CN215093009U

CN215093009U - 一种轴承套圈磨削设备及其在线喷丸强化装置

Info

Publication number: CN215093009U
Application number: CN202120693868.XU
Authority: CN
Inventors: 衡红星; 潘为民; 程东华; 赵国强; 贺甜甜; 时可可; 陈翠丽; 何红玉; 张艳丽; 倪滨昆; 秦昆阳
Original assignee: Henan University of Science and Technology
Current assignee: Henan University of Science and Technology
Priority date: 2021-04-06
Filing date: 2021-04-06
Publication date: 2021-12-10
Anticipated expiration: 2031-04-06

Abstract

本实用新型涉及一种轴承套圈磨削设备及其在线喷丸强化装置，在线喷丸强化装置包括：抛丸机和保护箱；抛丸机的喷射结构穿入保护箱；保护箱和轴承套圈磨削设备上的砂轮对应分布于待加工轴承套圈的相对两侧；保护箱的用于朝向待加工轴承套圈的箱壁上设有缺口，用于在保护箱朝待加工轴承套圈移动时供待加工轴承套圈的一部分进入，所述缺口具有设定尺寸以与待加工轴承套圈间隙配合，保证在正常磨削过程中实现抛丸加工。在保护箱上设置缺口，能够允许轴承套圈的一部分进入，方便在磨削加工轴承套圈外表面时，同时对轴承套圈外表面进行抛丸强化处理，进而可有效提高轴承套圈外表面的残余压应力。

Description

一种轴承套圈磨削设备及其在线喷丸强化装置

技术领域

本实用新型属于轴承加工技术领域，具体涉及一种轴承套圈磨削设备及其在线喷丸强化装置。

背景技术

精密轴承广泛应用于航空航天、高速铁路、机床主轴、精密仪器、核电等领域。通常轴承套圈都需要经过锻造—车削—磨削工艺，其中，磨削工艺作为轴承套圈成形最重要的工序，直接决定了套圈的最终磨削残余应力。轴承零件表面高的残余压应力对轴承零件的硬度、耐磨性、抗腐蚀性十分有益，可大幅提高轴承的使用寿命。因此提高轴承套圈表面磨削残余压应力对提高轴承的使用寿命非常重要。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种轴承套圈磨削设备的在线喷丸强化装置，以提高轴承套圈外表面残余压应力；同时，本实用新型还提供一种使用上述在线喷丸强化装置的轴承套圈磨削设备，以在磨削加工完成后使得轴承套圈外表面存在较高的残余压应力。

为实现上述目的，本实用新型所提供的轴承套圈磨削设备的在线喷丸强化装置的技术方案是：一种轴承套圈磨削设备的在线喷丸强化装置，包括：

安装座，用于安装在轴承套圈磨削设备上，安装座上设有抛丸机和保护箱；

所述抛丸机具有喷射结构，所述喷射结构穿入所述保护箱，以用于朝待加工轴承套圈发射钢珠；

所述保护箱设置在所述安装座的相应位置处，以在安装座对应安装于轴承套圈磨削设备上时，保护箱和轴承套圈磨削设备上的砂轮对应分布于待加工轴承套圈的相对两侧；

所述保护箱的用于朝向所述待加工轴承套圈的箱壁上设有缺口，用于在保护箱朝待加工轴承套圈移动时供待加工轴承套圈的一部分进入，所述缺口具有设定尺寸以与待加工轴承套圈间隙配合，保证在正常磨削过程中实现抛丸加工。

有益效果是：本实用新型所提供的轴承套圈磨削设备的在线喷丸强化装置中，在保护箱上设置缺口，能够允许轴承套圈的一部分进入，方便在磨削设备上由砂轮磨削加工轴承套圈外表面时，同时利用喷丸强化装置对轴承套圈外表面进行抛丸强化处理，进而可有效提高磨削加工后的轴承套圈的外表面的残余压应力。

