專利名稱：切入式球軸承溝道超精研機的制作方法
技術(shù)領域：
本實用新型涉及一種球軸承溝道超精研加工機械，具體涉及一種采用切入式超精研加工 工藝的球軸承溝道超精研機。
▲相關(guān)技術(shù)背景
對于球軸承溝道超精研機來說增加油石寬度是一項重要指標，其一，軸承在前道工序磨 削加工時受振動的影響，在溝道的圓周上形成低次波紋表面，而足夠?qū)挼挠褪梢钥邕^數(shù)個 低次波紋，有利于消除低次波紋改善圓度；其二，油石加寬了研磨正壓力也可加大，生產(chǎn)效
率就得到提高。
傳統(tǒng)的球軸承溝道超精研機是采用油石按工件的溝道曲率中心作搖擺運動的研磨方式，
這種超精研機油石的擺動軸線是在工件旋轉(zhuǎn)軸線的垂直方向、與溝道曲率中心軌跡相切；這 種超精研機存在二點不足之處 一、加工中使用的油石寬度不能太寬，原因是位于油石二端 的搖擺半徑與油石中間的搖擺半徑是不一樣的，如果油石人寬的話這種半徑差異跟著加人， 這將會破壞加工精度。二、加工四點接觸球軸承時K存在二個溝道曲率中心，所以使加工復 雜成本提高。
▲發(fā)明內(nèi)容
為了克服傳統(tǒng)球軸承溝道超精研機的不足，本實用新型提供了一種與傳統(tǒng)方式不同的切 入式球軸承溝道超精研機，油石的擺動軸線是在工件旋轉(zhuǎn)軸線的同軸方向，油石沿著溝道圓 周擺動，因此能大幅度增加油石寬度和研磨正壓力，有效的消除溝道圓度中的低次波，提高 加工質(zhì)量和生產(chǎn)效率；同時因采用切入式加工工藝，不受二個溝道曲率屮心的限制，用相同 的工藝就可以加工四點接觸球軸承。
本實用新型采用的技術(shù)方案是 一種切入式球軸承溝道超精研機，包括床身和設在床身 一端縱向布置的可由拖板調(diào)節(jié)螺桿調(diào)節(jié)位置的工件頭拖板以及安裝在工件頭拖板上的可由中 心調(diào)節(jié)螺桿微量調(diào)節(jié)高低的包含有工件軸的工件頭箱n設在床身另一端縱向布置的以位于工 件軸線下方的回轉(zhuǎn)銷軸為中心幽轉(zhuǎn)并由角度調(diào)節(jié)螺桿調(diào)節(jié)lHl轉(zhuǎn)角度的水平回轉(zhuǎn)平臺和安裝在 回轉(zhuǎn)平臺上縱向布置的可由往復油缸帶動并由定位調(diào)節(jié)螺桿定位的包含有擺頭軸的擺頭拖板 和安裝在擺頭軸上的擺頭臂和安裝在擺頭臂上的可上下調(diào)節(jié)位置的包含有進給汽缸和進給滾 珠導軌的油石進給裝置和安裝在油石進給裝置上的可水平調(diào)節(jié)油石回轉(zhuǎn)角度的油石夾持器和 安裝在油石夾持器上的可快速更換的一體化油石頭。
4所述工件頭箱裝有雙滾輪壓緊裝置和無心支承腳將工件夾持在工件軸上作無心旋轉(zhuǎn)，工 件軸由工件變頻電機通過齒型皮帶和皮帶輪傳動，工件變頻電機由變頻器無級調(diào)速，使工件 軸轉(zhuǎn)速在500 3000轉(zhuǎn)/分鐘之間；工件軸軸線與回轉(zhuǎn)銷軸軸線相交。所述拖板調(diào)節(jié)螺桿可調(diào) 節(jié)工件頭拖板縱向位置，使工件溝道曲率中心軌跡所處平面與回轉(zhuǎn)銷軸軸線重合(加工四點 接觸球軸承時二個溝道曲率中心軌跡所處平面在回轉(zhuǎn)銷軸軸線二邊對稱處)。