本發(fā)明涉及機械加工領域，尤其涉及一種軸承套圈的滾道復合超精研機。

背景技術：

軸承行業(yè)溝道超精研加工普遍采用的加工方法是，在一臺超精研機上分別完成軸承滾道粗超研、精超研以及超超精研加工工藝過程，粗超研、精超研以及超超精研的過程中，分別以粗油石、精油石和超精油石進入溝道對滾道進行超精研加工。在油石對軸承套圈進行加工過程中，油石需要沿垂直工件表面旋轉(zhuǎn)的方向往復振蕩，配合工件的轉(zhuǎn)速，以及與工件表面的壓力進行超精；并且由于粗研、精研以及超精研的工藝精度不同，粗研、精研以及超精研過程中對于油石的振蕩頻率、工件的轉(zhuǎn)速以及油石與工件之間的壓力均是不相同。但是，目前超精研機中普遍采用的油石振蕩方式是，將普通交流電機的轉(zhuǎn)動通過空間機構轉(zhuǎn)換成擺動機構的往復振蕩運動，雖然可以通過改變普通交流電機的轉(zhuǎn)速實現(xiàn)振蕩頻率的改變，但是該結構借用于轉(zhuǎn)換機構輸出，轉(zhuǎn)換機構由于慣性及傳動路徑的關系而進一步提高振蕩頻率和振蕩幅度的調(diào)整，因此，上述油石振蕩方式限定了超精研機的加工精度，還需進一步改進。

另外，目前超精研機在粗油石、精油石和超精油石的換位過程中，需要停機并更換相應的油石頭，此更換過程包括在先油石頭的退出和在后油石頭的進入，因而該過程勢必會延遲加工時間，降低加工效率，因此急需對于現(xiàn)有超精研機上的油石換位方式進行改進。

技術實現(xiàn)要素：

為了解決上述問題，本發(fā)明的目的在于提供一種軸承套圈的滾道復合超精研機，該滾道復合超精研機采用第一振蕩副結構，第一振蕩副的運動可根據(jù)線圈電流快速調(diào)整，路徑轉(zhuǎn)換靈敏度高，能夠短時間內(nèi)頻繁振蕩，實現(xiàn)大往復、小振蕩，從而提升工件的加工精度。

為了實現(xiàn)上述的目的，本發(fā)明采用了以下的技術方案：

一種軸承套圈的滾道復合超精研機，包括機床，以及設置在機床上的無心夾裝工位，以及用于驅(qū)動無心夾裝工位內(nèi)的工件轉(zhuǎn)動的驅(qū)動組件，以及用于對無心夾裝工位內(nèi)的工件加工的滾道超精裝置；其特征在于：所述滾道超精裝置包括第一升降副，以及設置在第一升降副上的第一振蕩副，以及設置在第一振蕩副上的滾道超精端頭，以及設置在滾道超精端頭上的滾道超精部件；所述第一振蕩副包括振蕩電機和振蕩拖板，振蕩電機包括磁板，以及移動設置在磁板上的基板，基板內(nèi)部設置有線圈組；所述振蕩拖板設置在基板上，滾道超精端頭設置在振蕩拖板上。

作為優(yōu)先，所述第一升降副上設有第一轉(zhuǎn)動副，第一轉(zhuǎn)動副包括設置在第一升降副上的角度拖板，以及轉(zhuǎn)動設置在角度拖板上的旋轉(zhuǎn)拖板，第一振蕩副設置在旋轉(zhuǎn)拖板上；所述角度拖板上設有弧形齒條，旋轉(zhuǎn)拖板上設有與弧形齒條相嚙合的齒輪，以及用于驅(qū)動所述齒輪的驅(qū)動部件。上述結構中，通過第一轉(zhuǎn)動副可實現(xiàn)第一振蕩副及其上的超精頭加工工位及方向的調(diào)整，用以配合加工不同形狀的軸承套圈滾道；具體地，當驅(qū)動部件驅(qū)動齒輪轉(zhuǎn)動時，旋轉(zhuǎn)拖板帶動第一振蕩副相對于角度拖板轉(zhuǎn)動，可實現(xiàn)第一振蕩副上的滾道超精端頭輸出角度調(diào)整，如可傾斜輸出用以加工傾斜設置的滾道。

