CN106424880B - 角接触关节轴承外圈滚道油槽铣切机 - Google Patents

Abstract

一种角接触关节轴承外圈滚道油槽铣切机，包括主轴加工装置、驱动装置、工作台、分度装置、用于夹持待加工件的夹持装置，所述工作台上设有托板和托板底座，托板的下端与托板底座的上端卡合连接，分度装置的下端与托板的上端固定连接，分度装置还与夹持装置固定连接，主轴加工装置的转轴上设有刀具，主轴加工装置的刀具以旋转方式进行切割，所述驱动装置与托板底座固定连接，驱动装置的驱动端与托板固定连接，驱动装置的驱动端驱动托板在托板底座上往复移动。本发明的刀具在旋转过程中沿着轴承的内壁切出弧形的油槽，由于加工过程一步到位，加工效率大大提高。

Description

角接触关节轴承外圈滚道油槽铣切机

技术领域

本发明涉及轴承加工技术领域，尤其涉及一种角接触关节轴承外圈滚道油槽铣切机。

背景技术

重卡车桥中使用的角接触关节轴承的外圈滚道沿径向方向设有若干等分的润滑油槽，油槽数量较多且走向为沿滚道方向，有一定弧度的曲线。油槽通用的加工方法是在立式加工中心上用球头立铣刀插补加工，具体的说，数控机床的刀具往往是不能以曲线的实际轮廓去走刀的,而是近似地以若干条很小的直线去走刀,走刀的方向一般是x和y方向。插补是指在轮廓控制***中，根据给定的进给速度和轮廓线形的要求等“有限信息”，在已知数据点之间***中间点的方法，这种方法称为插补方法。插补的实质就是数据点的“密化”。插补的结果是输出运动轨迹的中间坐标值，机床伺服驱动***根据这些坐标值控制各坐标轴协调运动，加工出预定的几何形状。这种加工方法的设备投资高、刀具成本高、效率低、加工成本高。

发明内容

针对上述角接触关节轴承的加工方法存在的问题，本发明提供一种效率高、成本低的角接触关节轴承外圈滚道油槽铣切机。

一种角接触关节轴承外圈滚道油槽铣切机，包括工作台、分度装置、用于夹持待加工件的夹持装置、主轴加工装置、驱动装置，所述工作台上设有托板和托板底座，托板的下端与托板底座的上端卡合连接，分度装置的下端与托板的上端固定连接，分度装置还与夹持装置固定连接，主轴加工装置设置在工作台的一侧，主轴加工装置的转轴上设有刀具，且主轴加工装置的刀具与夹持装置相正对，主轴加工装置的刀具以旋转方式进行切割，刀具旋转所形成的圆面，对被加工的外圈的内球面进行铣切，以使外圈的内球面加工出弧形的油槽，所述驱动装置与托板底座固定连接，驱动装置的驱动端与托板固定连接，驱动装置的驱动端驱动托板在托板底座上往复移动，使得分度装置上的夹持装置靠近主轴加工装置的刀具，以利用旋转的刀具对位于夹持装置中夹持的待加工件进行铣切。

有益效果：本发明的角接触关节轴承外圈滚道油槽铣切机的刀具在旋转过程中沿着轴承的内壁切出弧形的油槽，与现有技术相比，由于加工过程一步到位，加工效率大大提高。

附图说明

图1为本发明的角接触关节轴承外圈滚道油槽铣切机的结构示意的主视图。

图2为本发明的角接触关节轴承外圈滚道油槽铣切机的结构示意的俯视图。

图3为本发明的接触关节轴承外圈滚道油槽铣切机的刀具切割待加工件时的状态图。

图4为本发明的主轴加工装置的结构示意图。

图5为本发明的驱动装置的结构示意图。

图6为本发明的分度装置的结构示意图。

图7为本发明的分度装置的侧视结构示意图。

图8为本发明的角接触关节轴承外圈滚道油槽铣切机的液压原理图。

图中：工作台10、托板101、托板底座102、分度装置20、分度箱201、分度轴202、棘轮盘203、棘爪盘204、棘爪2041、压紧螺丝205、分度定位机构206、销套2061、弹簧2062、定位销2063、液压驱动机构207、夹持装置30、主轴加工装置40、刀具401、刀片4011、第一压盖4012、第二压盖4013、压紧螺母4014、电机402、主轴403、刀轴404、联轴器405、尾座406、尾座套4061、尾座支撑架4062、顶尖套4063、顶尖4064、紧定螺杆4065、驱动装置50、活塞杆501、连接块502、油泵601、溢流阀602、二位四通阀603、行程调速阀604、减压阀605、待加工件70、油槽701。

