CN205703533U - 一种高精度数控圆柱滚子磨床 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种高精度数控圆柱滚子磨床，包括床身，安装于床身上的顶尖机构、上料机构、砂轮磨头装置和测量机构，数控系统；上料机构，用于向顶尖机构输送待加工的圆柱滚子；顶尖机构，用于顶紧夹持待加工的圆柱滚子；砂轮磨头装置，通过其上设置的砂轮磨削圆柱滚子；测量机构，用于在加工过程中检测圆柱滚子的尺寸变化。本实用新型所述的高精度数控圆柱滚子精密磨床不但加工精度较高，而且操作简单方便，所述的机床能够在线测量待加工圆柱滚子的初始精度，然后在对圆柱滚子进行相应磨削后分拣出不同尺寸规格的滚子，最后再对分拣出的圆柱滚子进行一次安装定位，就能够对圆柱滚子实施精磨。

Description

一种高精度数控圆柱滚子磨床

技术领域

本实用新型涉及轴承滚子加工领域，尤其是涉及一种高精度数控圆柱滚子磨床。

背景技术

公知的，现有的轴承中的圆柱滚子在磨削时通常都是选择在由磨削砂轮、调整导轮和工件支架组成的无心磨床上，并采用无心磨削法实施加工，即通过高速旋转的磨削砂轮来完成滚子的磨削工作，通过以较慢速度同向旋转的调整导轮来控制滚子的旋转，以及带动由工件支架支撑的工件旋转并作圆周进给；由于无心磨床贯穿磨削时，能够通过调整导轮轴线与工件轴线的微小倾斜角实现工件轴向进给，因此，无心磨床适于批量磨削圆柱形工件、无中心孔的短轴和套类工件；然而，由于磨削时圆柱滚子的中心位置不确定，当圆柱滚子的中心高于设定的理论中心时，就会造成圆柱滚子在磨削中跳动，从而导致磨削后的滚子表面出现振纹或棱边形等现象，同时，还由于调整导轮圆度超差时，还会连带造成圆柱滚子出现圆度超差等问题，即现有的磨床设备无法在一次安装条件下同时满足磨削轴承圆柱滚子的外圆、端面及对数曲线的要求，因此，在磨削圆柱滚子类工件时，上述的这些加工中的不易克服的因素就成为了降低滚子成品质量的主要原因之一；此外，现有的工艺在加工高精度圆柱滚子时，受加工设备所限，其通常采用先进行精磨、超精磨工序，然后再分拣分组挑出同参数滚子的加工方法，然而，现有的用于实施该工艺方法的设备对国标II级精度的滚子还尚可实施加工，但是对于精度检测指标均在μm以内的0级和I级圆柱滚子来说，现有的设备就难以有效的保障其加工质量了。

发明内容

为了克服背景技术中的不足，本实用新型公开了一种高精度数控圆柱滚子磨床，该磨床能够实施并完成对圆柱滚子精密磨削工序，从而达到简单快捷的加工出高精度圆柱滚子的目的。

为实现上述发明目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种高精度数控圆柱滚子磨床，包括带有数控系统的床身，用于向顶尖机构输送待加工的圆柱滚子的上料机构，用于顶紧夹持待加工的圆柱滚子的顶尖机构，且顶尖机构与床身为导轨式连接，顶尖机构配设有用于其沿X向移动的X向驱动装置和沿Y向移动的Y向驱动装置，对应于顶尖机构设置的砂轮磨头装置，用于检测圆柱滚子在加工过程中尺寸变化的测量机构。

进一步，所述顶尖机构包括上支撑板、下支撑板、左平顶尖装置和右平顶尖装置，左平顶尖装置和/或右平顶尖装置能够在上支撑板上滑动，上支撑板与下支撑板为导轨式连接且上支撑板能够在所述Y向驱动装置的作用下在下支撑板上沿Y向滑动，下支撑板与床身为导轨式连接且下支撑板能够在所述X向驱动装置的作用下在床身上沿X向滑动。

进一步，所述左平顶尖装置和右平顶尖装置分别包含有一平顶尖，且两平顶尖的尖头端相对并位于同一轴线。

进一步地，X向驱动装置和Y向驱动装置均与数控系统电连接。

进一步地，所述上料机构包括立板、送料气缸、左料槽、料臂、回转气缸、右料槽和顶尖支撑，立板通过底座固定连接在所述上支撑板上，在立板的左侧面和右侧面上分别对应设置有左料槽和右料槽，料臂通过其上连接的回转气缸能够在右料槽与立板的右侧面之间摆动，料臂上端部设置有用于抓取圆柱滚子的料爪，所述顶尖支撑对应于料爪设置，用于圆柱滚子在磨削过程中支撑在圆柱滚子的外圆面上；在立板上设置有贯穿立板左、右侧面的中空结构的料套，送料气缸用于推动左料槽上的圆柱滚子穿过料套后被摆动到该位置处的料爪抓住。

