CN1507982A

CN1507982A - 超精加工装置

Info

Publication number: CN1507982A
Application number: CNA2003101204760A
Authority: CN
Inventors: 松崎和己; 悦夫; 金久保悦夫
Original assignee: NSK Ltd
Current assignee: NSK Ltd
Priority date: 2002-12-19
Filing date: 2003-12-17
Publication date: 2004-06-30
Anticipated expiration: 2023-12-17
Also published as: US6872124B2; CN100398260C; JP4389554B2; JP2004209631A; US20040121705A1

Abstract

本发明的超精加工装置包括：一固定整个装置的支架；连接在支架上且可自由转动的一凸轮轴；连接在凸轮轴上且以180度的相位差进行转动的第一和第二偏心凸轮；一第一振动器，第一振动器的截面为多边形，该第一振动器依照第一偏心凸轮的转动而以滑动的方式运动；一截面为多边形的第二振动器，该第二振动器通过凸轮轴与第一振动器相对布置，且依照第二偏心凸轮的转动而以滑动的方式运动；对第一振动器和第二振动器进行支撑所用的空气轴承；以及连接在第一振动器或第二振动器上的超精加工石。

Description

超精加工装置

技术领域

本发明涉及一种超精加工装置，具体地说，本发明涉及一种适于对滚子轴承的内环和外环进行超精加工所用的装置。

背景技术

通常情况下是将图4(例如，参见专利文件1)所示且配置有一个振动机构的超精加工机器的超精加工石头振动装置，作为对圆锥滚子轴承的内环进行超精加工所用的装置。

超精加工设备的超精加工石头振动装置以这样的方式设置，即支撑超精加工石11所用的左右振动器3、3分别由一对圆杆引导件2、2通过空气轴承4、4悬吊起来。在左右振动器3、3之间布置有一根凸轮轴5。

如图5所示，凸轮轴5设置带有一对偏心凸轮6、6的振动环15、15，凸轮6、6在相反的方向中相对等量偏心布置。如图4所示，振动环15、15以这种方式固定，即它们被夹在中间，从而在弹簧7、7的作用下自由往复运动，所述弹簧7、7分别朝着偏心凸轮6、6加压左右振动器3、3。

顺便说一下，在图4和图5中相同的参考符号1指示的是一个支架、参考符号8指示的为调整螺栓、参考符号9指示的是一个接合部、参考符号10指示的是超精加工石头、参考符号12指示的是一个杆件、参考符号13指示的是一个液压缸、参考符号14指示的是一个操纵按钮、参考符号16指示的是一个锥形轴部分、参考符号17指示的是螺栓。

这种超精加工石头振动装置可在不引起任何摩擦的情况下进行高速振动，从而提高了设备的耐久性，并可更进一步容易获得均匀且精密的表面粗糙度及精确的圆度。

此外，现有技术(例如，参见专利文献2)还提供了对圆锥滚子轴承内环凸缘和滚道进行精加工所用的装置。依据该装置，所述滚道对常用的已知喇叭型磨石施加压力，且施加微小振动使超精加工石沿滚道槽产生横向运动，从而对所述槽进行精加工。

另一方面则利用一种转动的锥梯形磨轮来制作所需的球形凸缘。也就是说，由于所述凸缘的加工工艺过程制作了一种形式，该加工工艺与研磨工艺相似，难于提高所述凸缘的粗糙度。此外，使磨轮转动则需要一种转轴机构，这样就使该装置复杂化。

此外，现有技术(例如，参见专利文献3)中提供了一种对圆锥滚子轴承的内环的凸缘和滚道同时进行处理的装置。该装置的特征在于：将圆锥滚子轴承内环设置在水平状态下而对其荷载和排除。由于内环处于水平位置而不会下落，这样就几乎不会引起漏加载(miss-loading)的情况。

但是，由于对滚道和凸缘同时进行处理，使装置的尺寸变得较大且使操作性变差。

(专利文献1)

已审查的日本专利申请，公开号为：No.sho51-12157

(专利文献2)

美国专利，专利号为No.4,222,203(未审查的日本专利申请，公开号为：No.sho54-15594)

(专利文献3)

日本实用新型专利申请，公开号为：No.Hei3-11556

但是，近年来由于对圆锥滚子轴承有较高的精度要求，因此就采用了超精加工工艺来提高凸缘的粗糙度。此外，目前也发展了对圆锥滚子轴承的内环的滚道和凸缘同时进行加工所用的装置。