具体实施方式

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

请参看图1和图2，角接触关节轴承外圈滚道油槽铣切机01，包括工作台10、分度装置20、用于夹持待加工件70的夹持装置30、主轴加工装置40、驱动装置50，所述工作台10上设有托板101和托板底座102，托板101的下端与托板底座102的上端卡合连接，分度装置20的下端与托板101的上端固定连接，分度装置20还与夹持装置30固定连接，主轴加工装置40设置在工作台10的一侧，主轴加工装置40的转轴上设有刀具401，且主轴加工装置40的刀具401与夹持装置30相正对，主轴加工装置40的刀具401以旋转方式进行切割，请参看图3，刀具401旋转所形成的圆面，对被加工的外圈的内球面进行铣切，以使外圈的内球面加工出弧形的油槽701，所述驱动装置50与托板底座102固定连接，驱动装置50的驱动端与托板101固定连接，驱动装置50的驱动端驱动托板101在托板底座102上往复移动，使得分度装置20上的夹持装置30靠近主轴加工装置40的刀具401，以利用旋转的刀具401对位于夹持装置30中夹持的待加工件70进行铣切。

由于加工件角接触关节轴承的外圈是碗状的，油槽701与轴承的轴线在同一平面内，因此油槽701具有一定的弧度。油槽701的深度和外圈的内球面的半径之和与刀具401在旋转过程中形成的圆面的半径相同。当刀具401进入角接触关节轴承的外圈后，随着切削的进行，刀具401在油槽701的内壁上留下了一定弧度和深度的凹槽。该凹槽就是外圈的油槽701，并且油槽701各个部分的深度相同。同时由于油槽701所在圆面的圆心不在外圈内，因此主轴加工装置40的转轴不会与外圈接触，因此不会干扰到刀具401工作。

分度装置20的转轴与夹持装置30固定连接，那么分度装置20的转轴在转动时，夹持装置30中的待加工件70也跟着转动，且分度装置20的转轴旋转的角度与待加工件70转动的角度相同。分度装置20转动一圈停留几次，那么待加工件70转动一圈就停留相同的次数。待加工件70每停留一次，刀具401就完成一次切削，待加工件70上就多两个油槽701。分度装置20的转轴每次旋转的角度相同，那么被加工出来的油槽701的间距就相同。

进一步的，请参看图4，所述主轴加工装置40包括刀具401、电机402、主轴403、刀轴404、联轴器405，所述电机402的转轴与主轴403挠性传动连接，主轴403和刀轴404的第一端通过联轴器405固定连接，刀具401设置在刀轴404上，以通过刀轴404带动刀具401转动。

在一较佳实施方式中，主轴403和电机402的转轴上分别设有皮带轮，主轴403和电机402通过皮带轮连接。主轴加工装置40还包括用于支撑主轴403的支撑体，支撑体包括轴承、端盖、主轴箱体，轴承设置在主轴箱体上，端盖与主轴箱体固定连接，端盖位于轴承的外侧，以对轴承进行保护。主轴403套设在轴承上。

进一步的，所述主轴加工装置40还包括尾座406，尾座406与刀轴404的第二端连接，以支撑刀轴404，尾座406包括尾座套4061、尾座支撑架4062、顶尖套4063、顶尖4064、紧定螺杆4065，所述尾座套4061设置在尾座支撑架4062上，尾座套4061的上端与尾座支撑架4062的下端固定连接，尾座套4061的第一端开口，以供顶尖套4063***，顶尖套4063的第一端与尾座套4061的第一端套设连接，尾座套4061的第二端设有螺纹孔，紧定螺杆4065穿过该螺纹孔与顶尖套4063连接，顶尖套4063的第二端开口，顶尖4064***顶尖套4063的开口内，且顶尖4064的第一端与顶尖套4063的第二端通过轴承连接，顶尖4064的第二端与主轴403的端面连接，刀轴404的第二端的端面的轴心设有凹槽，顶尖4064嵌入该凹槽中，并通过旋转紧定螺杆4065使顶尖4064紧贴刀轴404，主轴403在转动过程中带动顶尖4064转动，以使主轴403在转动过程中轴心不发生偏移。

在实际使用过程中，由于刀具401的长度较长，转速较快，因此刀具401扭转过程中产生的扭力可能会使刀轴404离心转动，从而使刀具401相对待加工件70的位置发生变化，从而使油槽701的加工产生异常。刀轴404的第二端与尾座406连接后，刀轴404的轴线与顶尖4064的中心在同一直线上，如果刀轴404离心转动导致轴线有偏移的趋势，顶尖4064就能够起到矫正作用，从而使油槽701正常加工。

进一步的，所述刀具401包括刀片4011、用于夹紧所述刀片4011的第一压盖4012和第二压盖4013，所述第一压盖4012与刀轴404固定连接，第二压盖4013与刀轴404通过压紧螺母4014固定连接，压紧螺母4014与刀片4011的距离与第二压盖4013的宽度相同，通过调整压紧螺母4014以将第二压盖4013、刀片4011向第一压盖4012方向挤紧，以使刀片4011被夹持在第一压盖4012和第二压盖4013之间。

进一步的，请参看图5，所述驱动装置50为液压油缸，液压油缸的活塞杆501为驱动装置50的驱动端，活塞杆501的前端与托板101通过螺杆固定连接，以使活塞杆501带动托板101前后往复运动，液压油缸的缸体与托板底座102通过连接块502固定连接，所述连接块502的截面为“工”字形，连接块502的两端分别设有与液压油缸的缸体配合的螺纹孔和与托板底座102配合的螺纹孔，连接块502两端分别与液压油缸的缸体和托板底座102用螺丝固定连接。

进一步的，请参看图6和图7，所述分度装置20包括分度箱201、分度轴202、棘轮盘203、棘爪盘204、压紧螺丝205、分度定位机构206、液压驱动机构207，分度箱201与分度轴202通过轴承连接，分度箱201支撑分度轴202，以使分度轴202绕着轴线转动，分度轴202与棘轮盘203固定连接，棘爪盘204与分度轴202通过轴承连接，以使棘爪盘204绕着分度轴202的轴线转动，分度轴202靠近棘爪盘204一侧的端面设置螺纹孔，压紧螺丝205的盖端与棘爪盘204相接触，压紧螺丝205与分度轴202螺纹连接，以防止棘爪盘204脱出，棘轮盘203和棘爪盘204销连接，棘爪盘204上设有棘爪2041，棘爪2041与棘轮盘203上的齿牙相配合，棘轮盘203背向棘爪盘204的一侧设有若干分度孔，分度孔呈环状均匀分布在棘轮盘203的圆面上，分度定位机构206的一端嵌入分度孔内，分度定位机构206的另一端与分度箱201固定连接，液压驱动机构207的驱动轴与棘爪盘204的侧壁销连接，驱动轴的轴线与棘爪盘204的圆面平行，液压驱动机构207的另一端与分度箱201铰接。

在一较佳实施方式中，液压驱动机构207为油缸。

进一步的，所述分度定位机构206包括定位销2063、销套2061、弹簧2062，销套2061的第一端与分度箱201固定连接，销套2061的第二端开口，弹簧2062和定位销2063设置在销套2061中，定位销2063的第一端设有凸台，凸台嵌入弹簧2062孔中，定位销2063的第二端嵌入棘轮盘203的分度孔中。

进一步的，所述角接触关节轴承外圈滚道油槽铣切机01还包括电气控制装置，电气控制装置与驱动装置50和液压驱动机构207电性连接，以控制驱动装置50的驱动端的行程以及控制油槽701的分度数量，电气控制装置包括第一电磁控制阀、第二电磁控制阀、行程开关、时间继电器、计数继电器，行程开关包括常开触点、常闭触点，常闭触点设置在托板底座102的前端，常开触点设置在托板底座102的后端，行程开关与第一电磁控制阀电性连接，第一电磁控制阀与驱动装置50电性连接，以控制驱动装置50的驱动端的行程；时间继电器与第二电磁控制阀电性连接，第二电磁控制阀与液压驱动机构207电性连接，以控制液压驱动机构207的行程，进而控制分度装置20的分度轴202的转动角度；计数继电器与分度装置20电性连接，以控制分度装置20的转动次数。

