CN112276785B - 一种双行波作动轴承滚子超声研磨装置 - Google Patents

一种双行波作动轴承滚子超声研磨装置 Download PDF

Info

Publication number
CN112276785B
CN112276785B CN202011107619.4A CN202011107619A CN112276785B CN 112276785 B CN112276785 B CN 112276785B CN 202011107619 A CN202011107619 A CN 202011107619A CN 112276785 B CN112276785 B CN 112276785B
Authority
CN
China
Prior art keywords
grinding disc
bearing roller
wave
traveling
generating component
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202011107619.4A
Other languages
English (en)
Other versions
CN112276785A (zh
Inventor
安大伟
钟群佑
高素成
黄卫清
刘晓初
梁忠伟
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Guangzhou University
Original Assignee
Guangzhou University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Guangzhou University filed Critical Guangzhou University
Priority to CN202011107619.4A priority Critical patent/CN112276785B/zh
Publication of CN112276785A publication Critical patent/CN112276785A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN112276785B publication Critical patent/CN112276785B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B37/00—Lapping machines or devices; Accessories
    • B24B37/02—Lapping machines or devices; Accessories designed for working surfaces of revolution
    • B24B37/022—Lapping machines or devices; Accessories designed for working surfaces of revolution characterised by the movement of the work between two lapping plates
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B1/00—Processes of grinding or polishing; Use of auxiliary equipment in connection with such processes
    • B24B1/04—Processes of grinding or polishing; Use of auxiliary equipment in connection with such processes subjecting the grinding or polishing tools, the abrading or polishing medium or work to vibration, e.g. grinding with ultrasonic frequency
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B37/00—Lapping machines or devices; Accessories
    • B24B37/11—Lapping tools
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B37/00—Lapping machines or devices; Accessories
    • B24B37/34—Accessories
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/10—Greenhouse gas [GHG] capture, material saving, heat recovery or other energy efficient measures, e.g. motor control, characterised by manufacturing processes, e.g. for rolling metal or metal working

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Grinding And Polishing Of Tertiary Curved Surfaces And Surfaces With Complex Shapes (AREA)

Abstract

本发明公开了一种双行波作动轴承滚子超声研磨装置，包括上研磨盘；下研磨盘，位于上研磨盘的下方，下研磨盘上设有若干工位，上研磨盘和下研磨盘可发生相对转动；第一行波发生部件，设置在上研磨盘，第一行波发生部件的输出端朝向下研磨盘；第二行波发生部件，设置在下研磨盘，第二行波发生部件的输出端朝向上研磨盘；通过设置第一行波发生部件发出上行波、设置第二行波发生部件发出下行波，上行波和下行波如同波浪形式冲击轴承滚子并使轴承滚子自转，提高了材料去除率从而提高了研磨的效率和质量，且上研磨盘和下研磨盘对轴承滚子的表面起到超声滚压作用，提高了滚子的质量和各项表面性能，此装置可实现集轴承滚子研磨和强化于一体的加工方式。

