一種大尺寸鋼球加工機(jī)床及其加工工藝的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種大尺寸鋼球加工機(jī)床及其加工工藝。該大尺寸鋼球加工機(jī)床包括床身(21)、轉(zhuǎn)動(dòng)磨板(22)、固定磨板(23)、料盤(24)、進(jìn)球分配器(25)和收球工裝(26)，所述固定磨板(23)上有同心環(huán)形溝槽(27)，其特征在于，固定磨板(23)上設(shè)有開口(28)，開口的上端(29)是固定磨板(23)的出球口，開口的下端(30)是固定磨板(23)的進(jìn)球口，固定磨板(23)的出球口通過收球工裝(26)與料盤(24)的進(jìn)球端相連，固定磨板(23)的進(jìn)球口通過進(jìn)球分配器(25)與料盤(24)的出球端相連。該機(jī)床通過對鋼球循環(huán)加工，做到了對鋼球等概率磨削，控制了鋼球尺寸公差，提高了工藝精度。
【專利說明】
一種大尺寸鋼球加工機(jī)床及其加工工藝
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明一般地涉及一種鋼球加工設(shè)備及其加工工藝，特別地，涉及一種大尺寸鋼球加工機(jī)床及其加工工藝，特別是用于直徑大于Φ50的鋼球加工。
【背景技術(shù)】
[0002]在機(jī)械工業(yè)中，滾動(dòng)軸承是通用性很強(qiáng)的標(biāo)準(zhǔn)機(jī)械零件，鋼球在球軸承中作為滾動(dòng)體是一種既承受載荷，又與軸承的動(dòng)態(tài)性能有直接相關(guān)的零件，鋼球的整個(gè)表面既是工藝面，又是工作支撐面，其質(zhì)量直接影響著球軸承的質(zhì)量，而高精度的鋼球加工設(shè)備則是保證生產(chǎn)出高質(zhì)量鋼球的前提。
[0003]現(xiàn)有鋼球加工的基本工藝路線是:球坯成型-光球-熱處理-硬磨-初研-精研-清洗-涂油包裝?？梢钥闯?，鋼球的光球、硬磨、研光工序是鋼球加工中的主要和關(guān)鍵工序，因此高質(zhì)量的光、磨、研鋼球加工設(shè)備以及配套的加工工藝是生產(chǎn)高精度鋼球的首要條件。上面的光、磨、研鋼球加工設(shè)備其工作原理和使用機(jī)床基本是相同的，僅是磨盤規(guī)格和加工工藝上略有不同。
[0004]現(xiàn)有的鋼球加工機(jī)床根據(jù)機(jī)床主軸的方向分為立式和臥式兩種。以現(xiàn)有的立式機(jī)床為例，如圖1a所示，包括床身(11)、轉(zhuǎn)動(dòng)磨板(12)和固定磨板(13)，其中鋼球(14)在轉(zhuǎn)動(dòng)磨板(12)和固定磨板(13)之間進(jìn)行打磨加工?，F(xiàn)有技術(shù)中的鋼球加工機(jī)床的固定磨板上設(shè)有同心的環(huán)形溝槽。如圖1b所示，這些溝槽是封閉的。當(dāng)鋼球在磨板上的溝槽中被磨削時(shí)，鋼球?qū)⒈幌拗圃诟鞣忾]溝槽內(nèi)。由于這些溝槽之間的尺寸公差差異較大，因此控制批量生產(chǎn)的鋼球的尺寸公差存在很大困難。并且現(xiàn)有技術(shù)中的立式機(jī)床還存在以下問題:
1.加工批量小、不能滿足大訂單；2.效率低，特別是鋼球加工為成品時(shí)，需要人工分離軟質(zhì)隔離球，勞動(dòng)強(qiáng)度大。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]考慮到現(xiàn)有技術(shù)中的上述問題，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，公開了一種臥式鋼球加工機(jī)床，包括床身、轉(zhuǎn)動(dòng)磨板、固定磨板、料盤、進(jìn)球分配器和收球工裝，固定磨板上有同心環(huán)形溝槽，其特征在于，固定磨板上設(shè)有開口，開口的上端是固定磨板的出球口，開口的下端是固定磨板的進(jìn)球口，固定磨板的出球口通過收球工裝與料盤的進(jìn)球端相連，固定磨板的進(jìn)球口通過進(jìn)球分配器與料盤的出球端相連。
[0006]優(yōu)選地，固定磨板上的開口高度為330mm,下端高度尺寸為100mm，小于上端高度尺寸，開口角度為80°，上端開口角度大于下端開口角度。
