CN103522166B - 一种基于上盘偏心加压的圆柱形零件外圆加工方法 - Google Patents

一种基于上盘偏心加压的圆柱形零件外圆加工方法 Download PDF

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Abstract

一种基于上盘偏心加压的圆柱形零件外圆加工方法，实现该加工方法的加工装置包括上研磨盘、保持架和下研磨盘，所述上研磨盘位于下研磨盘上方，所述保持架位于上研磨盘与下研磨盘之间，所述保持架的转轴和下研磨盘的转轴呈同轴设置，所述上研磨盘的转轴与所述保持架的转轴存在确定偏距。加工时，加载装置通过所述上研磨盘偏心作用于圆柱形零件，通过所述上研磨盘和下研磨盘平面配合磨料对圆柱形零件外圆进行加工。本发明提供一种精度较高、一致性良好的圆柱形零件外圆加工方法。

Description

一种基于上盘偏心加压的圆柱形零件外圆加工方法
技术领域
本发明涉及圆柱形零件外圆加工方法，尤其是一种基于双平面研磨的圆柱形零件外圆加工方法。
背景技术
目前，国内大多数轴承生产企业由于加工技术与装备落后，所生产的轴承产品大多属于中低档次，产品附加值低。精密圆柱滚子及高精度滚动体轴承、高精度滚动体导轨等高档基础零部件还依赖进口，尤其高端轴承，发达国家甚至对我国禁运，严重制约了我国装备整体水平的提升。近年来，虽然我国加大了在重要基础件制造的应用基础研究及产业化方面的投入，但基础件制造水平仍然与发达国家存在较大差距，迫切需要开发具有自主知识产权的基础件超精密加工技术。
目前，圆柱滚子的批量加工国内外普遍采用无心磨削的方式，由于加工过程中砂轮、导轮等部件的磨损，各个圆柱滚子的加工条件稳定性难以保证，从而很难获得高精度和高一致性的圆柱滚子，近年来随着对设备仪器性能的不断提高，对圆柱滚子的精度和批一致性提出了越来越高的要求，这就有必要开发一种圆柱形零件的高精度、高批一致性批量加工方法。因此，迫切需要开发一种适合高精度、高一致性圆柱滚子的低成本批量加工方法。
发明内容
为了克服已有圆柱形零件加工方法的精度较低、一致性较差的不足，本发明提供一种精度较高、一致性良好的基于上盘偏心加压的圆柱形零件加工方法。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种基于上盘偏心加压的圆柱形零件外圆加工方法，实现所述加工方法的加工装置包括上研磨盘、保持架和下研磨盘，所述上研磨盘位于下研磨盘上方，所述保持架位于上研磨盘与下研磨盘之间，其特征在于：所述保持架的转轴和下研磨盘的转轴呈同轴设置，所述上研磨盘的转轴与所述下研磨盘的转轴存在确定偏距；
所述加工方法包括以下过程：将待加工圆柱形零件放置在所述保持架的工位上，所述上研磨盘、保持架和下研磨盘可按各自速度绕自身转轴独自转动，加载装置通过上研磨盘偏心作用于圆柱形零件，通过上研磨盘和下研磨盘平面配合磨料对圆柱形零件外圆进行加工。
进一步，加工时，采用固着磨料或游离磨料实现材料去除。
更进一步，所述下研磨盘的转轴呈中空状，下研磨盘的中部开有通孔，所述保持架的转轴穿过所述下研磨盘的转轴内腔和通孔。
再进一步，所述保持架的中心孔与保持架的转轴相连。
所述保持架呈圆盘状，所述保持架的盘面上开有供待加工零件放置的加工槽，呈放射状、同心圆状或栅格状分布。
本发明的技术构思为：上研磨盘、下研磨盘以及保持架可按各自转速绕自身转轴转动，圆柱形零件在上、下研磨盘和保持架的作用下绕保持架中心公转同时自身滚动，作复杂空间运动。加载装置通过上研磨盘偏心作用于圆柱形零件，圆柱形零件在上研磨盘的径向方向存在一定相对滑动，有助于提高材料去除率并保证圆柱形零件圆柱面的直线度。通过上研磨盘和下研磨盘平面配合磨料对圆柱形零件的外圆进行加工。由于上、下研磨盘非常平整和平行，且圆柱零件均匀滚动，经过长时间加工后，各个零件的精度误差和尺寸误差充分匀化，最终可获得高精度和高一致性的圆柱零件。
本发明的有益效果主要表现在：1.一次可批量加工多个工件，每个工件的加工条件都是一致的，可实现工件批量生产的几何精度和尺寸精度的一致化；2.本方法可实现圆柱零件的均匀滚动，圆柱零件外圆可获得很高的圆度；3.本方法采用高度平整和平行的上、下研磨盘对圆柱零件进行加工，圆柱零件母线可获得很高的直线度和平行度；4.可采用研磨、抛光工艺，大大改善工件的表面质量，获得很低的表面粗糙度，实现外圆表面无损伤加工；5.本方法中圆柱零件外圆表面的加工轨迹非常复杂，可形成交错的加工纹路，有助于提高工件疲劳寿命；6.实现圆柱零件高精度、高批一致性的批量加工，对发展轴承圆柱滚子的超精密加工技术具有重要意义。
附图说明
图1是本发明中基于上盘偏心加压的圆柱形零件外圆加工装置的示意图。
图2是本发明中图1的俯视图。
图3是本发明中一种保持架的开槽形状和分布图。
图4是本发明中另一种保持架的开槽形状和分布图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步描述。
参照图1～图4，一种基于上盘偏心加压的圆柱形零件外圆加工方法，实现所述加工方法的加工装置包括上研磨盘2、保持架4和下研磨盘5，所述上研磨盘2位于下研磨盘5上，所述保持架4位于上研磨盘2与下研磨盘5之间，所述保持架4的转轴和下研磨盘5的转轴呈同轴设置，所述上研磨盘5的转轴与所述保持架4的转轴存在确定偏距；
所述加工方法包括以下过程：将待加工圆柱形零件3放置在所述保持架4的工位上，所述上研磨盘2、保持架4和下研磨盘5可按各自速度独自转动，加载装置通过上研磨盘2偏心作用于圆柱形零件3，通过上研磨盘2和下研磨盘5配合磨料对圆柱形零件3外圆进行加工。
进一步，加工时，采用固着磨料或游离磨料实现材料去除。
更进一步，加工时，研磨盘上粘贴抛光垫或者固着磨料。
更进一步，所述下研磨盘5的转轴呈中空状，下研磨盘5的中部开有通孔，所述保持架4的转轴穿过所述下研磨盘的转轴内腔和通孔。
再进一步，所述保持架4的中心孔与保持架的转轴相连。
所述保持架4呈圆盘状，所述保持架4的盘面上开有供待加工零件放置的加工槽，呈放射状、同心圆状或栅格状分布。开槽形状可为矩形或其他，开槽尺寸要足以放置圆柱零件；所述槽的数量为多个。
本实施例中，上研磨盘2、下研磨盘5为砂轮、金属盘、抛光盘或其他非金属盘；上研磨驱动轴1、下研磨盘驱动轴6和保持架驱动轴7分别由三个电机分别驱动，上研磨驱动轴1、下研磨盘驱动轴6和保持架驱动轴7分别驱动上研磨盘2、下研磨盘5和保持架4；上研磨盘的轴心线8与下研磨盘、保持架的轴心线9存在一定的偏心距，且偏心距可调。
上研磨盘、下研磨盘、保持架驱动轴由三个电机通过传动***分别独立驱动，转速可以任意调节，ω1为上研磨盘的转速，ω2为保持架的转速，ω3为下研磨盘的转速。
加工时，让一批圆柱形零件3放在保持架4的槽中，并调整上研磨驱动轴1、下研磨盘驱动轴6和保持架驱动轴7的转速以及上研磨盘的轴心线8与下研磨盘、保持架的轴心线9的偏心距，并通过加压装置对上研磨盘2施加一定的压力，在上、下研磨盘之间加入研磨液，对一批圆柱形零件3的外圆同时进行加工。