Description

一种双行波作动轴承滚子超声研磨装置
技术领域
本发明涉及轴承滚子加工装置技术领域，特别涉及一种双行波作动轴承滚子超声研磨装置。
背景技术
轴承滚子的主流传统超精加工方式是无心研磨，由于工件轴线的不固定，使无心研磨的加工精度和一致性高度依赖于母机的精度和刚性，在无心研磨缺点基础上改进而来的偏心运动双平面超精研磨方法提高了轴承滚子的尺寸精度、形状精度和一致性。
目前的偏心运动双平面超精研磨方法存在着四大主要缺点：一是材料去除率低，导致加工效率低。二是研磨过程中摩擦接触点相同，加速了研磨盘的磨损从而影响了滚子加工的一致性。三是多次的滚子表面材料去除会改变表面组织结构和残余应力场，从而降低轴承滚子的疲劳强度、寿命和可靠性。四是强化改性无法放到最后的加工工序中，由于一般最后的加工工序又会降低轴承滚子的一些表面性能，而强化又需要放到最后工序，这就产生了一个矛盾。
发明内容
本发明的目的在于至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提供一种双行波作动轴承滚子超声研磨装置，能够提高了滚子的质量和各项表面性能，同时提高了研磨的效率和质量。
根据本发明的第一方面实施例，提供一种双行波作动轴承滚子超声研磨装置，包括上研磨盘；下研磨盘，位于上研磨盘的下方，下研磨盘上设有若干工位，上研磨盘和下研磨盘可发生相对转动；第一行波发生部件，设置在上研磨盘，第一行波发生部件的输出端朝向下研磨盘；第二行波发生部件，设置在下研磨盘，第二行波发生部件的输出端朝向上研磨盘。
有益效果：此双行波作动轴承滚子超声研磨装置在上研磨盘和下研磨盘相对转动的基础上，设置第一行波发生部件发出上行波、设置第二行波发生部件发出下行波，上行波和下行波如同波浪形式冲击轴承滚子并使轴承滚子自转，提高了材料去除率从而提高了研磨的效率和质量，同时上行波和下行波的周向传播特性实现了接触质点的交替变换，延缓了上研磨盘和下研磨盘工作表面的磨损速度，进一步的，上行波和下行波也会作用于上研磨盘和下研磨盘的加工面上，对轴承滚子的表面起到超声滚压作用，提高了滚子的质量和各项表面性能，此双行波作动轴承滚子超声研磨装置可实现集轴承滚子研磨和强化于一体的加工方式。
根据本发明第一方面实施例的双行波作动轴承滚子超声研磨装置，第一行波发生部件包括上压电陶瓷片，上压电陶瓷片设置在上研磨盘的顶部。
根据本发明第一方面实施例的双行波作动轴承滚子超声研磨装置，第二行波发生部件包括下压电陶瓷片，下压电陶瓷片设置在下研磨盘的底部。
根据本发明第一方面实施例的双行波作动轴承滚子超声研磨装置，上压电陶瓷片为圆环状结构，且上压电陶瓷片与下压电陶瓷片结构相同。
根据本发明第一方面实施例的双行波作动轴承滚子超声研磨装置，下研磨盘的中部设有第一通孔，工位的一端开设在下研磨盘的边缘，工位的另一端延伸至第一通孔。
根据本发明第一方面实施例的双行波作动轴承滚子超声研磨装置，工位为长条状的沟槽，工位的横截面形状为“V”形。
根据本发明第一方面实施例的双行波作动轴承滚子超声研磨装置，各工位以第一通孔的圆心为中心圆周阵列设置。
根据本发明第一方面实施例的双行波作动轴承滚子超声研磨装置，上研磨盘上设有若干第二通孔，各第二通孔分别与各工位对应连通。
根据本发明第一方面实施例的双行波作动轴承滚子超声研磨装置，上研磨盘的顶部设有外接安装位。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单说明。显然，所描述的附图只是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例，本领域的技术人员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设计方案和附图。
图1为本发明实施例的结构示意图。
具体实施方式
本部分将详细描述本发明的具体实施例，本发明之较佳实施例在附图中示出，附图的作用在于用图形补充说明书文字部分的描述，使人能够直观地、形象地理解本发明的每个技术特征和整体技术方案，但其不能理解为对本发明保护范围的限制。
