CN204525177U - 改进滚子球基面磨削加工的进给机构 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及轴承滚子球基面的磨削加工，特别是指改进滚子球基面磨削加工的进给机构。包括砂轮、进给拖板、气缸及控制装置，砂轮经轴座装配进给拖板上并由气缸驱动轴向进给；气缸及伺服电机设于拖板支架上，进给拖板和拖板支架间采用轴向滑动装配，气缸工作端与进给拖板上设置的进给推块连接，触发块位于进给推块与砂轮之间，伺服电机经丝杠驱动丝母上装配的触发块轴向运动，触发块、进给推块与控制装置电连接。本实用新型解决了现有技术中无法检测砂轮的损耗量，不能进行砂轮剥落损耗补偿等问题。具有可有效减小滚子加工的尺寸散差、提高加工效率及滚子表面质量等优点。
Description
技术领域
本实用新型涉及轴承滚子球基面的磨削加工，特别是指改进滚子球基面磨削加工的进给机构。
背景技术
轴承是国家重大技术装备的关键零部件，随着我国滚子轴承工艺技术的发展，特别是最近几年与滚子轴承相关的机械装备的进步，对高品质滚子轴承的需求与日俱增。目前轿车、高铁、风电、精密机床主轴配套轴承等高端轴承的制造在国内轴承行业属于空白，长期依靠进口。由于我国轴承工业发展跟不上，强力拉动了轴承进口。如在高速铁路的大发展中，时速180公里以上的动车组和高速铁路用的滚子轴承全部为进口。而高精度的滚子在滚子轴承中起到的作用非常之大。目前，中国很多加工滚子的工厂都可以批量生产II级滚子和III级滚子，而P4级和P2级滚子轴承需要的I级滚子和0级滚子大多需要挑选出来，生产效率很低。
滚子球基面是指轴承滚子球形基面的端面。其形状和精度会对轴承的滚子端面与内圈大挡边的接触状态、润滑状态以及轴承的使用寿命产生影响。采用球基面滚子和套圈斜挡边结构，可以改善滚子端面与套圈挡边间的润滑状态，便于润滑油膜的形成，减少摩擦与温升，使轴承运行平稳，提高轴承的承载能力和转速。所以滚子球基面的形状和精度对高精度滚子轴承的各项指标十分重要。
滚子球基面的加工目前在国内行业中通常采用砂轮修型方式和范成法磨削加工，由于球基面尺寸SR较大，采用砂轮修型方式磨削难于实现，所以行业中球基面尺寸SR较大时基本都采用范成法磨削加工。这种磨削方式比较特殊，是靠桶型砂轮端面斜坡边缘进行磨削的，且在工件表面通常有两条磨削弧形线。范成法磨削加工后的工件表面光洁度比较高，但效率较低，同时又无法检测砂轮的损耗量，所以不能够进行砂轮剥落损耗的补偿。加工的尺寸散差较大，进给量控制不好，又极容易出现加工烧伤或“撞车”，损坏砂轮。
目前国内其他企业的进给机构的实现方式是采用液压油缸或则采用伺服电机直接驱动进给拖板方式进给。其结构为工件固定，砂轮主轴安装在进刀拖板上；或砂轮固定，工件轴安装在进刀拖板上，无论那种方式，都是直接驱动进给。按照范成法磨削原理，均要求满足工件和砂轮中心线在一个水平面内，并且要相交。同时各自围绕自己的轴线旋转，通过砂轮或工件进给磨削产生球基面。所以要满足范成法磨削原理，需要相应的结构完成上述工作。实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种改进滚子球基面磨削加工的进给机构，可以对砂轮剥落损耗进行有效补偿。
本实用新型的整体技术构思是：
改进滚子球基面磨削加工的进给机构，包括砂轮、进给拖板、气缸以及控制装置，砂轮通过轴座装配于进给拖板上并由气缸驱动其轴向进给；气缸及伺服电机设置于拖板支架上，进给拖板和拖板支架间采用轴向滑动装配，气缸的工作端与进给拖板上设置的进给推块连接，触发块位于进给推块与砂轮之间，伺服电机通过丝杠驱动丝母上装配的触发块轴向运动，触发块、进给推块与控制装置电连接。