所述中心調(diào)節(jié)嫘 桿位于工件頭箱一側(cè)，在對應的另一側(cè)設紫有能使工件頭箱以此為中心上下回轉(zhuǎn)的回轉(zhuǎn)鉸鏈; 調(diào)節(jié)中心調(diào)節(jié)螺桿可微量調(diào)節(jié)工件頭箱高低，使工件的圓心略高于擺頭軸軸線，其調(diào)整幅度 為0.0 2.0%的工件直徑。所述角度調(diào)節(jié)螺桿可調(diào)節(jié)水平回轉(zhuǎn)平臺的回轉(zhuǎn)角度，使位于其上 的擺頭軸軸線相對工件軸軸線在水平方向上形成一個1.0° 5.0°的回轉(zhuǎn)角度。所述定位調(diào) 節(jié)螺桿可對擺頭拖板在往復油缸帶動下進入工作區(qū)的位置進行定位，使在其上的油石剛好與 工件溝道重合。所述擺頭軸的軸線與回轉(zhuǎn)銷軸軸線相交，擺頭軸的一頭裝有可調(diào)節(jié)的曲軸連 桿裝置，由擺頭變頻電機帶動，調(diào)節(jié)曲軸連桿可使擺頭在±0 30°的角度擺動，擺頭變頻電 機由變頻器無級調(diào)速，使擺動頻率在60 300次/分鐘之間。所述擺頭臂安裝在擺頭軸的另一 頭。所述油石進給裝置可在擺頭臂上作較大幅度移動，以適應加工內(nèi)、外圈或不同直徑工件 的需要；油石進給裝置由進給汽缸帶著進給滾珠導軌向下實現(xiàn)進給動作，進給汽缸的壓力由 氣壓伺服閾調(diào)節(jié)，使油石橫截面上的研磨正壓力在0.2 5Kg/cn^之間。所述油石夾持器包含 有夾持器本體和弧型回轉(zhuǎn)板，夾持器本體安裝在油石進給裝置的進給滾珠導軌上，弧型回轉(zhuǎn) 板鑲嵌在夾持器本體的弧型槽內(nèi)沿弧型槽作水平回轉(zhuǎn)，其回轉(zhuǎn)中心線與擺頭軸軸線相交；油 石平面經(jīng)回轉(zhuǎn)板回轉(zhuǎn)后與擺頭軸軸線形成一個油石角度，并且這個油石角度與擺頭軸軸線相 對工件軸軸線形成的回轉(zhuǎn)角度互余。所述一體化油石頭由油石黏結(jié)在標準桿上而成；油石尺 寸與所加工的工件對應，其厚度等于工件溝道寬度，其寬度根據(jù)加工需要可選取工件直徑的 1/3 1/2，其長度以不影響油石進入工作區(qū)為準；標準桿上的安裝部是一個標準化的與油石 夾持器相匹配的頭部，便于快速更換一體化油石頭，標準桿的長度是當油石黏結(jié)好以后使油 石橫截面的物理中心與油石夾持器的回轉(zhuǎn)中心重合。
本實用新型的有益效果是1、在對球軸承溝道超精研加工時可大幅度增加油石寬度和研 磨正壓力，有效的消除溝道圓度屮的低次波，提高加工質(zhì)量和生產(chǎn)效率2、相同的工藝就可 加工四點接觸球軸承，簡化加工程序減少成本。
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圖l是切入式球軸承溝道超精研機的IH視圖(所示是加工內(nèi)圈時狀態(tài))。
圖2是工件頭箱的A-A剖視圖。
圖3是回轉(zhuǎn)平臺的B-B剖視圖。
圖4是加工外圈時擺頭部分的局部放人圖。