在本发明的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、前、后、左、右等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，若干的含义是一个或者多个，多个的含义是两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。
本发明的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本发明中的具体含义。
参照图1，一种双行波作动轴承滚子超声研磨装置，包括上研磨盘10；下研磨盘20，位于上研磨盘10的下方，下研磨盘20上设有若干工位21，上研磨盘10和下研磨盘20可发生相对转动；第一行波发生部件30，设置在上研磨盘10，第一行波发生部件30的输出端朝向下研磨盘20；第二行波发生部件40，设置在下研磨盘20，第二行波发生部件40的输出端朝向上研磨盘10。此双行波作动轴承滚子超声研磨装置在上研磨盘10和下研磨盘20相对转动的基础上，设置第一行波发生部件30发出上行波、设置第二行波发生部件40发出下行波，上行波和下行波如同波浪形式冲击轴承滚子并使轴承滚子自转，加快了材料去除，提高了材料去除率从而提高了研磨的效率和质量，同时上行波和下行波的周向传播特性实现了接触质点的交替变换，延缓了上研磨盘10和下研磨盘20工作表面的磨损速度，进一步的，上行波和下行波也会作用于上研磨盘10和下研磨盘20的加工面上，对轴承滚子的表面起到超声滚压作用，提高了滚子的质量和各项表面性能，包括能对滚子起到表面强化改性的作用，使滚子获得纳米结构层和高数值表面残余压应力，能够提高轴承的抗疲劳、抗磨损和抗腐蚀性能。此双行波作动轴承滚子超声研磨装置可实现集轴承滚子研磨和强化于一体的加工方式，避免多道加工工序的重复装夹影响轴承滚子尺寸的一致性。
具体的，超声滚压为沿金属表面法线方向施加一定的静压力和超声振动，在静态挤压滚压和动态冲击的作用下，可以对金属表面产生较大的冲击进而对金属表面引入大塑性变形，表面组织细化，进而能够降低加工表面的粗糙度，增加表面硬度，对表面引入残余应力，可以改善工件的抗疲劳、抗腐蚀、耐磨损等性能。上行波和下行波可进行模态分析调整以保证轴承滚子作最大速度的自转。
在本实施例中，第一行波发生部件30包括上压电陶瓷片，上压电陶瓷片无缝粘合粘紧在上研磨盘10的顶部。第二行波发生部件40包括下压电陶瓷片，下压电陶瓷片无缝粘合粘紧在下研磨盘20的底部。优选的，上压电陶瓷片为圆环状结构，且上压电陶瓷片与下压电陶瓷片的结构相同。
具体的，压电陶瓷片是一种具有正压电效应和逆压电效应这两种材料属性的压电材料，利用逆压电效应可以将高频电信号转化为同频率的超声振动。超声波电机的工作原理就是利用相关的性质制成的，第一行波发生部件30和第二行波发生部件40亦是如此。
在本实施例中，下研磨盘20的中部设有第一通孔22，工位21的一端开设在下研磨盘20的边缘，工位21的另一端延伸至第一通孔22。优选的，工位21为长条状的沟槽，工位21的横截面形状为“V”形。其中，工位21的两端均连接至下研磨盘20外，可及时排出加工废屑，提高了材料去除率。通过V形的沟槽放置轴承滚子，使轴承滚子能顺利自转且自转时受到的摩擦力更低。
在本实施例中，上研磨盘10和下研磨盘20均为圆盘状结构，各工位21以第一通孔22的圆心为中心圆周阵列设置，充分利用上研磨盘10和下研磨盘20的空间，提高加工效率。
在本实施例中，上研磨盘10上设有若干第二通孔12，各第二通孔12分别与各工位21对应连通，第二通孔12用于滴加研磨液，保证加工质量。
在本实施例中，此双行波作动轴承滚子超声研磨装置为双盘研磨机，上研磨盘10和下研磨盘20彼此平行，轴承滚子放置在上研磨盘10和下研磨盘20之间。加工时，下研磨盘20固定不动，上研磨盘10旋转，因此优选的，上研磨盘10的顶部设有外接安装位11，外接安装位11一方面可用于连接旋转装置，另一方面可用于连接预压力输入装置，通过调节静压力，从而改变上研磨盘10和下研磨盘20对轴承滚子的压力。
上面结合附图对本发明实施例作了详细说明，但是本发明不限于上述实施例，在所述技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。