进一步的，所述夹持装置30为三爪卡盘，加工件被夹持在三爪卡盘内，三爪卡盘与分度轴202通过法兰盘固定连接。

在一种较佳实施方式中，请参看图8，驱动装置50的油缸与油泵601通过管道连接，以下将驱动装置50的油缸简称为进给油缸，以油泵601为基准，进给油缸与油泵601连接的管道上由近及远分别设置溢流阀602、二位四通阀603、行程调速阀604，同时，液压驱动机构207的油缸与油泵601通过管道连接，以下将液压驱动机构207的油缸简称为分度油缸，以油泵601为基准，分度油缸与油泵601连接的管道上由近及远分别设置溢流阀602、减压阀605、二位四通阀603，减压阀605将***压力降低后供给需求功率较小的分度油缸，行程调速阀604的作用是控制进给油缸的定程调速，以完成进给油缸的快进、工进的转换。

在一较佳实施方式中，本发明的角接触关节轴承外圈滚道油槽铣切机01的运行过程如下：

总开关闭合，启动主轴加工装置40的电机402，刀轴404上的刀具401旋转，驱动装置50推动托板向前运动。分度装置20的分度轴202带动夹持装置30逐渐向刀具401靠近，刀具401对夹持装置30上的待加工件70进行切削。当托板接触到行程开关的常闭触点时，第一电磁控制阀断电，驱动装置50带动托板向后运动；当托板触碰到行程开关的常开触点时，驱动装置50停止运动，同时第二电磁控制阀控制液压驱动机构207推动棘爪盘204转动。棘爪盘204上的棘爪2041带动棘轮盘203转动，直至分度销从一个分度孔到达另一个相邻的分度孔，从而使分度轴202以及夹持装置30上的待加工件70转动。在液压驱动机构207启动的同时，时间继电器开始计时。液压驱动机构207带动棘轮完成一次分度所需的时间为时间继电器的预定时间。当时间继电器的计时时间达到预定时间时，时间继电器断电并停止计时，液压驱动机构207的驱动端反向运动至初始位置。在这过程中棘爪盘204反向运动，棘轮盘203不动。当液压驱动机构207的驱动端反向运动至初始位置时，第一电磁控制阀通电，驱动装置50带动托板向前运动，如此循环。时间继电器每达到一次预定时间，计数继电器就计数一次，液压驱动机构207带动棘爪盘204转动一圈的推进次数为计数继电器的预定次数。当计数继电器计数的次数达到预定次数时，表示待加工件已经加工完毕。角接触关节轴承外圈滚道油槽铣切机01的总开关打开，电路断电，更换待加工件。角接触关节轴承外圈滚道油槽铣切机01的一个加工周期结束。

以上所揭露的仅为本发明较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分流程，并依本发明权利要求所作的等同变化，仍属于发明所涵盖的范围。

Claims (9)

1.一种角接触关节轴承外圈滚道油槽铣切机，其特征在于：包括工作台、分度装置、用于夹持待加工件的夹持装置、主轴加工装置、驱动装置，所述工作台上设有托板和托板底座，托板的下端与托板底座的上端卡合连接，分度装置的下端与托板的上端固定连接，分度装置还与夹持装置固定连接，主轴加工装置设置在工作台的一侧，主轴加工装置的转轴上设有刀具，且主轴加工装置的刀具与夹持装置相正对，主轴加工装置的刀具以旋转方式进行切割，刀具旋转所形成的圆面，对被加工的外圈的内球面进行铣切，以使外圈的内球面加工出弧形的油槽，所述驱动装置与托板底座固定连接，驱动装置的驱动端与托板固定连接，驱动装置的驱动端驱动托板在托板底座上往复移动，使得分度装置上的夹持装置靠近主轴加工装置的刀具，以利用旋转的刀具对位于夹持装置中夹持的待加工件进行铣切。

2.如权利要求1所述的角接触关节轴承外圈滚道油槽铣切机，其特征在于：所述主轴加工装置包括刀具、电机、主轴、刀轴、联轴器，所述电机的转轴与主轴挠性传动连接，主轴和刀轴的第一端通过联轴器固定连接，刀具设置在刀轴上，以通过刀轴带动刀具转动。

3.如权利要求2所述的角接触关节轴承外圈滚道油槽铣切机，其特征在于：所述主轴加工装置还包括尾座，尾座与刀轴的第二端连接，以支撑刀轴，尾座包括尾座套、尾座支撑架、顶尖套、顶尖、紧定螺杆，所述尾座套设置在尾座支撑架上，尾座套的上端与尾座支撑架的下端固定连接，尾座套的第一端开口，以供顶尖套***，顶尖套的第一端与尾座套的第一端套设连接，尾座套的第二端设有螺纹孔，紧定螺杆穿过该螺纹孔与顶尖套连接，顶尖套的第二端开口，顶尖***顶尖套的开口内，且顶尖的第一端与顶尖套的第二端通过轴承连接，顶尖的第二端与主轴的端面连接，刀轴的第二端的端面的轴心设有凹槽，顶尖嵌入该凹槽中，并通过旋转紧定螺杆使顶尖紧贴刀轴，主轴在转动过程中带动顶尖转动，以使主轴在转动过程中轴心不发生偏移。