依据这样的装置，如果将常用的超精加工石头振动装置安装在滚道和凸缘上，这种装置的尺寸变大且增大了成本。

此外，在装置的尺寸增大的情况下，从装置的前表面侧至加工部分之间的距离增大，在应用中就会产生这样的问题，即难于对超精加工石11和夹具进行更换。

发明内容

本发明是鉴于上述问题而提出的，本发明的目的是提供一种超精加工装置，该装置可使一种振动机构紧凑，从而实现装置的最小型化。

本发明的特征在于，它包括：一固定整个装置所用的支架；连接在支架上以便自由转动的一凸轮轴；连接在凸轮轴上的第一和第二偏心凸轮，第一和第二偏心凸轮以180度的相位差进行转动；一第一振动器，第一振动器的截面为多边形，第一振动器依照第一偏心凸轮的转动而以滑动的方式运动；一截面为多边形的第二振动器，该第二振动器通过凸轮轴与第一振动器相对布置，并依照第二偏心凸轮的转动而以滑动的方式运动；对第一振动器和第二振动器进行支撑的空气轴承；以及连接在第一振动器或第二振动器上的超精加工石。

另外，本发明的特征在于，第一和第二振动器具有四边形的截面。

此外，本发明的特征在于，第一和第二振动器为静压滑动件。

另外，本发明的特征在于，第二振动器连接在第一振动器的内侧。在这种情况下，第一和第二振动器的总体长度可制作的较短，从而实现装置的最小型化。

此外，根据本发明的一种超精加工装置的特征在于，将一种超精加工磨料磨石(abrasive superfinishing stone)用作为所述超精加工石。例如，该超精加工磨料磨石可以是CBN，金钢砂等。与铝磨粒相比，CBN、金钢砂粒较硬且磨损量更小，从而可将超精加工石的长度制作的更短。这样可将压紧超精加工石所用的一个滑动件制作的较短，从而可使装置进一步变小。

另外，根据本发明的一种超精加工装置的特征在于：该装置布置在一种超精加工装置上以对圆锥滚子轴承的凸缘和滚道同时进行超精加工。

附图说明

图1为根据本发明的超精加工装置的剖视图；

图2为沿图1中的A-A线的剖视图；

图3为沿图1中的箭头B看去所得到的视图；

图4为常用超精加工装置的一个例子的视图；

图5所示为常用偏心凸轮的一个例子的视图。

具体实施方式

在下面的内容中将参考附图对根据本发明的超精加工装置的一个实施例进行详细描述。

图1显示了根据本发明的一种超精加工装置50。该超精加工装置50设置有：一个用以固定整个装置的支架51；连接在支架51上且可自由转动的一凸轮轴52；连接在凸轮轴52上且以180度的相位差进行转动的第一和第二偏心凸轮53、54。

此外，该超精加工装置50设置有：一第一振动器55，第一振动器55的截面为多边形，该第一振动器依照第一偏心凸轮53的转动而以滑动的方式运动；一截面为多边形的第二振动器57，该第二振动器57通过凸轮轴52与第一振动器55相对布置，且依照第二偏心凸轮54的转动而以滑动的方式运动。

此外，超精加工装置50设置有对第一振动器55和第二振动器57进行支撑的空气轴承59、60，且布置有连接在第一振动器55上的超精加工石61。

在下面的内容中将对上述的每个构造元件进行描述。

如图2所示，第一振动器55具有四边形的截面，且在其内侧布置有一个截面为圆形的空腔65，该空腔65从其端表面开始延伸预定的长度。在第一振动器55的四个外周平面上分别由空气轴承59支撑。空气轴承59可以是例如为盘形。

另外，如图1所示，第一振动器55在凸轮轴52的两侧延伸。凸轮轴52几乎延伸穿过第一振动器55的中心部分。另外，插入第二振动器57以便自由滑入截面形状为四边形的孔66中，所述孔66形成于与空腔65相对的第一振动器55的一侧。

第二振动器57的四个外周平面分别由空气轴承60支撑。空气轴承60可以是例如为盘形。

由一弹簧67将第一振动器55偏压向第二振动器57一侧，从而邻靠在第一偏心凸轮53的凸轮表面a上。第二振动器57由一弹簧68偏压向凸轮轴52侧，从而邻靠在第二偏心凸轮54的凸轮表面b上。

将一种超精加工磨料磨石用作为所述超精加工石61。该超精加工石可以是如CBN，金钢砂等。

如图3所示，超精加工装置50具有一个马达70以驱动凸轮轴52。马达70的转轴71通过滑轮72和一条V形带73与凸轮轴52相结合。

下面将对超精加工装置50的运行进行描述。

如图1所示，在对圆锥滚子轴承的内环75的凸缘部分76进行超精加工的情况下，内环75围绕其中心轴75a进行转动。然后，超精加工装置50的超精加工石61被压靠在内环75的凸缘部分76上。