[0007]優(yōu)選地，料盤的下方設(shè)有動(dòng)力裝置，動(dòng)力裝置驅(qū)動(dòng)料盤旋轉(zhuǎn)，從而鋼球通過固定磨板的出球口進(jìn)入料盤中，隨著料盤旋轉(zhuǎn)。
[0008]優(yōu)選地，進(jìn)球分配器上設(shè)有與固定磨板上的溝槽相連通的導(dǎo)球槽。
[0009]優(yōu)選地，臥式鋼球加工機(jī)床是光球機(jī)、磨球機(jī)、研球機(jī)中的一種或多種。
[0010]根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，公開了一種使用如上所述的臥式鋼球加工機(jī)床加工大尺寸鋼球的方法，包括:光磨工序，利用光球機(jī)對鋼球毛坯進(jìn)行毫米量級(jí)的打磨處理；硬磨工序，利用磨球機(jī)對經(jīng)過光磨工序處理后的鋼球進(jìn)行微米量級(jí)的打磨處理；研光工序，利用研球機(jī)對經(jīng)硬磨工序處理后的鋼球進(jìn)行進(jìn)一步的精研處理，從而獲得最終的鋼球產(chǎn)品；其特征在于，待處理的鋼球利用光球機(jī)、磨球機(jī)以及研球機(jī)的磨板上的開口，分別反復(fù)進(jìn)入光球機(jī)、磨球機(jī)和研球機(jī)，使得鋼球在上述各工序中被循環(huán)加工，從而使得鋼球在不同的工序中獲得等概率磨削。
[0011]優(yōu)選地，還包括熱處理工序，用于對光磨工序處理后的鋼球進(jìn)行淬火處理，提高鋼球的強(qiáng)度、硬度和耐疲勞性。
[0012]優(yōu)選地，在硬磨工序中，磨球機(jī)的固定磨板上的溝槽是在砂輪燒結(jié)前開槽形成的。
[0013]優(yōu)選地，在研球工藝中，研球機(jī)的磨板的開口相比于光球機(jī)和磨球機(jī)的磨板開口的位置被升高，從而使得研球機(jī)的磨板開口附近的鋼球在隨磨板公轉(zhuǎn)的同時(shí)也在自轉(zhuǎn)。
[0014]通過利用根據(jù)本發(fā)明的鋼球加工機(jī)床和鋼球加工工藝，可以實(shí)現(xiàn)對鋼球的循環(huán)加工，而這種循環(huán)加工改變了原來封閉溝槽產(chǎn)生的尺寸公差，做到了對鋼球的等概率磨削，很好地控制了最終鋼球產(chǎn)品的公差范圍，提高了工藝精度，特別是在批量生產(chǎn)大尺寸鋼球(Φ50-Φ 100)方面，效果明顯。此外，本發(fā)明便于實(shí)現(xiàn)，成本低廉。
【附圖說明】
[0015]圖1a示出了現(xiàn)有技術(shù)中的立式鋼球加工機(jī)床的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0016]圖1b示出了現(xiàn)有技術(shù)中的多溝封閉磨板示意圖。
[0017]圖2示出了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的臥式鋼球加工機(jī)床的側(cè)視圖。
[0018]圖3示出了圖2所示的臥式鋼球加工機(jī)床的俯視圖。
[0019]圖4示出了圖2所示的臥式鋼球加工機(jī)床中的固定磨板的俯視圖。
[0020]圖5示出了圖2所示的臥式鋼球加工機(jī)床中的進(jìn)球分配器的示意圖。
[0021]圖6示出了圖2所示的臥式鋼球加工機(jī)床中的收球工裝的示意圖。
[0022]圖7示出了根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的鋼球加工工藝的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0023]以下結(jié)合附圖對本發(fā)明提供的臥式鋼球加工機(jī)床以及相應(yīng)鋼球加工工藝的的【具體實(shí)施方式】進(jìn)行示例性的說明。為了清楚和簡要起見，實(shí)際的實(shí)施例并不局限于說明書中所描述的這些技術(shù)特征。需要說明的是，在對任何一個(gè)實(shí)際實(shí)施例進(jìn)行改進(jìn)、變型的過程中，為實(shí)現(xiàn)某一特定的目標(biāo)，該改進(jìn)、變型的過程可能是非常復(fù)雜和耗時(shí)的，但是這對于知曉本發(fā)明益處的本領(lǐng)域技術(shù)人員來說仍然是常規(guī)技術(shù)手段。本實(shí)施例在以本發(fā)明技術(shù)方案為前提下進(jìn)行實(shí)施，給出了詳細(xì)的實(shí)施方式和過程，但本發(fā)明的保護(hù)范圍包括但不僅限于下述的實(shí)施例。