4.如权利要求2或3所述的角接触关节轴承外圈滚道油槽铣切机，其特征在于：所述刀具包括刀片、用于夹紧所述刀片的第一压盖和第二压盖，所述第一压盖与刀轴固定连接，第二压盖与刀轴通过压紧螺母固定连接，压紧螺母与刀片的距离与第二压盖的宽度相同，通过调整压紧螺母以将第二压盖、刀片向第一压盖方向挤紧，以使刀片被夹持在第一压盖和第二压盖之间。

5.如权利要求1所述的角接触关节轴承外圈滚道油槽铣切机，其特征在于：所述驱动装置为液压油缸，液压油缸的活塞杆为驱动装置的驱动端，活塞杆的前端与托板通过螺杆固定连接，以使活塞杆带动托板前后往复运动，液压油缸的缸体与托板底座通过连接块固定连接，所述连接块的截面为“工”字形，连接块的两端分别设有与液压油缸的缸体配合的螺纹孔和与托板底座配合的螺纹孔，连接块两端分别与液压油缸的缸体和托板底座用螺丝固定连接。

6.如权利要求1所述的角接触关节轴承外圈滚道油槽铣切机，其特征在于：所述分度装置包括分度箱、分度轴、棘轮盘、棘爪盘、压紧螺丝、分度定位机构、液压驱动机构，分度箱与分度轴通过轴承连接，分度箱支撑分度轴，以使分度轴绕着轴线转动，分度轴与棘轮盘固定连接，棘爪盘与分度轴通过轴承连接，以使棘爪盘绕着分度轴的轴线转动，分度轴靠近棘爪盘一侧的端面设置螺纹孔，压紧螺丝的盖端与棘爪盘相接触，压紧螺丝嵌入该螺纹孔中，压紧螺丝与分度轴螺纹连接，以防止棘爪盘脱出，棘轮盘和棘爪盘销连接，棘爪盘上设有棘爪，棘爪与棘轮盘上的齿牙相配合，棘轮盘背向棘爪盘的一侧设有若干分度孔，分度孔呈环状均匀分布在棘轮盘的圆面上，分度定位机构的一端嵌入分度孔内，分度定位机构的另一端与分度箱固定连接，液压驱动机构的驱动轴与棘爪盘的侧壁销连接，驱动轴的轴线与棘爪盘的圆面平行，液压驱动机构的另一端与分度箱铰接。

7.如权利要求6所述的角接触关节轴承外圈滚道油槽铣切机，其特征在于：所述分度定位机构包括定位销、销套、弹簧，销套的第一端与分度箱固定连接，销套的第二端开口，弹簧和定位销设置在销套中，定位销的第一端设有凸台，凸台嵌入弹簧孔中，定位销的第二端嵌入分度孔中。

8.如权利要求7所述的角接触关节轴承外圈滚道油槽铣切机，其特征在于：所述角接触关节轴承外圈滚道油槽铣切机还包括电气控制装置，电气控制装置与驱动装置和液压驱动机构电性连接，以控制驱动装置的驱动端的行程以及控制油槽的分度数量，电气控制装置包括第一电磁控制阀、第二电磁控制阀、行程开关、时间继电器、计数继电器，行程开关包括常开触点、常闭触点，常闭触点设置在托板底座的前端，常开触点设置在托板底座的后端，行程开关与第一电磁控制阀电性连接，第一电磁控制阀与驱动装置电性连接，以控制驱动装置的驱动端的行程；时间继电器与第二电磁控制阀电性连接，第二电磁控制阀与液压驱动机构电性连接，以控制液压驱动机构的行程，进而控制分度装置的分度轴的转动角度；计数继电器与分度装置电性连接，以控制分度装置的转动次数。

9.如权利要求1所述的角接触关节轴承外圈滚道油槽铣切机，其特征在于：所述夹持装置为三爪卡盘，加工件被夹持在三爪卡盘内，三爪卡盘与分度轴通过法兰盘固定连接。