进一步地，所述的砂轮修整器包括两套金刚笔装置，每套金刚笔装置均包含有底座、回转盘、滑座和安装有金刚笔的金刚笔架，底座固设在床身上，金刚笔架设置在滑座上，滑座固定连接在回转盘上表面，回转盘设置在底座上且回转盘能够在底座上转动，每套金刚笔装置中的滑座上均连接有用于驱动滑座沿X向进给的驱动装置A和驱动滑座沿Y向进给的驱动装置B。

进一步地，所述驱动装置A和驱动装置B上均配置有检测精度为0.1um的光栅反馈装置。

进一步地，所述驱动装置A和驱动装置B均电连接于数控系统。

进一步地，所述的测量机构包含测量支架、推拉气缸、测量头；测量支架上垂直安装一推拉气缸，推拉气缸的推拉杆与测量头固定板连接，测量头固定板上安装有测量头，测量头对应于所述平顶尖支撑，用于测量在加工过程中检测顶尖支撑上的圆柱滚子的尺寸变化。

进一步地，测量头上设置有与数控系统连接的数据实时传输系统。

由于采用上述技术方案，本发明具有以下优越性：

本实用新型不但加工精度较高，而且操作简单方便，所述的机床能够在线测量待加工圆柱滚子的初始精度，然后在对圆柱滚子进行相应磨削后分拣出不同尺寸规格的滚子，最后再对分拣出的圆柱滚子进行一次安装定位，就能够对圆柱滚子实施精磨。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型的另一角度的结构示意图；

图3为顶尖机构的结构示意图；

图4为上料机构的结构示意图；

图5为上料机构的另一角度结构示意图；

图6为上料机构的料臂的动作状态示意图；

图7为上料机构的料臂的另一动作状态示意图；

图8为砂轮修整器的结构示意图；

图9为测量机构的结构示意图；

图中：1、床身；2、砂轮修整器；3、砂轮磨头装置；4、测量机构；5、上料机构；6、X向驱动装置；7、Y向驱动装置；8、顶尖机构；8.1、上支撑板；8.2、下支撑板；8.3左平顶尖装置；8.4、右平顶尖装置；9、平顶尖；10、驱动装置A；10.1、驱动装置B；11、回转盘；12、金刚笔架；13、金刚笔；14、平顶尖支撑；15、圆柱滚子；16、料臂；17、料爪；18、料爪气缸；19、立板；20、送料气缸头；21、送料气缸；22、送料气缸座；23、平衡块；24、左料槽；25、料槽固定板；26、料套；27、右料槽；28、回转气缸；29、测头；30、测头座；31、推拉气缸；32、导轨；33、滑块；34、测量支架。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本发明的技术方案作进一步详细的说明。

如图1、2所示，一种高精度数控圆柱滚子磨床，包括床身1，安装于床身2上的顶尖机构、上料机构5、砂轮磨头装置3和测量机构4，数控系统；

上料机构5，用于向顶尖机构8输送待加工的圆柱滚子15；

顶尖机构8，用于顶紧夹持待加工的圆柱滚子15，与床身1为导轨式连接，且顶尖机构8配设有用于其沿X向移动的X向驱动装置6和沿Y向移动的Y向驱动装置7；

砂轮磨头装置3，通过其上设置的砂轮磨削圆柱滚子15；

测量机构4，用于在加工过程中检测圆柱滚子15的尺寸变化。

所述数控系统用于控制床身上各个执行机构的动作，执行机构包括顶尖机构、上料机构、砂轮磨头装置以及砂轮修整器。

如图3所示，所述顶尖机构8包括上支撑板8.1、下支撑板8.2、左平顶尖装置8.3和右平顶尖装置8.4，左平顶尖装置8.3和/或右平顶尖装置8.4能够在上支撑板8.1上滑动，上支撑板8.1与下支撑板8.2为导轨式连接且上支撑板8.1能够在所述Y向驱动装置7的作用下在下支撑板上沿Y向滑动，下支撑板8.2与床身1为导轨式连接且下支撑板8.2能够在所述X向驱动装置6的作用下在床身1上沿X向滑动，X向驱动装置和Y向驱动装置均配置有检测精度为0.1um的光栅反馈装置；X向驱动装置和Y向驱动装置均与数控系统电连接。