Claims (5)

1.一种双行波作动轴承滚子超声研磨装置，其特征在于，包括：
上研磨盘；
下研磨盘，位于所述上研磨盘的下方，所述下研磨盘上设有若干工位，所述上研磨盘可相对于所述下研磨盘转动；
第一行波发生部件，设置在所述上研磨盘，所述第一行波发生部件的输出端朝向所述下研磨盘，所述第一行波发生部件包括上压电陶瓷片，所述上压电陶瓷片设置在所述上研磨盘的顶部；
第二行波发生部件，设置在所述下研磨盘，所述第二行波发生部件的输出端朝向所述上研磨盘，所述第二行波发生部件包括下压电陶瓷片，所述下压电陶瓷片设置在所述下研磨盘的底部；
所述下研磨盘的中部设有第一通孔，所述工位的一端开设在所述下研磨盘的边缘，所述工位的另一端延伸至所述第一通孔，所述工位为长条状的沟槽，所述工位的横截面形状为“V”形。
2.根据权利要求1所述的双行波作动轴承滚子超声研磨装置，其特征在于：所述上压电陶瓷片为圆环状结构，且所述上压电陶瓷片与所述下压电陶瓷片结构相同。
3.根据权利要求1所述的双行波作动轴承滚子超声研磨装置，其特征在于：各所述工位以所述第一通孔的圆心为中心圆周阵列设置。
4.根据权利要求3所述的双行波作动轴承滚子超声研磨装置，其特征在于：所述上研磨盘上设有若干第二通孔，各所述第二通孔分别与各所述工位对应连通。
5.根据权利要求1至4任一项所述的双行波作动轴承滚子超声研磨装置，其特征在于：所述上研磨盘的顶部设有外接安装位。
CN202011107619.4A 2020-10-16 2020-10-16 一种双行波作动轴承滚子超声研磨装置 Active CN112276785B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202011107619.4A CN112276785B (zh) 2020-10-16 2020-10-16 一种双行波作动轴承滚子超声研磨装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202011107619.4A CN112276785B (zh) 2020-10-16 2020-10-16 一种双行波作动轴承滚子超声研磨装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN112276785A CN112276785A (zh) 2021-01-29
CN112276785B true CN112276785B (zh) 2022-07-05

Family

ID=74497314

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202011107619.4A Active CN112276785B (zh) 2020-10-16 2020-10-16 一种双行波作动轴承滚子超声研磨装置

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN112276785B (zh)

Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB398529A (en) * 1932-03-08 1933-09-08 John George Holtzapffel Budd Improvements in or relating to lapping machines
CN101279434A (zh) * 2008-05-04 2008-10-08 浙江工业大学 双盘自转偏心v形槽研磨机
CN101947749A (zh) * 2010-09-14 2011-01-19 西安理工大学 一种变位自转超声波振动平面双面研磨数控机床
CN103537981A (zh) * 2013-07-26 2014-01-29 浙江工业大学 一种高精度圆柱形零件外圆的超精加工方法
CN204053793U (zh) * 2014-08-04 2014-12-31 郑州磨料磨具磨削研究所有限公司 超硬磨料砂轮端面双面修整装置
CN104493689A (zh) * 2014-12-16 2015-04-08 天津大学 双盘直槽圆柱形零件表面研磨盘
CN104608046A (zh) * 2015-01-27 2015-05-13 清华大学 轴承圆柱滚子圆柱面的超精加工方法
CN104608047A (zh) * 2014-12-01 2015-05-13 上海新跃仪表厂 高精度球形零件的批量生产装置及方法
CN104942663A (zh) * 2015-07-01 2015-09-30 嘉兴学院 超声作用下双曲盘研磨凸度滚子加工装置及加工方法
CN110216531A (zh) * 2019-06-28 2019-09-10 深圳市圆梦精密技术研究院 双头超声波加工设备及应用其的双面加工方法
CN110695775A (zh) * 2019-11-04 2020-01-17 辽宁科技大学 一种超声研磨双面板类零件的装置及工艺