[0024]圖2示出了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的臥式鋼球加工機(jī)床的側(cè)視圖。圖3示出了圖2所示的臥式鋼球加工機(jī)床的俯視圖。如圖2和圖3所示，根據(jù)本發(fā)明的臥式鋼球加工機(jī)床20包括床身21、轉(zhuǎn)動(dòng)磨板22、固定磨板23、料盤24、進(jìn)球分配器25以及收球工裝26。臥式鋼球加工機(jī)床20在工作時(shí)，轉(zhuǎn)動(dòng)磨板22在電動(dòng)機(jī)(未示出)的驅(qū)動(dòng)下發(fā)生以臥式鋼球加工機(jī)床20的機(jī)軸為軸心的轉(zhuǎn)動(dòng)，從而對位于轉(zhuǎn)動(dòng)磨板22和固定磨板23之間的鋼球進(jìn)行研磨。固定磨板23設(shè)有同心環(huán)形溝槽27，用于容納待研磨的鋼球，并且還設(shè)有開口 28(如圖4所示)。開口 28的上端29是固定磨板23的出球口，開口 28的下端是固定磨板23的進(jìn)球口。如圖2、3、4所示，固定磨板23的出球口通過收球工裝26與料盤24的進(jìn)球端相連，固定磨板23的進(jìn)球口通過進(jìn)球分配器25與料盤24的出球端相連。這里特別注意，圖4所示的技術(shù)特征僅僅是示例形的，本領(lǐng)域技術(shù)人員很容易通過本說明書及附圖的教導(dǎo)設(shè)計(jì)出其它的固定磨板形式，例如環(huán)形溝槽27可以是任意多個(gè)。根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例，所述料盤24的下方設(shè)有動(dòng)力裝置(未示出)，該動(dòng)力裝置驅(qū)動(dòng)料盤旋轉(zhuǎn)，從而臥式鋼球加工機(jī)床20中的鋼球通過固定磨板23的出球口進(jìn)入料盤中，并跟隨料盤旋轉(zhuǎn)。
[0025]根據(jù)一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，固定磨板23上的開口 28的上端29垂直高度為330mm,開口 30的下端高度尺寸為100mm，小于上端高度尺寸，開口角度為80°，上端開口角度大于下端開口角度。
[0026]圖5示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的進(jìn)球分配器25的示意圖，其中圖5(a)和5 (b)示出了進(jìn)球分配器25的側(cè)視圖，圖5(c)示出了進(jìn)球分配器25的俯視圖。進(jìn)球分配器25用于連通料盤24和固定磨板23，用于使待處理的鋼球從料盤24進(jìn)入固定磨板23中。如圖5所示，進(jìn)球分配器25上設(shè)有多個(gè)導(dǎo)球槽31，用于引導(dǎo)鋼球通過進(jìn)球分配器進(jìn)入固定磨板。優(yōu)選地，進(jìn)球分配器25上的導(dǎo)球槽31分別與固定磨板23上的溝槽相連通，從而使待處理的鋼球能夠順暢地從進(jìn)球分配器25進(jìn)入到固定磨板23的相應(yīng)溝槽中。
[0027]圖6示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的收球工裝26的示意圖，其中圖6(a)示出了收球工裝26的側(cè)視圖，圖6(b)示出了收球工裝26的俯視圖。收球工裝26用于連通料盤24和固定磨板23，用于使研磨后的鋼球從固定磨板23中進(jìn)入料盤24中用于后續(xù)處理。如圖6所示的收球工裝26具有側(cè)壁和底板，用于容納鋼球，防止鋼球外漏。優(yōu)選地，收球工裝26的寬度與固定磨板中開口上端的大小一致，從而保證鋼球無遺漏地被傳送。