本实用新型的具体技术构思还有：
优选的实施方式是，进给拖板和拖板支架间通过滚动直线导轨连接。
为便于对表面光洁度加工要求较高的滚子进行加工，优选的实施方式是，还包括一振荡磨削装置，该装置设于拖板支架下表面，依次通过纵向排列的水平调整拖板、振荡拖板、底板与振动电机连接。
为便于水平调整拖板的设置，优选的技术实现方式是，所述的水平调整拖板下表面与振荡拖板上部采用弧面活动装配。
所述的振荡拖板通过十字交叉滚动导轨与底板连接。
本实用新型的使用方法如下：
A、砂轮进给：气缸工作推动进给拖板，带动砂轮轴向进给，伺服电机驱动滚珠丝杠转动并通过滚珠丝杠上的丝母带动触发块轴向运动，进给时触发块和进给推块接触并同步动作；
B、砂轮接触工件：当砂轮接触工件时，进给推块瞬间静止，触发块同进给推块脱开，电信号处于关闭状态；
C、工件磨削：控制装置检测到砂轮与工件接触后，将信号传递给伺服电机并记录位置，依此为基点，伺服电机带动触发块微量移动并与进给推块产生间隙X，进给拖板带动砂轮进刀，磨削加工工件端面，直至进给推块与触发块接触，电信号处于导通状态，加工完成；
D：砂轮复位：进给拖板后退，带动砂轮、触发块及进给推块后退。
间隙X采用人为预先设置,X值中含有上次加工后砂轮的损耗量(即进给补偿量)，砂轮工作面为砂轮端面，每次磨削后砂轮会脱落，所以触发块和进给推块脱开瞬间和上一次存在时间差，在上述时间差里，伺服电机使触发块移动的距离，即为砂轮损耗量。且进给量包含有人为设置的进刀量和控制装置所检测的上次磨削后的砂轮损耗量之和，因此该过程可称为柔性跟踪磨削。
当需要加工的工件表面光洁度要求较高时，启动振动磨削装置对工件进行表面加工。
根据范成法磨削原理，球基面SR＝r/sinα
其中r为为筒形砂轮的平均半径；α为筒型砂轮轴线与滚子轴线的交角。
SR误差大约为±3％。由于加工振荡振幅最大±0.5-1mm，对SR的误差值影响非常小。引入了振荡磨削技术，降低了表面粗糙度Ra值，减少加工时间，提高了加工效率。
本实用新型所取得的实质性特点和显著的技术进步在于：
1、本实用新型通过检测砂轮的剥落损耗量，从而可以进行准确补偿。减小滚子加工的尺寸散差。经检测，改进后滚子端面跳动误差由≤0.005mm提高到≤0.001mm。
2、采用柔性跟踪磨削，可有效防止砂轮撞击工件。
3、采用振荡磨削技术，提高加工效率以及表面质量。经检测，改进后滚子端面粗糙度Ra值由≤0.2降低到≤0.02。每个工件加工时间在原来基础上缩短了1/3。
附图说明
图1是本实用新型的整体结构示意图。
图2是本实用新型中砂轮加工进给示意图。
图3是本实用新型中砂轮接触工件和进行磨削的示意图。
图4是本实用新型中工件加工完成的示意图。
附图中的附图标记如下：
1、砂轮；2、进给拖板；3、触发块；4、进给推块；5、滚珠丝杠；6、气缸；7、伺服电机；8、水平调整拖板；9、振荡拖板；10、底板；11、振动电机。
具体实施方式
附图给出了本实用新型的实施例，以下结合附图对本实用新型的实施例做进一步描述，但不应理解为对本实用新型的限定，本实用新型的保护范围以权利要求记载的内容为准，任何依据说明书所作出的等效技术手段替换，均不脱离本实用新型的保护范围。