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1314192C (zh) * 2002-11-05 2007-05-02 南京航空航天大学 压电行波型环状超声电机
US20100087125A1 (en) * 2007-03-07 2010-04-08 Kazumasa Ohnishi Polishing tool and polishing device

Patent Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB398529A (en) * 1932-03-08 1933-09-08 John George Holtzapffel Budd Improvements in or relating to lapping machines
CN101279434A (zh) * 2008-05-04 2008-10-08 浙江工业大学 双盘自转偏心v形槽研磨机
CN101947749A (zh) * 2010-09-14 2011-01-19 西安理工大学 一种变位自转超声波振动平面双面研磨数控机床
CN103537981A (zh) * 2013-07-26 2014-01-29 浙江工业大学 一种高精度圆柱形零件外圆的超精加工方法
CN204053793U (zh) * 2014-08-04 2014-12-31 郑州磨料磨具磨削研究所有限公司 超硬磨料砂轮端面双面修整装置
CN104608047A (zh) * 2014-12-01 2015-05-13 上海新跃仪表厂 高精度球形零件的批量生产装置及方法
CN104493689A (zh) * 2014-12-16 2015-04-08 天津大学 双盘直槽圆柱形零件表面研磨盘
CN104608046A (zh) * 2015-01-27 2015-05-13 清华大学 轴承圆柱滚子圆柱面的超精加工方法
CN104942663A (zh) * 2015-07-01 2015-09-30 嘉兴学院 超声作用下双曲盘研磨凸度滚子加工装置及加工方法
CN110216531A (zh) * 2019-06-28 2019-09-10 深圳市圆梦精密技术研究院 双头超声波加工设备及应用其的双面加工方法
CN110695775A (zh) * 2019-11-04 2020-01-17 辽宁科技大学 一种超声研磨双面板类零件的装置及工艺

Also Published As

Publication number Publication date
CN112276785A (zh) 2021-01-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9168625B2 (en) Computer numerical control machine tool for grinding two sides of a plane by shifting self-rotation and ultrasonic vibration
KR101209271B1 (ko) 양면 연마 장치와 양면 연마 장치용 캐리어
JP2018503518A (ja) ダブルディスク直線溝円筒状部品表面研磨ディスク
KR20140028026A (ko) 유리 시트의 에지를 연마하는 방법
US6475073B2 (en) Inner diameter grinding wheel and grinding apparatus using the wheel for grinding a cylindrical workpiece
CN105127882A (zh) 一种抛光机传动***
CN102601725A (zh) 在双面加工设备的两个工作盘的每个盘上提供平坦工作层的方法
CN105397487A (zh) 一种离合器的钢摩擦片的制造设备及制造方法
CN112276785B (zh) 一种双行波作动轴承滚子超声研磨装置
CN108349058B (zh) 承载环、磨削装置及磨削方法
US7871307B2 (en) Fluid barrel-polishing device and polishing method
Wang et al. Advance on surface finishing technology of precision bearing cylindrical rollers
CN103600285B (zh) 上盘偏心加压式圆柱形零件外圆加工装置
CN106272027B (zh) 一种轴承套圈斜端面的精研加工方法
CN206464966U (zh) 精密型离心研磨机
CN210255700U (zh) 具有浮动顺随补偿装置的砂轮
RU2351454C2 (ru) Способ шлифования сферических торцов конических роликов
CN209394483U (zh) 用于圆柱滚子滚动表面精加工的磁性研磨盘及设备
CN107538289A (zh) 一种简易式轴承配件打磨器
CN208629188U (zh) 球形工件抛光设备
CN104259908B (zh) 一种车床用薄片夹持机构
CN111230679A (zh) 一种用于超硬陶瓷球体部件研制的辅助研磨分离器装置
CN107538334A (zh) 一种带有抛光功能的轴承内框外框夹持工装
JP2000071164A (ja) 中空体の内面研磨方法
CN108907971A (zh) 一种小尺寸球体的精加工方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant