CN103029027B - 球面轴承滚子超精机 - Google Patents

Abstract

球面轴承滚子超精机，属于轴承零部件超精加工领域。现有球面滚子超精机加工精度不高，本发明采用机床床身的工作台上安装工件驱动装置、刀具驱动装置、工件支撑机构和电控***，工件驱动装置包括电机和夹装机构，夹装机构包括工件靠板和压靠机构，工件靠板由电机驱动旋转，压靠机构包括压轮和压轮驱动机构，压轮与工件靠板之间形成工件夹装区；工件支撑机构位于工件夹装区下方；刀具驱动装置包括滑移机构和摆动机构，摆动机构包括摆动电机、刀具夹头、夹头座和摆动转轴，刀具夹头安装于摆动转轴并位于工件夹装区上方，摆动电机转轴通过曲柄摇杆机构与摆动转轴连接，通过滑移机构调节刀具夹头左右、前后和上下位置。本发明提高了加工精度。

Description

球面轴承滚子超精机

技术领域

 本发明属于轴承零部件超精加工技术领域，尤其与球面轴承滚子超精机有关。

背景技术

球面滚子是轮廓线为圆、母线为外凸弧线的滚子，所有母线的曲率中心线组成曲率中心面。滚子精度是影响滚子轴承质量的关键因素，滚子的主要精度指标为滚子的粗糙度和曲率形状。现有技术主要通过二种途径来保证球面滚子、对数曲线滚子和外球面轴承套圈的粗糙度和曲率形状要求，一是光饰加工，二是超精。目前的超精机一般包括振动机构和双曲辊机构，振动机构带动油石摆动，双导辊或双滚轮机构带动工件旋转，通过油石在工件上沿母线接触摆动进行研磨加工，但是这种超精机在加工一段时间后，油石与滚子表面之间只有相切的切点接触，从而产生不均匀的切削力破坏工件曲率形状，影响了超精精度，达不到高精度要求。

发明内容

本发明的目的旨在克服现有球面滚子超精机加工精度不高的缺陷，提供一种高精度球面滚子超精机。

为此，本发明采用以下技术方案：球面轴承滚子超精机，包括床身，床身顶面设置为工作台，其特征是：所述的球面轴承滚子超精机还包括安装于工作台上的工件驱动装置、刀具驱动装置、工件支撑机构和电控***，工件驱动装置包括电机和夹装机构，夹装机构包括工件靠板和压靠机构，工件靠板由电机驱动旋转，压靠机构包括压轮和驱动压轮相对于所述工件靠板前进后退的压轮驱动机构，压轮与工件靠板之间形成工件夹装区；所述工件支撑机构安装于工件夹装区下方；所述的刀具驱动装置包括滑移机构和摆动机构，滑移机构包括第一滑块和第二滑块，第一滑块和工作台、第一滑块和第二滑块之间都通过滑移导向机构配对连接，第一滑块移动方向和第二滑块移动方向都为横向并且相互垂直，摆动机构包括摆动电机、刀具夹头、夹头座和摆动转轴，摆动转轴通过轴承支撑竖向安装在夹头座的轴孔中，刀具夹头安装于摆动转轴并位于所述的工件夹装区上方，摆动电机安装在夹头座上，摆动电机转轴通过曲柄摇杆机构与摆动转轴连接，将摆动电机的旋转转化为摆动转轴的摆转，摆动转轴摆转的正转和反转角度都小于360度，夹头座和所述的第二滑块之间通过滑移导向机构配对连接，夹头座滑移方向为竖向，可以带同刀具夹头升降滑动，通过滑移机构的第一滑块、第二滑块滑移，可以调节刀具夹头左右、前后和上下位置；所述工件驱动装置的电机、刀具驱动装置的摆动电机由所述的电控***控制。

作为对上述技术方案的补充和完善，本发明还包括以下技术方案。

所述的刀具夹头设置有刀具安装部，安装于该刀具安装部的油石刀具在加工时只能作切割工件母线的运动，保证能使油石自然形成的工作面在任何位置与球面滚子超精面完全贴合，提高超精精度。

所述的滑移机构还包括驱动第一滑块和第二滑块滑移的滑移驱动机构。

所述的曲柄摇杆机构包括偏心轮、连接杆和摇杆，偏心轮安装于摆动电机转轴，摇杆安装于摆动转轴，连接杆连接偏心轮和摇杆。

所述的压轮驱动机构包括支架、摇杆件和气缸，摇杆件中部通过销轴支撑安装于支架，所述的压轮通过轴支撑安装摇杆件一端，摇杆件另一端与气缸活塞杆活动连接，气缸缸***置固定，通过气缸驱动摇杆件绕销轴旋转，带动压轮随摇杆件端部摆过一段距离压靠于工件端面上，将工件轴向紧压靠于工件靠板。

所述的摇杆件数量为两套，分设于所述支架两侧，相应的所述的压轮数量也有两个，每套摇杆件对应一个压轮，两个压轮在工件端面上的压靠点分别位于端面圆圆心两侧并对称，对工件的压靠力能比较平衡，当工件旋转时，压轮也随之旋转，使工件旋转平稳，旋转阻力小。

所述的工件支撑机构包括一支撑板，支撑板顶部设置V形开口。

所述的工件支撑机构还包括底板，底板与工作台接触的部分设置有中心线呈竖向的腰形孔，底板通过穿装于腰形孔的螺钉固定安装在所述的工作台上，支撑板安装于底板上，根据工件的长度可以调整底板的安装位置，使支撑板能支撑于工件中部。

所述的球面滚子超精机设置有自动上下料机构，实现工件的自动装卸。

所述的工件驱动装置、刀具驱动装置、工件支撑机构数量都为两套，在同一工作台上对称布置，由同一电控***控制，提高机构利用率，减少成本。

本发明使用时，将工件一端抵靠于工件靠板，另一端由压轮压靠，中部由支撑板V形开口支撑，实现工件夹装，启动电机，工件随电机旋转，通过滑移机构将安装有油石的刀具夹头调整到工件上方，由摆动电机驱动摆动转轴转动，带同刀具夹头摆动，使油石在旋转的工件表面往复摆动研磨；待完成加工后，压轮离开工件端面，取下工件，重新置入未加工的工件，进行新一轮的加工。

使用本发明可以达到以下有益效果：本发明采用压轮压靠工件端面的工件夹装方式，工件装夹方便；采用位置可以滑移调整的刀具驱动装置，刀具驱动装置的摆动转轴实现油石摆动主轴轴线与工件主轴轴线位置间距可调，能保证使油石自然形成的工作面在任何位置与球面滚子超精面完全贴合，提高了超精精度，并且能加工曲率中心面不在滚子轴线中分线的非规则球面滚子。

附图说明

图1是本发明的立体结构示意图。

图2是本发明的主视图。

图3是本发明的右视图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明方法进行详细描述。

如图1～图３所示，本发明包括床身1、工件驱动装置、刀具驱动装置、工件支撑机构、自动上下料机构和电控***，床身1顶面设置为工作台3，工件驱动装置包括电机4和夹装机构，夹装机构包括工件靠板2和压靠机构，工件靠板2由电机4驱动旋转，电机4由电机支座支撑安装于工作台上，压靠机构包括压轮14和压轮驱动机构，压轮驱动机构驱动压轮14相对于工件靠板2前进后退，使压轮14与工件靠板2之间形成工件夹装区，压轮驱动机构包括支架18、摇杆件15和气缸17，摇杆件15数量为两套，摇杆件15中部通过销轴19支撑安装于支架两侧，每个摇杆件15一端通过轴支撑安装有一压轮14，摇杆件15另一端与气缸活塞杆活动连接，气缸17的缸体安装在工作台上，通过气缸17驱动摇杆件15绕销轴19旋转，带动压轮14随摇杆件15端部摆过一段距离压靠于工件端面上，将工件轴向紧压靠于工件靠板2，两个压轮14在工件端面上的压靠点分别位于端面圆圆心两侧并对称，对工件的压靠力能比较平衡，当工件旋转时，压轮14也随之旋转，使工件旋转平稳，旋转阻力小；工件支撑机构安装于工件夹装区下方，包括支撑板20和底板21，支撑板20顶部设置V形开口，底板与工作台接触的部分设置有中心线呈竖向的腰形孔，底板21通过穿装于腰形孔的螺钉固定安装在工作台上，支撑板20通过滑移导向机构安装在底板21上，支撑板20能调整相对于工件靠板2的左右、前后、上下位置，保证支撑于工件中部；刀具驱动装置包括滑移机构和摆动机构，滑移机构包括第一滑块16、第二滑块11和滑移驱动机构，第一滑块16和工作台3、第一滑块16和第二滑块11之间都通过滑移导向机构配对连接，第一滑块16移动方向和第二滑块11移动方向都为横向并且相互垂直，滑移驱动机构驱动第一滑块16和第二滑块11进行滑移，摆动机构包括摆动电机6、刀具夹头13、夹头座5、摆动转轴10和曲柄摇杆机构，摆动转轴10通过轴承支撑竖向安装在夹头座5的轴孔中，刀具夹头13安装于摆动转轴10并位于工件夹装区上方，刀具夹头13设置有刀具安装部，安装于该刀具安装部的油石刀具12在加工时只能作切割工件母线的运动，摆动电机6安装在夹头座5上，曲柄摇杆机构包括偏心轮7、连接杆8和摇杆9，偏心轮7安装于摆动电机转轴，摇杆9安装于摆动转轴10，连接杆8连接偏心轮7和摇杆9，将摆动电机6的旋转转化为摆动转轴10的摆转，摆动转轴10摆转的正转和反转角度都小于360度，夹头座5和第二滑块11之间通过滑移导向机构配对连接，夹头座5滑移方向为竖向，可以带同刀具夹头13升降滑动，通过滑移机构的第一滑块16、第二滑块滑移11，可以调节刀具夹头13左右、前后和上下位置；工件驱动装置、刀具驱动装置、工件支撑机构数量都为两套，在同一工作台上对称布置，与同一电控***连接并由其控制，提高机构利用率，减少成本。