作为进一步地改进，所述抛丸机和保护箱相对固定装配，抛丸机和保护箱沿着靠近-远离待加工轴承套圈的方向可移动地装配在所述安装座上。

有益效果是：抛丸机和保护箱相对固定装配，方便两者一同移动，避免喷射结构和保护箱发生相对运动而导致钢珠弹出。

作为进一步地改进，所述安装座上设有驱动机构以驱动所述抛丸机和保护箱沿着靠近-远离待加工轴承套圈的方向移动。

有益效果是：利用驱动机构驱动抛丸机和保护箱移动，方便实现自动化控制。

作为进一步地改进，所述安装座上设有沿所述靠近-远离待加工轴承套圈的方向延伸的导轨，所述抛丸机导向滑动装配在所述导轨上，所述保护箱通过支撑连接结构固定安装在所述抛丸机上。

有益效果是：设置导轨引导抛丸机导向移动，而保护箱通过支撑连接结构安装在抛丸机上，方便安装。

作为进一步地改进，所述抛丸机位于所述保护箱的背向所述缺口的一侧。

有益效果是：抛丸机位于保护箱的相应一侧，可以充分利用安装座上方空间。

作为进一步地改进，所述保护箱下方连接有收珠箱，收珠箱内设置沥水板，沥水板上设置漏水孔以滤出磨削液。

有益效果是：利用收珠箱内设置的沥水板，方便回收磨削液，并且，与保护箱配合实现钢珠闭环回收，避免影响外部工作环境。

作为进一步地改进，所述收珠箱和保护箱通过收珠管固定连接，收珠管的上端与保护箱内腔连通、下端与收珠箱内腔连通。

有益效果是：利用收珠管实现收珠箱和保护箱连接，安装方便。

本实用新型所提供的轴承套圈磨削设备的技术方案是：一种轴承套圈磨削设备，包括：

机床底座，机床底座上设有主轴和砂轮安装架；

所述主轴上设置工件夹具，用于装夹驱动待加工轴承套圈；

所述砂轮安装架位于所述主轴旁侧，用于安装砂轮，以由砂轮对待加工轴承套圈进行磨削加工；

还包括在线喷丸强化装置，在线喷丸强化装置包括：

安装座，安装在轴承套圈磨削设备的机床底座上，安装座上设有抛丸机和保护箱；

有益效果是：本实用新型所提供的轴承套圈磨削设备中，在线喷丸强化装置的保护箱上设置缺口，能够允许轴承套圈的一部分进入，方便在磨削设备上由砂轮磨削加工轴承套圈外表面时，同时利用喷丸强化装置对轴承套圈外表面进行抛丸强化处理，进而可有效提高磨削加工后的轴承套圈的外表面的残余压应力。

作为进一步地改进，所述安装座沿主轴轴向导向可移动地装配在所述机床底座上。

有益效果是：在线喷丸强化装置的安装座导向可移动地装配在机床底座上，方便进行对应位置调整。

附图说明

图1为本实用新型所提供的轴承套圈磨削设备的结构示意图；

图2为图1的俯视图；

图3为图1中收珠箱的沥水板的结构示意图。

附图标记说明：

1、砂轮；2、主轴；3、待加工轴承套圈；4、保护箱；5、连接板；6、抛丸箱；7、喷丸电机；8、油缸；9、油缸安装座；10、平面框架；11、支撑导轨；12、连接头；13、第一立柱；14、滑块；15、输珠管；16、盛珠盒；17、第二立柱；18、安装底座；19、第一机床导轨；20、机床底座；21、第二机床导轨；22、喷射管；23、收珠管；24、工件夹具；25、收珠箱；26、沥水板；27、漏水孔。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型，即所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

需要说明的是，术语“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法。

在本实用新型的描述中，除非另有明确的规定和限定，可能出现的术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接连接，也可以是通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，可能出现的术语“设有”应做广义理解，例如，“设有”的对象可以是本体的一部分，也可以是与本体分体布置并连接在本体上，该连接可以是可拆连接，也可以是不可拆连接。对于本领域技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