作為優(yōu)先，所述振蕩拖板上設有壓緊副；壓緊副包括壓緊氣缸，以及設置在壓緊氣缸輸出端上的壓緊拖板；所述壓緊氣缸的輸出方向與振蕩電機的輸出方向相垂直，滾道超精端頭設置在壓緊拖板上。上述結構中的壓緊副用于調(diào)整滾道超精端頭上的滾道超精部件對于工件表面的壓力，從而可控制工件表面的加工深度與加工精度。

作為優(yōu)先，所述壓緊拖板上設置有超精頭換位裝置，超精頭換位裝置包括旋轉(zhuǎn)組件，以及與旋轉(zhuǎn)組件輸出端相連接的主軸；所述滾道超精端頭設置在主軸端部上，滾道超精端頭的周向側(cè)面上規(guī)則設有若干滾道超精部件。上述結構下，當旋轉(zhuǎn)組件驅(qū)動主軸及其上的滾道超精端頭轉(zhuǎn)動時，滾道超精端頭側(cè)面的滾道超精部件實現(xiàn)換位；通過這種旋轉(zhuǎn)換位的方式實現(xiàn)多種類油石之間的轉(zhuǎn)換，避免了傳統(tǒng)油石頭更換的復雜步驟（如先油石頭的退出和在后油石頭的進入），從而減少其加工時間，提升其加工效率。

作為優(yōu)先，所述旋轉(zhuǎn)組件包括傳動軸，以及驅(qū)動所述傳動軸周向轉(zhuǎn)動的回轉(zhuǎn)驅(qū)動部件，以及驅(qū)動所述傳動軸軸向移動的換檔驅(qū)動部件；所述傳動軸的軸線與主軸的軸線重合，傳動軸上套設有第一齒盤，主軸上套設有第二齒盤；上述結構中，換檔驅(qū)動部件驅(qū)動傳動軸軸向移動，控制第一齒盤與第二齒盤的嚙合或分離；當傳動軸軸向移動使第一齒盤和第二齒盤相嚙合時，傳動軸與主軸周向聯(lián)動，回轉(zhuǎn)驅(qū)動部件可通過傳動軸帶動主軸轉(zhuǎn)動，實現(xiàn)主軸端部上的滾道超精部件換位；當傳動軸軸向移動使第一齒盤和第二齒盤相分離時，回轉(zhuǎn)驅(qū)動部件可帶動傳動軸，而無法影響主軸及其上的滾道超精部件，此時適用于回轉(zhuǎn)驅(qū)動部件的復位。

作為優(yōu)先，所述滾道超精端頭的周向側(cè)面上開設有端頭槽，端頭槽內(nèi)設有用于定位滾道超精部件的定位板，以及用于抵住所述定位板的螺桿。

作為優(yōu)先，所述第一升降副包括升降電機，以及縱向滑動設置在機床上的升降拖板，升降拖板連接在升降電機的輸出端上。上述第一升降副控制第一振蕩副及其上的滾道超精端頭升降，用以在調(diào)機時調(diào)整滾道超精端頭的工位。

作為優(yōu)先，所述機床上還設有用于拉緊升降拖板的吊裝組件；吊裝組件包括吊裝油缸，用于連接吊裝油缸輸出端與升降拖板上端部的鏈條。上述吊裝組件連接升降拖板，用于克服對升降拖板的重力，減少升降拖板對于升降電機的負載，對升降電機起到保護作用。

本發(fā)明采用上述技術方案，該滾道復合超精研機采用新型的第一振蕩副結構，第一振蕩副中的振蕩電機包括磁板和基板，基板內(nèi)部設置線圈組，線圈組處于磁板的磁場內(nèi)，運用線圈組在磁場內(nèi)受到的安培力實現(xiàn)基板的移動；由于線圈組電流變化直接影響基板移動軌跡，基板移動可直接帶動滾道超精端頭移動，因而整個第一振蕩副的運動可根據(jù)線圈電流快速調(diào)整，路徑轉(zhuǎn)換靈敏度高，能夠短時間內(nèi)頻繁振蕩，實現(xiàn)大往復、小振蕩加工，從而提升工件的加工精度。