本发明使用时，将工件一端抵靠于工件靠板2，另一端由压轮14压靠，中部由支撑板20的V形开口支撑，实现工件夹装，启动电机4，工件随电机4旋转，通过滑移机构将安装有油石的刀具夹头13调整到工件上方，由摆动电机6驱动摆动转轴转动，带同刀具夹头13摆动，使油石在旋转的工件表面往复摆动研磨；待完成加工后，压轮14离开工件端面，取下工件，重新置入未加工的工件，进行新一轮的加工。

Claims (9)

1.球面轴承滚子超精机，包括床身（1），床身（1）顶面设置为工作台（3），其特征在于：所述的球面轴承滚子超精机还包括安装于工作台（3）上的工件驱动装置、刀具驱动装置、工件支撑机构和电控***，工件驱动装置包括电机（4）和夹装机构，夹装机构包括工件靠板（2）和压靠机构，压靠机构包括压轮（14）和驱动压轮（14）相对于工件靠板（2）前进后退的压轮驱动机构，压轮（14）与工件靠板（2）之间形成工件夹装区；所述工件支撑机构安装于工件夹装区下方；所述的刀具驱动装置包括滑移机构和摆动机构，滑移机构包括第一滑块（16）和第二滑块（11），第一滑块（16）和工作台（3）、第一滑块（16）和第二滑块（11）之间都通过滑移导向机构配对连接，第一滑块（16）移动方向和第二滑块（11）移动方向都为横向并且相互垂直，摆动机构包括摆动电机（6）、刀具夹头（13）、夹头座（5）和摆动转轴（10），摆动转轴（10）通过轴承支撑竖向安装在夹头座（5）的轴孔中，刀具夹头（13）安装于摆动转轴（10）并位于工件夹装区上方，摆动电机（6）安装在夹头座（5）上，摆动电机转轴通过曲柄摇杆机构与摆动转轴（10）连接，摆动转轴（10）摆转的正转和反转角度都小于360度，夹头座（5）和第二滑块（11）之间通过滑移导向机构配对连接，夹头座（5）滑移方向为竖向，刀具夹头（13）设置有刀具安装部，安装于该刀具安装部的油石刀具在加工时只能作切割工件母线的运动，所述工件驱动装置的电机（4）、刀具驱动装置的摆动电机（6）由电控***控制。

2.根据权利要求1所述的球面轴承滚子超精机，其特征在于：所述的滑移机构还包括驱动第一滑块（16）和第二滑块（11）滑移的滑移驱动机构。

3.根据权利要求2所述的球面轴承滚子超精机，其特征在于：所述的曲柄摇杆机构包括偏心轮（7）、连接杆（8）和摇杆（9），偏心轮（7）安装于摆动电机转轴，摇杆（9）安装于摆动转轴（10），连接杆（8）连接偏心轮（7）和摇杆（9）。

4.根据权利要求1或3所述的球面轴承滚子超精机，其特征在于：所述的压轮驱动机构包括支架（18）、摇杆件（15）和气缸，摇杆件（15）中部通过销轴（19）支撑安装于支架（18），压轮（14）通过轴支撑安装于摇杆件（15）一端，摇杆件（15）另一端与气缸（17）的活塞杆活动连接，气缸（17）缸***置固定。

5.根据权利要求4所述的球面轴承滚子超精机，其特征在于：所述的摇杆件（15）数量为两套，分设于支架（18）两侧，相应的，每套摇杆件（15）对应一个压轮（14）；两个压轮（14）在工件端面上的压靠点分别位于端面圆圆心两侧并对称。

6.根据权利要求1或5所述的球面轴承滚子超精机，其特征在于：所述的工件支撑机构包括一支撑板（20），支撑板（20）顶部设置V形开口。

7.根据权利要求6所述的球面轴承滚子超精机，其特征在于：所述的工件支撑机构还包括底板（21），底板（21）与工作台接触的部分设置有中心线呈竖向的腰形孔，底板（21）通过穿装于腰形孔的螺钉固定安装在工作台（3）上，支撑板（20）安装于底板（21）上。

8.根据权利要求7所述的球面轴承滚子超精机，其特征在于：所述的球面滚子超精机设置有自动上下料机构。

9.根据权利要求8所述的球面轴承滚子超精机，其特征在于：所述的工件驱动装置、刀具驱动装置、工件支撑机构数量都为两套，在同一工作台（3）上对称布置，由同一电控***控制。