风电TRB轴承立式磨削加工工艺，其特征在于，包括如下步骤：

S1：准备加工工件（10），所述加工工件（10）经表面淬火以及硬化热处理后，对基准端面（400）进行精车处理，对加工工件（10）中待加工的内径（100）、圆锥滚道（200）和圆锥大挡边（300）表面分别通过精车去除多余的余量并保留精加工磨削余量；

S2：将加工工件（10）吊装在静压工作台（2）的端面支承（7）上使得基准端面（400）与端面支承（7）贴合，通过电磁吸盘（6）的磁力将加工工件（10）吸住固定，所述加工工件（10）能够通过端面支承（7）进行回转；

S3：立磨头砂轮（45）通过左横向滑板（41）和左纵向滑板（42）移动到左立柱修整器（8）处，通过左立柱修整器（8）对立磨头砂轮（45）外圆修整；

S4：通过左横向滑板（41）和左纵向滑板（42）移动旋转的立磨头砂轮（45），使其外圆接触加工工件（10）的内径（100），通过立磨头砂轮（45）的上下往复及横向进给磨削加工工件（10）的内径（100），磨削完成后，左横向滑板（41）和左纵向滑板（42）退回到机床原点位置；

S5：控制磨架转塔（43）回转至与加工工件（10）的圆锥滚道（200）相同的角度，根据左磨架滑板和左纵向滑板（42）联动插补修整立磨头砂轮（45），通过左磨架滑板和左纵向滑板（42）移动旋转的立磨头砂轮（45），使其外圆接触圆锥滚道（200）表面，通过立磨头砂轮（45）上下往复及横向进给的联动插补磨削圆锥滚道（200），磨削完成后，左横向滑板（41）和左纵向滑板（42）退回到机床原点位置；

S6：通过右横向滑板（51）和右纵向滑板（52）移动旋转的卧磨头砂轮（53），使其外锥面接触加工工件（10）的圆锥大挡边（300），通过卧磨头砂轮（53）上下往复及横向进给两轴差补磨削加工工件（10）的圆锥大挡边（300），磨削完成后，右横向滑板（51）和右纵向滑板（52）退回到机床原点位置。

2.根据权利要求1所述的一种风电TRB轴承立式磨削加工工艺，其特征在于，步骤S1中，所述表面淬火以及硬化热处理包括对加工工件（10）圆锥滚道（200）的表面进行830-860℃淬油，240-280℃低温回火。

3.根据权利要求1所述的一种风电TRB轴承立式磨削加工工艺，其特征在于，步骤S1中，对基准端面（400）进行精车处理后其端面跳动在0.02mm以内，对加工工件（10）中待加工的内径（100）、圆锥滚道（200）和圆锥大挡边（300）表面分别通过精车去除多余的余量保证各加工面跳动在0.03mm以内，保留精加工磨削余量在0.25mm以内。

4.根据权利要求1所述的一种风电TRB轴承立式磨削加工工艺，其特征在于，步骤S4中，所述立磨头砂轮（45）转速为1200-1700rpm，所述立磨头砂轮（45）线速度为30-35m/s。

5.根据权利要求1所述的一种风电TRB轴承立式磨削加工工艺，其特征在于，步骤S4中，立磨头砂轮（45）的上下往复速度为100-300mm/min，上下往复行程比加工工件（10）的内孔的孔深大50±1mm，横向进给时，粗磨进给速度为0.01±0.001mm/min，精磨进给速度为0.002-0.005mm/min，总进给量为0.25±0.01mm。

6.根据权利要求1所述的一种风电TRB轴承立式磨削加工工艺，其特征在于，步骤S5中，所述立磨头砂轮（45）转速在1200-1700rpm，所述立磨头砂轮（45）上下往复速度为100-300mm/min，进给速度为0.01±0.001mm/min,总进给量为0.15mm±0.01mm。

7.根据权利要求1所述的一种风电TRB轴承立式磨削加工工艺，其特征在于，步骤S6中，所述卧磨头砂轮（53）转速为1330±10rpm，所述卧磨头砂轮（53）线速度为30-35m/s。

8.根据权利要求1所述的一种风电TRB轴承立式磨削加工工艺，其特征在于，步骤S6中，所述卧磨头砂轮（53）上下往复速度为200±10mm/min，横向进给速度为0.02-0.01mm/min，总进给量为0.15mm±0.01mm。

9.根据权利要求1所述的一种风电TRB轴承立式磨削加工工艺，其特征在于，所述立磨头砂轮（45）为陶瓷砂轮。

10.根据权利要求1所述的一种风电TRB轴承立式磨削加工工艺，其特征在于，所述卧磨头砂轮（53）为树脂砂轮。