[0028]根據(jù)本發(fā)明上述實(shí)施例的臥式鋼球加工機(jī)床可以用作光球機(jī)、磨球機(jī)和/或研球機(jī)中的一種或多種，僅需依需要調(diào)節(jié)磨盤規(guī)格和加工工藝即可。
[0029]圖7示出了根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的鋼球加工工藝的流程圖。與現(xiàn)有技術(shù)類似，本發(fā)明的大尺寸鋼球加工工藝也包括光磨工序、熱處理工序、硬磨工序以及研光工序。其中，在光磨工序中，利用光球機(jī)對鋼球毛坯進(jìn)行毫米量級(jí)的打磨處理；在后續(xù)熱處理工序中，對光磨工序處理后的鋼球進(jìn)行淬火處理，從而提高鋼球的強(qiáng)度、硬度和耐疲勞性；在后續(xù)硬磨工序中，利用磨球機(jī)對經(jīng)過光磨工序處理后的鋼球進(jìn)行微米量級(jí)的打磨處理；在后續(xù)研光工序中，利用研球機(jī)對經(jīng)硬磨工序處理后的鋼球進(jìn)行進(jìn)一步的精研處理，從而獲得最終的鋼球產(chǎn)品。這里特別指出，上述的熱處理工序是可選步驟，在其他實(shí)施例中可以省略該步驟或改變該步驟的執(zhí)行順序。如圖7所示的大尺寸鋼球加工工藝是利用根據(jù)本發(fā)明的臥式鋼球加工機(jī)床(如圖2-6所示)來進(jìn)行的，其中根據(jù)本發(fā)明的臥式鋼球加工機(jī)床在不同的工序中分別用作光球機(jī)、磨球機(jī)或研球機(jī)。
[0030]在根據(jù)本發(fā)明的大尺寸鋼球加工工藝中，待處理的鋼球利用光球機(jī)、磨球機(jī)以及研球機(jī)的磨板上的開口，分別反復(fù)進(jìn)入光球機(jī)、磨球機(jī)和研球機(jī)，使得鋼球在上述各工序中被循環(huán)加工(圖7中示出的再循環(huán))，從而使得鋼球在不同的工序中獲得等概率磨削。以光磨工序?yàn)槔?，單磨盤多溝的鑄鐵淬火磨板被做出開口，設(shè)計(jì)進(jìn)球分配器和收球工裝并調(diào)整他們的高度，以便鋼球順利通過進(jìn)球分配器進(jìn)入磨板，在磨板里進(jìn)行循環(huán)。循環(huán)至收球工裝口，鋼球落入料盤，在料盤內(nèi)順暢流動(dòng)和進(jìn)出，實(shí)現(xiàn)循環(huán)加工。這種循環(huán)加工改變了原來封閉溝槽產(chǎn)生的尺寸公差，做到等概率磨削，控制住公差范圍。本發(fā)明相應(yīng)地對硬磨工序和研光工序做出了類似改進(jìn)。
[0031]根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例，在硬磨球工序中，磨球機(jī)的砂輪磨板上的溝槽是在砂輪燒結(jié)前開槽形成的，這樣，既省掉了砂輪安裝上機(jī)床后長時(shí)間的開槽壓制，也增加砂輪磨板的吻合度，保障了加工精度。根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例，在研光工序中加高了鑄鐵磨板的開口高度，改進(jìn)了鋼球在研光工序的循環(huán)，防止了鋼球在開口處不自轉(zhuǎn)、僅隨著磨板公轉(zhuǎn)的情況。通過提高開口高度，鋼球可以很順暢的落入收球工裝內(nèi)，同時(shí)調(diào)整收球工裝和進(jìn)球分配器的寬度和深度，達(dá)到有效的循環(huán)加工。特別地，相對于小直徑鋼球，光球機(jī)、磨球機(jī)、研球機(jī)這三道主要加工工序的磨板開口都加大和提高了，才得以實(shí)現(xiàn)大直徑鋼球能順利進(jìn)出磨板，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)了大直徑鋼球的循環(huán)加工。
[0032]經(jīng)上述改進(jìn)后，試驗(yàn)工藝流程和工藝留量，驗(yàn)證工藝精度。以直徑Φ60的大鋼球?yàn)槔?熱鍛鋼坯球的尺寸為Φ63.8±lmm，10個(gè)小時(shí)的光球工序，約能完成600kg的產(chǎn)量，光球后尺寸在Φ60.38— Φ60.44之間。提高了生產(chǎn)效率。而且工藝留量很小。精研后的成品鋼球，輔以周期規(guī)律的檢測，精度可以達(dá)到G40。