以下结合实施例对本实用新型作进一步的详细描述。

本实用新型所提供的轴承套圈磨削设备的具体实施例1：

该实施例中的轴承套圈磨削设备上对应待加工轴承套圈，既可以配置砂轮，以对轴承套圈进行磨削加工，还配置有在线喷丸强化装置，能够对轴承套圈进行喷丸强化，可以实现边磨削边喷丸强化，进而可有效提高磨削加工后的轴承套圈外表面的残余压应力。

如图1至图3所示，轴承套圈磨削设备整体上包括机床底座20，机床底座20上设有主轴2，主轴2上安装有工件夹具24，此处的工件夹具24具体为电磁无心夹具，用于装夹固定待加工轴承套圈3，主轴2由相应驱动机构驱动回转，以实现轴承套圈转动。

在机床底座20上还设有砂轮安装架，砂轮安装架位于主轴2旁侧，砂轮安装架用于安装砂轮1，砂轮1位于待加工轴承套圈3旁侧，以由砂轮1对待加工轴承套圈3的外表面进行磨削加工。

与现有技术不同的是，本实施例中的机床底座20上增设有在线喷丸强化装置，在线喷丸强化装置主要包括安装座，安装座上安装有抛丸机和保护箱4，用于对转动的待加工轴承套圈3进行喷丸强化。

安装座包括安装底座18，安装底座18通过第一机床导轨19和第二机床导轨21沿主轴2轴向导向移动装配在机床底座20上，安装底座18的底部设置燕尾槽结构以与两机床导轨导向滑动配合。装底座上通过第一立柱13和第二立柱17支撑装配有平面框架10，在平面框架10上设有支撑导轨11，支撑导轨11水平延伸，支撑导轨11上支撑滑动装配有滑块14，抛丸机与滑块14固定装配在一起，使得抛丸机可在支撑导轨11上往复滑动。

并且，在平面框架10上设有油缸安装座9，油缸安装座9上设置有液压缸，液压缸作为驱动机构驱动抛丸机沿着靠近-远离待加工轴承套圈3的方向往复移动，液压缸的输出端通过连接头12与抛丸机传动连接。在其他实施例中，驱动机构也可选用气缸、电动伸缩杆等驱动机构。

本实施例中，上述抛丸机可采用常用抛丸机，主要通过高速旋转的叶轮将钢柱通过喷射管射出。抛丸机具体包括抛丸箱6，抛丸箱6上安装喷丸电机7，并且，在抛丸箱6下方通过输珠管15连接有盛珠盒16，另外，在抛丸箱6的朝向待加工工件的一侧设置喷射管22，喷射管22作为喷射结构，喷丸电机7将经输出管输送的钢珠送入喷射管22上，以朝着待加工轴承套圈3发射钢珠。

保护箱4通过连接板5固定安装在抛丸箱6的朝向待加工轴承套圈3的一侧，此处的连接板5作为支撑连接结构使得保护箱4和抛丸机相对固定装配在一起，并跟随抛丸机同步沿着靠近-远离待加工轴承套圈3的方向可往复移动。喷射管22穿入保护箱4中，以用于朝待加工轴承套圈3发射钢珠。

实际上，保护箱4在安装座上的安装位置需要设计好，保证在将装座对应安装于轴承套圈磨削设备上时，保护箱4和轴承套圈磨削设备上的砂轮1对应分布于待加工轴承套圈3的相对两侧。

在保护箱4的朝向待加工轴承套圈3的箱壁上设有缺口，在需要进行抛丸加工时，抛丸机和保护箱4一同朝向待加工轴承套圈3移动，上述缺口供轴承套圈的一部分进入，保证喷射管22发射的钢珠能够击打在待加工轴承套圈3外表面上。

需要注意的是，保护箱4上的缺口应当具有设定尺寸，在待加工轴承套圈3对应部分进入时，要既能与轴承套圈间隙配合，保证在正常磨削过程中实现抛丸加工，又不会导致钢珠弹出保护箱4。

在本实施例中，保护箱4主要用于收集钢珠，为方便收集，在保护箱4的下方通过收珠管23连接有收珠箱25，收珠箱25和保护箱4通过收珠管23固定连接，收珠管23的上端与保护箱4内腔连通、下端与收珠箱25内腔连通。使用时，喷射管22发射的钢珠经收珠管23落入收珠箱25内，由于是边磨削边抛丸加工，部分磨削液会经收珠管23进入收珠箱25内，因此，可在收珠箱25内部或底部设置如图3所示的沥水板26，沥水板26上设置漏水孔27，能够滤出磨削液，方便回收利用磨削液。

实际上，本实施例中的保护箱4配合收珠箱25具有防止外设、回收和沥水的工鞥，使得喷丸强化装置形成一个闭环系统，对机床的加工环境起到了保护作用。

本实施例所提供的轴承套圈磨削设备使用时，启动机床，将待加工轴承套圈3安装在工件夹具24上，启动砂轮1，机床的主轴2驱动待加工轴承套圈3转动精心粗磨加工，粗磨程序完成后开始进入精磨阶段。

在精磨阶段中，使得安装座带着抛丸机和保护箱4沿两个机床导轨移动到位，然后由液压缸驱动抛丸机和保护箱4朝着待加工轴承套圈3移动，轴承套圈的一部分经缺口进入保护箱4内，喷射管22喷射的钢珠击打在轴承套圈外表面上，从而实现边磨削边抛丸加工，磨削及喷丸强化完成后，抛丸电停止工作，液压缸反向移动，抛丸机和保护箱4反向远离磨削加工完成的轴承套圈，主轴2停转，操作人员将轴承套圈取下即可。

本实施例所提供的磨削设备上增设喷丸强化装置，可以边磨削边强化，有效解决了轴承套圈残余拉应力较大而残余压应力较小的问题，通过喷丸强化可有效提高残余压应力，有效改善轴承套圈外表面性能。

本实施例所提供的轴承套圈磨削设备主要用于实现内圈外表面的喷丸强化处理。

本实用新型所提供的轴承套圈磨削设备的具体实施例2：

其与实施例1的区别主要在于：实施例1中，保护箱和抛丸箱相对固定装配在一起，两者一同移动。在本实施例中，抛丸机固定在安装座上，并使保护箱沿靠近-远离待加工轴承套圈的方向导向可移动的装配在安装座上，移动时，可仅驱动保护箱移动即可。需要注意此时喷射管和保护箱的滑动密封装配，放置钢珠弹出。

本实用新型所提供的轴承套圈磨削设备的具体实施例3：

其与实施例1的区别主要在于：实施例1中，配置液压缸作为驱动机构。在本实施例中，可采用电动伸缩杆作为驱动机构。

本实用新型所提供的轴承套圈磨削设备的具体实施例4：

其与实施例1的区别主要在于：配置液压缸作为驱动机构驱动抛丸箱和保护箱移动。在本实施例中，省去驱动机构，由人工手动驱动抛丸箱和保护箱移动，实现正常的抛丸强化作业。

本实用新型所提供的轴承套圈磨削设备的具体实施例5：

其与实施例1的区别主要在于：实施例1中，收珠箱通过收珠管连接在保护箱下方。在本实施例中，省去收珠管，直接将收珠箱固定在保护箱下侧面上即可。当然，也可以将收珠箱和保护箱一体设置，即保护箱的一部分空间作为收珠箱使用。

一种轴承套圈磨削设备的在线喷丸强化装置的实施例，该实施例中的在线喷丸强化装置的结构与上述轴承套圈磨削设备实施例1中的在线喷丸强化装置的结构相同，在此不再赘述。

在其他实施例中，在线喷丸强化装置也可采用轴承套圈磨削设备实施例2至5中任一实施例中的在线喷丸强化装置的结构，在此也不再赘述。

最后需要说明的是，以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行不需付出创造性劳动的修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims

1.一种轴承套圈磨削设备的在线喷丸强化装置，其特征在于，包括：

安装座，用于安装在轴承套圈磨削设备上，安装座上设有抛丸机和保护箱（4）；

所述抛丸机具有喷射结构，所述喷射结构穿入所述保护箱（4），以用于朝待加工轴承套圈（3）发射钢珠；

所述保护箱（4）设置在所述安装座的相应位置处，以在安装座对应安装于轴承套圈磨削设备上时，保护箱（4）和轴承套圈磨削设备上的砂轮（1）对应分布于待加工轴承套圈（3）的相对两侧；

所述保护箱（4）的用于朝向所述待加工轴承套圈（3）的箱壁上设有缺口，用于在保护箱（4）朝待加工轴承套圈（3）移动时供待加工轴承套圈（3）的一部分进入，所述缺口具有设定尺寸以与待加工轴承套圈（3）间隙配合，保证在正常磨削过程中实现抛丸加工。

2.根据权利要求1所述的轴承套圈磨削设备的在线喷丸强化装置，其特征在于，所述抛丸机和保护箱（4）相对固定装配，抛丸机和保护箱（4）沿着靠近-远离待加工轴承套圈（3）的方向可移动地装配在所述安装座上。

3.根据权利要求2所述的轴承套圈磨削设备的在线喷丸强化装置，其特征在于，所述安装座上设有驱动机构以驱动所述抛丸机和保护箱（4）沿着靠近-远离待加工轴承套圈（3）的方向移动。

4.根据权利要求2或3所述的轴承套圈磨削设备的在线喷丸强化装置，其特征在于，所述安装座上设有沿所述靠近-远离待加工轴承套圈（3）的方向延伸的导轨，所述抛丸机导向滑动装配在所述导轨上，所述保护箱（4）通过支撑连接结构固定安装在所述抛丸机上。

5.根据权利要求4所述的轴承套圈磨削设备的在线喷丸强化装置，其特征在于，所述抛丸机位于所述保护箱（4）的背向所述缺口的一侧。

6.根据权利要求1或2或3所述的轴承套圈磨削设备的在线喷丸强化装置，其特征在于，所述保护箱（4）下方连接有收珠箱（25），收珠箱（25）内设置沥水板（26），沥水板（26）上设置漏水孔（27）以滤出磨削液。

7.根据权利要求6所述的轴承套圈磨削设备的在线喷丸强化装置，其特征在于，所述收珠箱（25）和保护箱（4）通过收珠管（23）固定连接，收珠管（23）的上端与保护箱（4）内腔连通、下端与收珠箱（25）内腔连通。

8.一种轴承套圈磨削设备，包括：

机床底座（20），机床底座（20）上设有主轴（2）和砂轮安装架；

所述主轴（2）上设置工件夹具（24），用于装夹驱动待加工轴承套圈（3）；

所述砂轮安装架位于所述主轴（2）旁侧，用于安装砂轮（1），以由砂轮（1）对待加工轴承套圈（3）进行磨削加工；

其特征在于，还包括在线喷丸强化装置，在线喷丸强化装置采用权利要求1至7中任一项所述的轴承套圈磨削设备的在线喷丸强化装置，在线喷丸强化装置的安装座安装在所述机床底座（20）上，并使得在线喷丸强化装置的保护箱（4）和砂轮安装架位于所述工件夹具（24）的相对两侧，保证磨削加工时保护箱（4）和砂轮（1）位于待加工轴承套圈（3）的相对两侧，以实现边磨削边抛丸处理。

9.根据权利要求8所述的轴承套圈磨削设备，其特征在于，所述安装座沿主轴（2）轴向导向可移动地装配在所述机床底座（20）上。