Claims (5)

1.一种基于上盘偏心加压的圆柱形零件外圆加工方法，实现所述加工方法的加工装置包括上研磨盘、保持架和下研磨盘，所述上研磨盘位于下研磨盘上方，所述保持架位于上研磨盘与下研磨盘之间，其特征在于：所述保持架的转轴和下研磨盘的转轴呈同轴设置，所述上研磨盘的转轴与所述下研磨盘的转轴存在确定偏距；
所述加工方法包括以下过程：将待加工圆柱形零件放置在所述保持架的工位上，所述上研磨盘、保持架和下研磨盘可按各自速度绕自身转轴独自转动，加载装置通过上研磨盘偏心作用于圆柱形零件，通过上研磨盘和下研磨盘平面配合磨料对圆柱形零件外圆进行加工。
2.如权利要求1所述的基于上盘偏心加压的圆柱形零件外圆加工方法，其特征在于：加工时，采用固着磨料或游离磨料实现材料去除。
3.如权利要求1或2所述的基于上盘偏心加压的圆柱形零件外圆加工方法，其特征在于：所述下研磨盘的转轴呈中空状，下研磨盘的中部开有通孔，所述保持架的转轴穿过所述下研磨盘的转轴内腔和通孔。
4.如权利要求1或2所述的基于上盘偏心加压的圆柱形零件外圆加工方法，其特征在于：所述保持架的中心孔与保持架的转轴相连。
5.如权利要求1或2所述的基于上盘偏心加压的圆柱形零件外圆加工方法，其特征在于：所述保持架呈圆盘状，所述保持架的盘面上开有供待加工零件放置的加工槽，呈放射状、同心圆状或栅格状分布。
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