所述左平顶尖装置8.3和右平顶尖装置8.4分别包含有一平顶尖9，且两平顶尖的尖头端相对并位于同一轴线。

所述左平顶尖装置8.3和右平顶尖装置8.4均包含有用于驱动平顶尖转动的电机，圆柱滚子在被两平顶尖夹持住后，在两平顶尖的作用下带动其自身旋转，通过砂轮磨头装置就可对其外圆面进行磨削。

如图4-7所示，在上料时，通过外设的自动加料装置，将圆柱滚子15放入左料槽24内，优选的，左料槽24倾斜设置，便于圆柱滚子15的自动滑落，并且在左料槽24的最低端设置有挡料板，挡料板位于料套26左端口的边缘处，圆柱滚子滑落至挡料板时，圆柱滚子15的中心轴线与料套26的中心轴线位于同一直线上，当然，料套26的内孔直径肯定要大于圆柱滚子15的直径，另外，挡料板与左料槽的侧板之间设有供送料气缸的活塞杆穿过的间隙；送料时，送料气缸21的活塞杆推动圆柱滚子的左端面将其推过料套26并被被摆动到该位置处的料臂16上的料爪17抓住，料臂16的摆动是通过回转气缸28驱动，通过料臂16摆动将圆柱滚子放置到平顶尖支撑14上进行磨削加工；磨削完成后，料臂16通过其上的料爪17将加工好的成型圆柱滚子抓住后，通过料臂摆动将成型圆柱滚子放置到右料槽27上，完成下料，当然为了便于下料，所述的右料槽27也是倾斜设置，右料槽的出料口端低于右料槽的另一端。

所述左料槽24与固定连接在立板19上端面上的料槽固定板25紧固连接，在料臂16的下端部设置有平衡块23。

所述料臂16既要从右料槽27与立板19之间进行抓料，也要实现将加工后的成型圆柱滚子放置到右料槽上，因此，料臂在回转气缸的驱动下能够实现两个动作：（1）料臂16在竖直平面内的摆动；（2）料臂16的水平移动，通过水平移动使得料臂能够与右料槽27相对应。

需要说明的是，本发明的机床还可以设置一收集装置，收集装置把从右料槽上滑落的各个尺寸的成型圆柱滚子进行分类收集。

如图8所示，所述的砂轮修整器包括两套金刚笔装置，每套金刚笔装置均包含有底座、回转盘11、滑座和安装有金刚笔13的金刚笔架12，底座固设在床身1上，金刚笔架12设置在滑座上，滑座固定连接在回转盘11上表面，回转盘设置在底座上且回转盘能够在底座上转动，每套金刚笔装置中的滑座上均连接有用于驱动滑座沿X向进给的驱动装置A10和驱动滑座沿Y向进给的驱动装置B10.1，所述驱动装置A10和驱动装置B10.1上均配置有检测精度为0.1um的光栅反馈装置；所述驱动装置A10和驱动装置B10.1均电连接于数控系统。

每一套金刚笔装置均包含以下几个动作：

（1）在驱动装置A10的作用下，滑座及其上的金刚笔架能够沿X向移动；

（2）在驱动装置B10.1的作用下，滑座及其上的金刚笔架能够沿Y向移动；

（3）通过回转盘11的旋转，滑座及其上的金刚笔架能够转动；

另外，金刚笔架通过螺栓固定连接在滑座上开设的长槽内，通过调整金刚笔架在长槽内的固定位置可以调整金刚笔架伸出滑座的长度；

由以上可以看出，金刚笔架及其上的金刚笔的工作位置能够通过多个动作来调整，以使得非常灵活、精准的用于进行修复砂轮的工作。

如图9所示，所述的测量机构包含测量支架34、推拉气缸31、测量头29；测量支架34上垂直安装一推拉气缸31，推拉气缸31的推拉杆与测量头固定板30连接，测量头固定板30上安装有测量头29，测量头29对应于所述平顶尖支撑14，用于测量在加工过程中检测顶尖支撑上的圆柱滚子的尺寸变化。

所述测量支架34是由水平侧板和垂直侧板连接组成的L形状，所述垂直侧板的外侧面上垂直安装一推拉气缸31且推拉杆朝上设置，测量头固定板30与所述垂直侧板平行，测量头固定板的上端部通过一连板与推拉气缸的推拉杆固定连接，测量头固定板30的下端设置有测量头29，通过推拉气缸31的推拉杆向上伸出带动测量头固定板向上移动，进而能够随意调整测量头的位置，便于对圆柱滚子加工过程中的精确测量。

另外，在所述垂直侧板的内侧面上设置有导轨32，导轨32上配装有滑块33，滑块与测量头固定板固定连接，测量头固定板在上下移动的过程中，带动滑块在导轨上移动，一方面增加了测量头在调整过程中的稳定性，另一方面起到了支撑导向作用。