本实施例的整体技术构造如图示，其中包括砂轮1、进给拖板2、气缸6以及控制装置，砂轮1通过轴座装配于进给拖板2上并由气缸6驱动其轴向进给；气缸6及伺服电机7设置于拖板支架上，进给拖板2和拖板支架间采用通过滚动直线导轨连接，气缸6的工作端与进给拖板2上设置的进给推块4连接，触发块3位于进给推块4与砂轮1之间，伺服电机7通过丝杠5驱动丝母上装配的触发块3轴向运动，触发块3、进给推块4与控制装置电连接。
还包括一振荡磨削装置，该装置设于拖板支架下表面，依次通过纵向排列的水平调整拖板8、振荡拖板9、底板10与振动电机11连接。
所述的水平调整拖板8下表面与振荡拖板9上部采用弧面转动装配。
所述的振荡拖板9通过十字交叉滚动导轨与底板10连接。
本实施例的工作原理如下：
A、砂轮进给：气缸6工作推动进给拖板2，带动砂轮1轴向进给，伺服电机7驱动滚珠丝杠5转动并通过滚珠丝杠5上的丝母带动触发块3轴向运动，进给时触发块3和进给推块4接触并同步动作；
B、砂轮接触工件：当砂轮1接触工件时，进给推块4瞬间静止，触发块 3同进给推块4脱开，电信号处于关闭状态；
C、工件磨削：控制装置检测到砂轮1与工件接触后，将信号传递给伺服电机7并记录位置，依此为基点，伺服电机7带动触发块3微量移动并与进给推块4产生间隙X，进给拖板2带动砂轮1进刀，磨削加工工件端面，直至进给推块4与触发块3接触，电信号处于导通状态，加工完成；
D：砂轮复位：进给拖板2后退，带动砂轮1、触发块3及进给推块4后退。
当需要加工的工件表面光洁度要求较高时，启动振动磨削装置对工件进行表面加工。
间隙X采用人为预先设置,X值中含有上次加工后砂轮的损耗量(即进给补偿量)，砂轮工作面为砂轮端面，每次磨削后砂轮会脱落，所以触发块和进给推块脱开瞬间和上一次存在时间差，在上述时间差里，伺服电机使触发块移动的距离，即为砂轮损耗量。且进给量包含有人为设置的进刀量和控制装置所检测的上次磨削后的砂轮损耗量之和，因此该过程可称为柔性跟踪磨削。
Claims (5)
1.改进滚子球基面磨削加工的进给机构，包括砂轮(1)、进给拖板(2)、气缸(6)以及控制装置，砂轮(1)通过轴座装配于进给拖板(2)上并由气缸(6)驱动其轴向进给；其特征在于气缸(6)及伺服电机(7)设置于拖板支架上，进给拖板(2)和拖板支架间采用轴向滑动装配，气缸(6)的工作端与进给拖板(2)上设置的进给推块(4)连接，触发块(3)位于进给推块(4)与砂轮(1)之间，伺服电机(7)通过丝杠(5)驱动丝母上装配的触发块(3)轴向运动，触发块(3)、进给推块(4)与控制装置电连接。
2.根据权利要求1所述的改进滚子球基面磨削加工的进给机构，其特征在于进给拖板(2)和拖板支架间通过滚动直线导轨连接。
3.根据权利要求1所述的改进滚子球基面磨削加工的进给机构，其特征在于还包括一振荡磨削装置，该装置设于拖板支架下表面，依次通过纵向排列的水平调整拖板(8)、振荡拖板(9)、底板(10)与振动电机(11)连接。
4.根据权利要求3所述的改进滚子球基面磨削加工的进给机构，其特征在于所述的水平调整拖板(8)下表面与振荡拖板(9)上部采用弧面活动装配。
5.根据权利要求3或4所述的改进滚子球基面磨削加工的进给机构，其特征在于所述的振荡拖板(9)通过十字交叉滚动导轨与底板(10)连接。
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| CN104647208A (zh) * | 2015-03-13 | 2015-05-27 | 河北富恒机械科技开发有限公司 | 改进滚子球基面磨削加工的进给机构及其使用方法 |
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