[0033]盡管基于優(yōu)選的實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)描述，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該知曉，本發(fā)明請求保護(hù)的范圍并不局限于該優(yōu)選的實(shí)施例。在不脫離本發(fā)明的精神和主旨的情況下，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在理解本發(fā)明的基礎(chǔ)上能夠?qū)?shí)施例進(jìn)行各種變化和修改，并且因此落入本發(fā)明所附權(quán)利要求限定的保護(hù)范圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種臥式鋼球加工機(jī)床，包括床身(21)、轉(zhuǎn)動(dòng)磨板(22)、固定磨板(23)、料盤(24)、進(jìn)球分配器(25)和收球工裝(26)，所述固定磨板(23)上有同心環(huán)形溝槽(27)，其特征在于，所述固定磨板(23)上設(shè)有開口(28)，所述開口(28)的上端(29)是所述固定磨板(23)的出球口，所述開口(28)的下端(30)是所述固定磨板(23)的進(jìn)球口，所述固定磨板(23)的出球口通過所述收球工裝(26)與所述料盤(24)的進(jìn)球端相連，所述固定磨板(23)的進(jìn)球口通過所述進(jìn)球分配器(25)與所述料盤(24)的出球端相連。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的臥式鋼球加工機(jī)床，其特征在于，所述料盤(24)的下方設(shè)有動(dòng)力裝置，所述動(dòng)力裝置驅(qū)動(dòng)料盤旋轉(zhuǎn)，從而鋼球通過固定磨板(23)的出球口進(jìn)入料盤中，隨著所述料盤旋轉(zhuǎn)。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的臥式鋼球加工機(jī)床，其特征在于，所述進(jìn)球分配器(25)上設(shè)有與固定磨板(23)上的溝槽(27)相連通的導(dǎo)球槽(31)。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的臥式鋼球加工機(jī)床，其特征在于，所述臥式鋼球加工機(jī)床是光球機(jī)、磨球機(jī)、研球機(jī)中的一種或多種。5.一種使用如權(quán)利要求1-4所述的臥式鋼球加工機(jī)床加工大尺寸鋼球的方法，包括: 光磨工序，利用光球機(jī)對鋼球毛坯進(jìn)行毫米量級(jí)的打磨處理； 硬磨工序，利用磨球機(jī)對經(jīng)過光磨工序處理后的鋼球進(jìn)行微米量級(jí)的打磨處理； 研光工序，利用研球機(jī)對經(jīng)硬磨工序處理后的鋼球進(jìn)行進(jìn)一步的精研處理，從而獲得最終的鋼球產(chǎn)品； 其特征在于，待處理的鋼球利用光球機(jī)、磨球機(jī)以及研球機(jī)的磨板上的開口，分別反復(fù)進(jìn)入光球機(jī)、磨球機(jī)和研球機(jī)，使得鋼球在上述各工序中被循環(huán)加工，從而使得鋼球在不同的工序中獲得等概率磨削。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的加工大尺寸鋼球的方法，其特征在于，還包括熱處理工序，用于對光磨工序處理后的鋼球進(jìn)行淬火處理，提高鋼球的強(qiáng)度、硬度和耐疲勞性。7.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的加工大尺寸鋼球的方法，其特征在于，在所述硬磨工序中，所述磨球機(jī)的固定磨板上的溝槽是在砂輪燒結(jié)前開槽形成的。
【文檔編號(hào)】B24B11/02GK105983889SQ201510083775
【公開日】2016年10月5日
【申請日】2015年2月15日
【發(fā)明人】孫培洲, 高春杰, 胡曉偉
【申請人】徐州羅特艾德回轉(zhuǎn)支承有限公司