附圖說明

圖1為超精研機的內(nèi)部視圖。

圖2為超精研機的外部視圖。

圖3為圖2的A部放大圖。

圖4為端面壓緊裝置的結構示意圖。

圖5為滾道超精裝置的結構示意圖。

圖6為振蕩電機的結構示意圖。

圖7為超精頭換位裝置的結構示意圖。

圖8為超精頭換位裝置的結構剖視圖。

圖9為擋邊超精裝置的結構示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖，對本發(fā)明的優(yōu)選實施方案作進一步詳細的說明。

1.整機

如圖1~圖9所示的一種軸承套圈復合超精研機，包括機床11，以及設置在機床11上方的機床罩12，以及設置在機床罩12內(nèi)部機床11上的夾裝工位，以及用于驅(qū)動夾裝工位內(nèi)工件轉(zhuǎn)動的驅(qū)動組件。所述驅(qū)動組件包括驅(qū)動電機，以及通過軸承定位在機床11內(nèi)的主軸13，驅(qū)動電機驅(qū)動主軸13周向轉(zhuǎn)動。所述機床11上端面上設有基層移動副，基層移動副包括設置在機床11表面基層導軌14上的底板，以及用于驅(qū)動所述底板移動的驅(qū)動部件。基層移動副上設有立座16，立座16上設有用于對夾裝工位內(nèi)工件進行加工的滾道超精裝置3和擋邊超精裝置4；通過基層移動副的移動可對滾道超精裝置3和擋邊超精裝置4之間工位切換，即在同一超精研機上可以實現(xiàn)對軸承套圈的滾道、擋邊超精，相比于傳統(tǒng)的超精研機，該超精研機可減少裝機工序，提升加工效率。

2. 產(chǎn)品夾裝結構：

所述夾裝工位是無心夾裝工位，具體地主軸13上端部上連接有轉(zhuǎn)盤21，轉(zhuǎn)盤21上端設置有用于支撐工件的支撐底座；主軸13、轉(zhuǎn)盤21和支撐底座均同軸設置。支撐底座包括周向規(guī)則設置在轉(zhuǎn)盤21上端面的若干支承塊22，支承塊22的截面呈“L”形，支承塊22的“L”形上端面為弧形支撐面，若干支承塊22的弧形支撐面處于同一圓周線上。上述結構形成工件夾裝工位，安裝時軸承套圈定位在工件夾裝工位內(nèi)，支承塊22的弧形支撐面抵住軸承套圈下端面用于支撐。而為了進一步減少支承塊22的上端面平整度誤差對軸承套圈加工的影響，因而將所述支承塊22制成“L”形，僅用弧形支撐面支撐軸承套圈，從而盡可能減少與工件相抵的徑向接觸面積。另外，由于加工時周向設置的支承塊22通過摩擦力帶動軸承套圈，尤其是在起步時，支承塊22與軸承套圈之間產(chǎn)生動摩擦，因而可將支承塊22拆分為支撐座和耐磨塊，從而可便于后期僅更換耐磨塊，節(jié)省成本。

所述夾裝工位上設有用于將工件定位在夾裝工位的兩組支承定位組件。所述兩組支承定位組件用于支承工件的同一周向表面上，兩組支承定位組件所支承的工件與主軸13軸心不重合。當主軸13帶動工件轉(zhuǎn)動時，工件所受向心力方向指向兩組定位組件之間。上述結構所限定的無心定位包括兩種情況，一種是對軸承套圈內(nèi)徑表面進行超精加工時，兩組定位組件是兩個外徑支承滾輪23，兩個外徑支承滾輪23用于支承工件的外徑表面，采用外側(cè)無心定位方式；另一種是對軸承套圈外徑表面進行超精加工時，兩組定位組件是兩個內(nèi)徑支承滾輪24，兩個內(nèi)徑支承滾輪24用于支承工件的內(nèi)徑表面，采用內(nèi)側(cè)無心定位方式；而內(nèi)側(cè)無心定位方式中需要內(nèi)徑支承滾輪24處于工件內(nèi)側(cè)，為了便于工件上下料，需要將內(nèi)徑支承滾輪24具有可縱向調(diào)節(jié)高度的能力。

所述夾裝工位旁的機床11上固定有支座17，支座17上設有縱向移動副18，兩個內(nèi)徑支承滾輪24設置在縱向移動副18上。另外，該縱向移動副18還設有用于將工件定位在夾裝工位的端面壓緊裝置。端面壓緊裝置包括用于定位工件上端面的兩個上壓輪25，以及用于驅(qū)動兩個上壓輪25縱向交替浮動的擺動組件。所述擺動組件包括壓緊軸26，擺動軸27和兩條擺動臂28。所述擺動臂28呈“L形”，兩條擺動臂28的中部（即“L形”折彎端）分別設置在壓緊軸26的軸向兩端部上，擺動軸27的兩端部分別連接在兩條擺動臂28的第一端部上，兩個上壓輪25分別設置在兩條擺動臂28的第二端部上；所述擺動軸27的中部穿設在擺動座上，擺動座上連接有用于驅(qū)動擺動軸27兩端交替擺動的驅(qū)動部件。上述結構提供一種擺動組件的具體結構，該結構用以實現(xiàn)兩個上壓輪25縱向交替浮動的功能；具體地，是由驅(qū)動部件帶動擺動軸27兩端交替擺動，擺動軸27端部帶動擺動臂28，使得擺動臂28以壓緊軸26為擺動中心兩端擺動，從而實現(xiàn)擺動臂28端部上的上壓輪25縱向浮動。

上述復合超精研機采用無心夾裝，配合上端面的浮動壓緊，可提升軸承套圈的加工精度。具體地，一方面該產(chǎn)品夾具使用兩組支承定位組件抵住工件的內(nèi)徑表面或外徑表面，使得工件與主軸13軸心不重合；主軸13帶動工件轉(zhuǎn)動時，工件受到向心力方向指向兩組定位組件，從而使工件無心定位轉(zhuǎn)動，工件加工精度不受主軸13旋轉(zhuǎn)精度的影響。另一方面，該產(chǎn)品夾具采用兩上壓輪25對工件上端面進行交替浮動壓緊，在對工件進行軸向定位的同時，避免工件軸向端面的誤差對于工件夾裝產(chǎn)生影響，從而進一步保證其加工精度。

3. 軸承套圈滾道加工：

所述滾道超精裝置3包括第一升降副，以及設置在第一升降副上設有第一轉(zhuǎn)動副，以及設置在第一轉(zhuǎn)動副上的第一振蕩副，以及設置在第一振蕩副上的壓緊副，以及設置在壓緊副上的滾道超精端頭35，以及設置在滾道超精端頭35上的滾道超精部件36。

具體地，所述第一升降副包括升降電機51，以及縱向滑動設置在立座16上的升降拖板52，升降拖板52連接在升降電機51的輸出端上。立座16上還設有用于拉緊升降拖板52的吊裝組件；吊裝組件包括吊裝油缸，用于連接吊裝油缸輸出端與升降拖板52上端部的鏈條53。上述第一升降副控制第一振蕩副及其上的滾道超精端頭35升降，用以在調(diào)機時調(diào)整滾道超精端頭35的工位高度；吊裝組件連接升降拖板52，用于克服對升降拖板52的重力，減少升降拖板52對于升降電機51的負載，對升降電機51起到保護作用。

所述第一轉(zhuǎn)動副包括設置在第一升降副上的角度拖板54，以及轉(zhuǎn)動設置在角度拖板54上的旋轉(zhuǎn)拖板55，第一振蕩副設置在旋轉(zhuǎn)拖板55上。所述角度拖板54上設有弧形齒條56，旋轉(zhuǎn)拖板55上設有與弧形齒條56相嚙合的齒輪，以及用于驅(qū)動所述齒輪的驅(qū)動部件（即轉(zhuǎn)動電機561）。上述第一轉(zhuǎn)動副可實現(xiàn)第一振蕩副及其上的超精頭加工工位及方向調(diào)整，用以配合加工不同形狀的軸承套圈滾道；具體地，當驅(qū)動部件驅(qū)動齒輪轉(zhuǎn)動時，旋轉(zhuǎn)拖板55帶動第一振蕩副相對于角度拖板54轉(zhuǎn)動，可實現(xiàn)第一振蕩副上的滾道超精端頭35輸出角度調(diào)整，如可傾斜輸出用以加工傾斜設置的滾道。

所述第一振蕩副包括振蕩電機59和振蕩拖板50，振蕩電機59包括磁板591，以及移動設置在磁板591上的基板592，基板592內(nèi)部設置有線圈組；所述振蕩拖板50設置在基板592上。上述振蕩電機59運用線圈組在磁場內(nèi)受到的安培力實現(xiàn)基板592的移動，由于線圈組電流變化直接影響基板592移動軌跡，基板592移動可直接帶動滾道超精端頭35移動，因而整個第一振蕩副的運動可根據(jù)線圈電流快速調(diào)整，路徑轉(zhuǎn)換靈敏度高，能夠短時間內(nèi)頻繁振蕩，實現(xiàn)大往復、小振蕩加工，從而提升工件的加工精度。

所述壓緊副包括壓緊氣缸57，以及設置在壓緊氣缸57輸出端上的壓緊拖板58；所述壓緊氣缸57的輸出方向與第一振蕩副的輸出方向相垂直，滾道超精端頭35設置在壓緊拖板58上。上述結構中的壓緊副用于調(diào)整滾道超精端頭35上的滾道超精部件36對于工件表面的壓力，從而可控制工件表面的加工深度與加工精度。

所述壓緊拖板58上設置有超精頭換位裝置6，超精頭換位裝置6包括旋轉(zhuǎn)組件，以及與旋轉(zhuǎn)組件輸出端相連接的轉(zhuǎn)軸61。滾道超精端頭35設置在轉(zhuǎn)軸61端部上，滾道超精端頭35的周向側(cè)面上規(guī)則設有若干滾道超精部件36。所述滾道超精端頭35的周向側(cè)面上開設有端頭槽62，端頭槽62內(nèi)設有用于定位滾道超精部件36的定位板63，以及用于抵住所述定位板63的螺桿64；滾道超精端頭35的周向側(cè)面上規(guī)則夾裝三個滾道超精部件36，三個滾道超精部件36分別是粗油石、精油石和超精油石。

所述旋轉(zhuǎn)組件包括傳動軸65，以及驅(qū)動所述傳動軸65周向轉(zhuǎn)動的回轉(zhuǎn)驅(qū)動部件66，以及驅(qū)動所述傳動軸65軸向移動的換檔驅(qū)動部件67；其中換檔驅(qū)動部件67是換檔油缸，回轉(zhuǎn)驅(qū)動部件66是回轉(zhuǎn)油缸，回轉(zhuǎn)油缸的回轉(zhuǎn)角度為120°。所述傳動軸65的軸線與轉(zhuǎn)軸61的軸線重合，傳動軸65上套設有第一齒盤68，轉(zhuǎn)軸61上套設有第二齒盤69；上述結構中，換檔驅(qū)動部件67驅(qū)動傳動軸65軸向移動，控制第一齒盤68與第二齒盤69的嚙合或分離；當傳動軸65軸向移動使第一齒盤68和第二齒盤69相嚙合時，傳動軸65與轉(zhuǎn)軸61周向聯(lián)動，回轉(zhuǎn)驅(qū)動部件66可通過傳動軸65帶動轉(zhuǎn)軸61轉(zhuǎn)動，實現(xiàn)轉(zhuǎn)軸61端部上的滾道超精部件36換位；當傳動軸65軸向移動使第一齒盤68和第二齒盤69相分離時，回轉(zhuǎn)驅(qū)動部件66可帶動傳動軸65，而無法影響轉(zhuǎn)軸61及其上的滾道超精部件36，此時適用于回轉(zhuǎn)驅(qū)動部件66的復位。上述旋轉(zhuǎn)組件驅(qū)動轉(zhuǎn)軸61及其上的滾道超精端頭35轉(zhuǎn)動時，滾道超精端頭35側(cè)面的滾道超精部件36實現(xiàn)換位；通過這種旋轉(zhuǎn)換位的方式實現(xiàn)多種類油石之間的轉(zhuǎn)換，避免了傳統(tǒng)油石頭更換的復雜步驟（如先油石頭的退出和在后油石頭的進入），從而減少其加工時間，提升其加工效率。

4. 軸承套圈滾道加工：

所述擋邊超精裝置4包括設置在立座16上的第二升降副，以及設置在第二升降副上的第二轉(zhuǎn)動副，以及設置在第二轉(zhuǎn)動副上的第二振蕩副，以及設置在第二振蕩副上的擋邊超精端頭44，以及設置在擋邊超精端頭44上的擋邊超精部件45，其中擋邊超精部件45一般選為超精油石。

具體地，所述第二升降副包括升降電機51，以及縱向滑動設置在立座16上的升降拖板52，升降拖板52連接在升降電機51的輸出端上。立座16上還設有用于拉緊升降拖板52的吊裝組件；吊裝組件包括吊裝油缸，用于連接吊裝油缸輸出端與升降拖板52上端部的鏈條53。上述第二升降副控制第二振蕩副及其上的擋邊超精端頭44升降，用以在調(diào)機時調(diào)整擋邊超精端頭44的工位高度；吊裝組件連接升降拖板52，用于克服對升降拖板52的重力，減少升降拖板52對于升降電機51的負載，對升降電機51起到保護作用。

所述第二轉(zhuǎn)動副包括設置在第二升降副上的角度拖板54，以及轉(zhuǎn)動設置在角度拖板54上的旋轉(zhuǎn)拖板55。所述角度拖板54上設有弧形齒條56和若干條弧形導向槽；旋轉(zhuǎn)拖板55上設有與弧形齒條56相嚙合的齒輪，以及用于驅(qū)動所述齒輪的驅(qū)動部件（即轉(zhuǎn)動電機561），以及移動定位在弧形導向槽內(nèi)的導向連接部件。通過第二轉(zhuǎn)動副可實現(xiàn)第二振蕩副及其上的超精頭加工工位及方向的調(diào)整，用以配合加工不同形狀的軸承套圈擋邊；具體地，當驅(qū)動部件驅(qū)動齒輪轉(zhuǎn)動時，旋轉(zhuǎn)拖板55帶動第二振蕩副相對于角度拖板54轉(zhuǎn)動，可實現(xiàn)第二振蕩副上的滾道超精端頭35輸出角度調(diào)整。

所述第二振蕩副包括振蕩電機59和振蕩拖板50，振蕩電機59包括磁板591，以及移動設置在磁板591上的基板592，基板592內(nèi)部設置有線圈組；所述振蕩拖板50設置在基板592上，擋邊超精端頭44設置在振蕩拖板50上。上述第二振蕩副內(nèi)的振蕩電機59運用線圈組在磁場內(nèi)受到的安培力實現(xiàn)基板592的移動；由于線圈組電流變化直接影響基板592移動軌跡，基板592移動可直接帶動滾道超精端頭35移動，因而整個第二振蕩副的運動可根據(jù)線圈電流快速調(diào)整，路徑轉(zhuǎn)換靈敏度高，能夠短時間內(nèi)頻繁振蕩，從而提升工件的加工精度。所述振蕩拖板50上固定有連板46，連板46上開設有線性滑槽461，線性滑槽461的滑槽方向與第二振蕩副的移動方向相平行，擋邊超精端頭44連接在連板46的線性滑槽461上。所述擋邊超精端頭44移動設置在線性滑槽461，通過線性滑槽461的軌道調(diào)整可以調(diào)整擋邊超精端頭44的前伸距離。