圖5是油石夾持器和一體化油石頭的C向視圖。圖中1、床身，2、工件頭拖板，3、拖板調(diào)節(jié)螺桿，4、工件頭箱，5、皮帶輪，6、齒 型皮帶，7 8、中心調(diào)節(jié)螺桿，9、工件變頻電機，10、工件軸，U、無心支承腳，12、工件， 13、 一體化油石頭，14、油石進給裝置，15、油石夾持器，16、雙滾輪壓緊裝置，17、定位 調(diào)節(jié)螺桿，18、擺頭變頻電機，19、擺頭臂，20、曲軸連桿裝i:， 21、擺頭軸，22、角度調(diào) 節(jié)螺桿，23、往復油缸，24、擺頭拖板，25、水平回轉(zhuǎn)平臺，26、回轉(zhuǎn)銷軸，27、回轉(zhuǎn)鉸鏈， 28、角度標尺，29、夾持器本體，30、弧型回轉(zhuǎn)板，31、進給滾珠導軌，32、進給汽缸，33、 緊固螺釘，34、長槽口， 35、油石，101、回轉(zhuǎn)銷軸軸線，102、工件軸軸線，103、油石夾持 器回轉(zhuǎn)中心線，104、溝道曲率中心軌跡所處平面，105、擺頭軸軸線，106、回轉(zhuǎn)角度，107、 油石角度，108、油石橫截面的物理屮心。
▲具體實施方式
參見附圖，本實用新型的切入式球軸承溝道超精研機，包括床身1和設在床身一端縱向 布置的工件頭拖板2、工件頭箱4、拖板調(diào)節(jié)螺桿3、中心調(diào)節(jié)螺桿7和8和工件軸10。設在 床身另一端縱向布置的水平回轉(zhuǎn)平臺25、回轉(zhuǎn)銷軸26、角度調(diào)節(jié)螺桿22、擺頭拖板24、往 復油缸23、定位調(diào)節(jié)螺桿17、擺頭軸2i、擺頭臂19、油石進給裝置14、油石夾持器15和 一體化油石頭13。
工件頭箱4裝有雙滾輪壓緊裝置16和無心支承腳11將工件12夾持在工件軸10上作無 心旋轉(zhuǎn)，工件軸10由工件變頻電機9通過齒型皮帶6和皮帶輪5傳動，工件軸軸線i02與回 轉(zhuǎn)銷軸軸線101相交，工件變頻電機9由變頻器無級調(diào)速，使工件軸轉(zhuǎn)速在500 3000轉(zhuǎn)/ 分鐘之間。拖板調(diào)節(jié)螺桿3可調(diào)節(jié)工件頭拖板2的縱向位置，使工件12的溝道曲率中心軌跡 所處平面104與回轉(zhuǎn)銷軸軸線101重合(加工四點接觸球軸承時二個溝道曲率中心軌跡所處 平面在回轉(zhuǎn)銷軸軸線二邊對稱處)。中心調(diào)節(jié)螺桿7和8位于工件頭箱4的一側(cè)，在對應的另 一側(cè)設置有回轉(zhuǎn)鉸鏈27，中心調(diào)節(jié)螺桿7和8相互配合可微量調(diào)節(jié)工件頭箱4的高低，使工 件12的圓心略高于擺頭軸軸線105，其調(diào)整幅度為0.0 2.0%的工件直徑。二個角度調(diào)節(jié)螺 桿22相互配合可調(diào)節(jié)水平回轉(zhuǎn)平臺25的回轉(zhuǎn)角度,使位于其上的擺頭軸軸線105相對工件軸 軸線102在水平方向上形成一個1.0° 5.0。的回轉(zhuǎn)角度106,回轉(zhuǎn)角度106由設置在回轉(zhuǎn) 平臺25尾部的角度標尺28顯示。擺頭拖板24由往復油缸23帶動進入工作區(qū)后由定位調(diào)節(jié) 螺桿17對其位置進行定位，使在其上的油石35剛好落在工件12的溝道里，其定位標準是當 擺頭臂19處于垂直位置時油石夾持器回轉(zhuǎn)中心線103與回轉(zhuǎn)銷軸軸線101重合。擺頭軸軸線 105與回轉(zhuǎn)銷軸軸線101相交；擺頭軸21的一頭裝有可調(diào)節(jié)的曲軸連桿裝置20，曲軸連桿裝 置20由擺頭變頻電機18帶動，調(diào)節(jié)曲軸連桿可使擺頭在±0° 30°的角度擺動；擺頭變頻電 機18由變頻器無級調(diào)速，使擺動頻率在60 300次/分鐘之間。擺頭臂i9安裝在擺頭軸2丄 的另一頭。油石進給裝置14安裝在擺頭臂19上并可在其上作較大幅度移動，以適應加工內(nèi)、 外圈或不同直徑工件的需要；油石進給裝置14由進給汽缸32帶著進給滾珠導軌31向下實現(xiàn)進給動作。油石夾持器]5包含有夾持器本體29和弧型回轉(zhuǎn)板30，夾持器本體29安裝在滾 珠導軌3i上，弧型回轉(zhuǎn)板30鑲嵌在夾持器本體29的弧型槽內(nèi)沿弧型槽作水平回轉(zhuǎn)，其回轉(zhuǎn) 中心線103與擺頭軸軸線105相交，油石35的平面經(jīng)回轉(zhuǎn)板30問轉(zhuǎn)后與擺頭軸軸線105形 成一個油石角度i07，油石角度107與回轉(zhuǎn)角度i06互余。 一體化油石頭i3由油石35黏結(jié) 在標準桿36上而成；標準桿36的安裝部37是一個標準化的頭部，上面開有長槽口 34;在 弧型回轉(zhuǎn)板30上有一個與安裝部37相同尺、j的凹槽，其上有二個緊固螺釘33，安裝部37 就由緊固螺釕33緊固在凹槽內(nèi)，只要松開緊固螺釘33就可以方便更換一體化油石頭13;標 準桿36的長度是當油石35黏結(jié)好以后使油石橫截面的物理中心i08與油石夾持器的回轉(zhuǎn)中 心103重合。
本實用新型的切入式球軸承溝道超精研機運轉(zhuǎn)程序如下當工件被自動上料裝置送入工 位后雙滾輪壓緊裝置將工件夾持在工件軸上旋轉(zhuǎn)，往復油缸帶動擺頭拖板使油石進入工作區(qū)， 油石進給裝置將油石壓向溝道在擺頭的搖擺下進行研磨，研磨分粗超、精超二個延時階段， 粗超時擺頭頻率高、工件轉(zhuǎn)速低、油石壓力大，精超時擺頭頻率降低、工件轉(zhuǎn)速升高、油石 壓力降低，這些參數(shù)都在變頻器和伺服閥的控制下無級變化，粗超、精超二個延時階段結(jié)束 后油石進給裝置退出，往復油缸帶動擺頭拖板退出，工件下料循環(huán)結(jié)束。
權(quán)利要求1、一種切入式球軸承溝道超精研機，其特征是包括床身和設在床身一端縱向布置的可由拖板調(diào)節(jié)螺桿調(diào)節(jié)位置的工件頭拖板以及安裝在工件頭拖板上的可由中心調(diào)節(jié)螺桿微量調(diào)節(jié)高低的包含有工件軸的工件頭箱，設在床身另一端縱向布置的以位于工件軸線下方的回轉(zhuǎn)銷軸為中心回轉(zhuǎn)并由角度調(diào)節(jié)螺桿調(diào)節(jié)回轉(zhuǎn)角度的水平回轉(zhuǎn)平臺和安裝在回轉(zhuǎn)平臺上縱向布置的可由往復油缸帶動并由定位調(diào)節(jié)螺桿定位的包含有擺頭軸的擺頭拖板和安裝在擺頭軸上的擺頭臂和安裝在擺頭臂上的可上下調(diào)節(jié)位置的包含有進給汽缸和進給滾珠導軌的油石進給裝置和安裝在油石進給裝置上的可水平調(diào)節(jié)油石回轉(zhuǎn)角度的油石夾持器和安裝在油石夾持器上的可快速更換的一體化油石頭。
2、 ,權(quán)利要求im的切入式球軸承溝道超精研機，其特征是所述工件頭箱裝 有雙滾輪壓緊裝置和無心支承腳，工件軸軸線與回轉(zhuǎn)銷軸軸線相交。
3、 ,權(quán)利要求im^J切入式球軸承溝道超精研機，其特征是所述中心調(diào)節(jié)嫘 桿位于工件頭箱一側(cè)，在對應的另一側(cè)設置有能使工件頭箱以此為中心上下回轉(zhuǎn) 的回轉(zhuǎn)鉸鏈，調(diào)節(jié)中心調(diào)節(jié)嫘桿可微量調(diào)節(jié)工件頭箱高低，使工件的圓心略高于 擺頭軸軸線，其調(diào)整幅度為0.0 2.0%的工件直徑。
4、 ,權(quán)利要求1 ^的切入式球軸承溝道超精研機，其特征是所述擺頭軸的軸 線與回轉(zhuǎn)銷軸軸線相交，擺頭軸的一頭裝有可調(diào)節(jié)的曲軸連桿裝置，調(diào)節(jié)曲軸連 桿可使擺頭在±0° 30°的角度擺動。
5、 皿權(quán)利要求1 ,的切入式球軸承溝道超精研機，其特征是所述油石夾持器 包含有夾持器本體和弧型回轉(zhuǎn)板，夾持器本體安裝在油石進給裝置的滾珠導軌 上，弧型回轉(zhuǎn)板鐮嵌在夾持器本體的弧型槽內(nèi)沿弧型槽作水平回轉(zhuǎn)，其回轉(zhuǎn)中心 線與擺頭軸軸線相交，油石平面經(jīng)回轉(zhuǎn)板回轉(zhuǎn)后與擺頭軸軸線形成一個油石角 度，并且這個油石角度與擺頭軸軸線相對工件軸軸線形成的角度互余。
6、 權(quán)利要求1 m的切入式球軸承溝道超精研機，其特征是所述一體化油石 頭由油石黏結(jié)在標準桿上而成；油石尺寸與所加工的工件對應，其厚度等于工件 溝道寬度，其寬度根據(jù)加工需要可選取工件直徑的1/3 1/2,其長度以不影響油 石進入工作區(qū)為準；標準桿上的安裝部是一個標準化的與油石夾持器相匹配的頭部，便于快速更換一體化油石頭；標準桿的長度是當油石黏結(jié)好以后使油石橫截 面的物理中心與油石夾持器的回轉(zhuǎn)中心重合。
專利摘要一種切入式球軸承溝道超精研機，包括床身和設在床身一端縱向布置的可由拖板調(diào)節(jié)螺桿調(diào)節(jié)位置的工件頭拖板以及安裝在工件頭拖板上的可由中心調(diào)節(jié)螺桿微量調(diào)節(jié)高低的包含有工件軸的工件頭箱。設在床身另一端縱向布置的以位于工件軸線下方的回轉(zhuǎn)銷軸為中心回轉(zhuǎn)并由角度調(diào)節(jié)螺桿調(diào)節(jié)回轉(zhuǎn)角度的水平回轉(zhuǎn)平臺和安裝在回轉(zhuǎn)平臺上縱向布置的可由往復油缸帶動并由定位調(diào)節(jié)螺桿定位的包含有擺頭軸的擺頭拖板和安裝在擺頭軸上的擺頭臂和安裝在擺頭臂上的可上下調(diào)節(jié)位置的包含有進給汽缸和進給滾珠導軌的油石進給裝置和安裝在油石進給裝置上的可水平調(diào)節(jié)油石回轉(zhuǎn)角度的油石夾持器和安裝在油石夾持器上的可快速更換的一體化油石頭。
文檔編號B24B19/06GK201249392SQ20082005515
公開日2009年6月3日 申請日期2008年1月28日 優(yōu)先權(quán)日2008年1月28日
發(fā)明者徐秉綬 申請人:徐秉綬