在这种状态下，凸轮轴52是转动的。这样，第一偏心凸轮53和第二偏心凸轮54进行转动，于是第一振动器55和第二振动器57就根据这些凸轮的转动而在相反的方向以滑动的方式运动(振动)。

此外，连接在第一振动器55上的超精加工石61沿着凸缘部分76的精加工表面进行振动，以进行所述的超精加工。

在这种方式中，根据本发明的超精加工装置50以这样一种方式设置，即第一振动器55和第二振动器57均具有多边形截面形状，也就是说，在该实施例中，具有四边形截面形状的第一振动器55和第二振动器57在相反的方向中相对振动。这样可保持超精加工装置50的总体平衡，以便可稳定地操纵该装置，此外还可省略停止第一振动器55和第二振动器57的转动所用的机构。

因此，可将包括有第一振动器55和第二振动器57的振动机构的尺寸制作的较紧凑，从而将超精加工装置50的总体尺寸制作的较小且可降低该装置的成本。

另外，由于第二振动器57布置在第一振动器55中，这样就可将每个振动机构和超精加工装置50的整体长度制作的更短。由于以这种方式可将超精加工装置50的尺寸制作得较小，超精加工装置50的前表面和磨石60之间的距离将变短，从而在更换磨石61时提高了装置的可操作性。

顺便说一下，在上述实施例中，虽然上述内容是对圆锥滚子轴承的内环75的凸缘部分76进行超精加工所作的说明，但本发明也可用于对内环75的凸缘部分76和滚道77同时进行超精加工的情况。

在这种情况下，除了对凸缘部分76进行超精加工所需的超精加工装置50之外，还需要对滚道77进行超精加工所用的超精加工装置(图中未显示)，该超精加工装置与超精加工装置50具有几乎相同的构造，由于按照上述内容可将这些超精加工装置制作的较小，因此也可将装置的总体构造制作的较小。

由此就可减小该装置所占据的面积且可降低其成本。

另外，由于将超精加工磨料磨石用作为超精加工石61，则可将超精加工石61的长度制作得较短，从而可将压靠超精加工石61所用的一个滑动件制作得较短。这样就可将超精加工石61的固定件制作得紧凑且轻便。

此外，由于振动机构和超精加工石61的固定件较紧凑，超精加工石61就可以较高的速度振动，从而缩短加工时间。

虽然在上述实施例中超精加工石61连接在第一振动器55上，但也可将超精加工石61连接在第二振动器57上而非第一振动器上。

另外，本发明也可应用到这样一种超精加工装置中，即在对圆柱滚子轴承的内外环的滚道部分、凸缘部分和滚子的外周表面等进行超精加工的情况下，以及在对圆锥滚子轴承的内环75的凸缘部分76和滚道部分77进行超精加工的情况下，上述超精加工装置可使磨石61进行线性往复运动。

如上所述，依照本发明，由于构成振动机构的第一和第二振动器中的每一个均具有多边形截面形状，这样就不必提供停止第一和第二振动器的转动所需的机构。

因此可使装置最小型化且降低装置的成本。另外，由于可将装置的前表面至超精加工石侧的距离制作得较短，这样可容易对该装置进行维护且提高了装置的可操作性。

此外，由于第二振动器设置在第一振动器的内侧，就可将包括第一和第二振动器在内的长度制作得较短。

另外，由于将超精加工磨料磨石用作为超精加工石，则可将超精加工石的长度制作得较短，从而可将加压超精加工石所用的滑动件制作得较短。这样就可将超精加工石的固定件制作得紧凑且轻便。

Claims

1、一种超精加工装置，它包括：

固定整个装置所用的一支架；

连接在支架上以自由转动的一凸轮轴；

连接在凸轮轴上的第一和第二偏心凸轮，第一和第二偏心凸轮以180度的相位差进行转动；

一截面为多边形的第一振动器，该第一振动器依照第一偏心凸轮的转动而以滑动的方式运动；

一截面为多边形的第二振动器，该第二振动器通过凸轮轴与第一振动器相对布置，且依照第二偏心凸轮的转动而以滑动的方式运动；

对第一振动器和第二振动器进行支撑的空气轴承；和

连接在第一振动器或第二振动器上的超精加工石。

2、根据权利要求1所述的超精加工装置，其中第一和第二振动器具有四边形的截面。

3、根据权利要求1所述的超精加工装置，其中第一和第二振动器为静压滑动件。

4、根据权利要求1所述的超精加工装置，其中第二振动器连接在第一振动器的内侧。

5、根据权利要求1所述的超精加工装置，其中所述超精加工石是一种超精加工磨料磨石。

6、根据权利要求1所述的超精加工装置，其中该装置设置在一种超精加工装置上，以对圆锥滚子轴承内环的凸缘和滚道同时进行超精加工。