所述的测量头29上设置有与数控系统连接的数据实时传输系统，测量头将测出的数据传输到数控系统，当然，数控系统设置有显示面板，通过显示面板，能够看到每一个圆柱滚子加工过程中的尺寸变化。

另外，所述的砂轮磨头装置均包含有砂轮、静压主轴、静压主轴座、静压主轴联轴器和主轴驱动电机；所述的砂轮配有砂轮防护罩，且砂轮与安装于静压主轴座内的静压主轴的一端连接；所述的静压主轴的另一端通过静压主轴联轴器与主轴驱动电机连接，主轴驱动电机与数控系统连接；所述的静压主轴联轴器配有静压主轴卸荷装置。

本实用新型的磨床还包括有机床防护罩，机床防护罩可以为推拉伸缩式结构，或者机床防护罩为全封闭结构，且在机床防护罩上设置有能够打开和关闭的开合门。

Claims (10)

1.一种高精度数控圆柱滚子精密磨床，包括带有数控系统的床身，用于向顶尖机构输送待加工的圆柱滚子的上料机构，用于顶紧夹持待加工的圆柱滚子的顶尖机构，且顶尖机构与床身为导轨式连接，顶尖机构配设有用于其沿X向移动的X向驱动装置和沿Y向移动的Y向驱动装置，对应于顶尖机构设置的砂轮磨头装置，用于检测圆柱滚子在加工过程中尺寸变化的测量机构。

2.根据权利要求1所述的高精度数控圆柱滚子精密磨床，其特征是：所述顶尖机构包括上支撑板、下支撑板、左平顶尖装置和右平顶尖装置，左平顶尖装置和/或右平顶尖装置能够在上支撑板上滑动，上支撑板与下支撑板为导轨式连接且上支撑板能够在所述Y向驱动装置的作用下在下支撑板上沿Y向滑动，下支撑板与床身为导轨式连接且下支撑板能够在所述X向驱动装置的作用下在床身上沿X向滑动。

3.根据权利要求2所述的高精度数控圆柱滚子精密磨床，其特征是：所述左平顶尖装置和右平顶尖装置分别包含有一平顶尖，且两平顶尖的尖头端相对并位于同一轴线。

4.根据权利要求2所述的高精度数控圆柱滚子精密磨床，其特征是：X向驱动装置和Y向驱动装置均与数控系统电连接。

5.根据权利要求2所述的高精度数控圆柱滚子精密磨床，其特征是：所述上料机构包括立板、送料气缸、左料槽、料臂、回转气缸、右料槽和顶尖支撑，立板通过底座固定连接在所述上支撑板上，在立板的左侧面和右侧面上分别对应设置有左料槽和右料槽，料臂通过其上连接的回转气缸能够在右料槽与立板的右侧面之间摆动，料臂上端部设置有用于抓取圆柱滚子的料爪，所述顶尖支撑对应于料爪设置，用于圆柱滚子在磨削过程中支撑在圆柱滚子的外圆面上；在立板上设置有贯穿立板左、右侧面的中空结构的料套，送料气缸用于推动左料槽上的圆柱滚子穿过料套后被摆动到该位置处的料爪抓住。

6.根据权利要求1所述的高精度数控圆柱滚子精密磨床，其特征是：所述的砂轮修整器包括两套金刚笔装置，每套金刚笔装置均包含有底座、回转盘、滑座和安装有金刚笔的金刚笔架，底座固设在床身上，金刚笔架设置在滑座上，滑座固定连接在回转盘上表面，回转盘设置在底座上且回转盘能够在底座上转动，每套金刚笔装置中的滑座上均连接有用于驱动滑座沿X向进给的驱动装置A和驱动滑座沿Y向进给的驱动装置B。

7.根据权利要求6所述的高精度数控圆柱滚子精密磨床，其特征是：所述驱动装置A和驱动装置B上均配置有检测精度为0.1um的光栅反馈装置。

8.根据权利要求6或7所述的高精度数控圆柱滚子精密磨床，其特征是：所述驱动装置A和驱动装置B均电连接于数控系统。

9.根据权利要求5所述的高精度数控圆柱滚子精密磨床，其特征是：所述的测量机构包含测量支架、推拉气缸、测量头；测量支架上垂直安装一推拉气缸，推拉气缸的推拉杆与测量头固定板连接，测量头固定板上安装有测量头，测量头对应于所述顶尖支撑，用于测量在加工过程中检测顶尖支撑上的圆柱滚子的尺寸变化。

10.根据权利要求9所述的高精度数控圆柱滚子精密磨床，其特征是：测量头上设置有与数控系统连接的数据实时传输系统。