CN216179022U - 一种加工滚子用无心磨床 - Google Patents

Abstract

一种加工滚子用无心磨床，包括机床主体、导轮架总成、砂轮架、砂轮轴总成、砂轮修整器以及辅助的动力***和冷却液供给***，所述的导轮轴总成安装在机床主体的床身上，导轮的轴线相对于机床主***置不变，所述砂轮架通过转轴设置在与机床主体配合的滑动座上，并可绕所述转轴做水平方向上的旋转调整，通过对砂轮架整体的旋转，以调整砂轮轴线与导轮轴线之间的倾斜角度；上述结构可以实现磨削加工过程中砂轮外径磨损时，砂轮轴线可以做到实时的调整，使得砂轮与滚子以及导轮与滚子接触点的切线夹角是相同的，保证了磨削过程中磨削夹角不变，使机床始终处于最佳磨削状态，使得精磨加工后的滚子圆形偏差和波纹度达到理想的状态。

Description

一种加工滚子用无心磨床

技术领域

本实用新型涉及用于加工滚子的无心磨床设备技术领域，具体为一种加工滚子用无心磨床。

背景技术

目前，无心磨床是一种高效率精加工机床，现有的无心磨床一般包括如下几个部分：机床主体部分、导轮架、砂轮架、砂轮轴总成、砂轮修整器以及辅助的动力***和冷却液供给***等等，其工作方式为，在机床主体上一侧设置导轮架，另一侧设置砂轮架，砂轮轴总成安装在砂轮架上并由动力***驱动实现快进、快退和工作进给，待磨削滚子有送料机构送至导轮和砂轮的磨削间隙上，由导轮和砂轮的相对运动实现滚子在磨削中逐步传送而出；

由于现有的磨床设备设计不尽合理，还具有如下不足之处：首先，现有的设备砂轮轴的轴线相对于导轮轴线是固定的，而在磨削加工时，砂轮的外径是逐步磨损的，这就导致了砂轮与滚子以及导轮与滚子接触点的切线夹角是不同的，其结果必然是精磨加工后的滚子圆形偏差和波纹度是不理想的；其次，现有的砂轮轴大多是悬臂轴、单支承，一般采用如下方式进行安装；砂轮轴两侧的轴径端设有轴承室，并通过轴承组件可转动的安装在砂轮架上，在磨削加工时，砂轮和砂轮轴一起转动，并带动加工的滚子向前方移动，该结构具有如下缺陷：磨削时，砂轮和砂轮轴一起转动，会导致平稳性差，其次，砂轮启动或者停转时，砂轮轴和两侧的轴承瞬间会产生磨损，从而大大降低滚子的磨削精度。

实用新型内容

为解决上述技术问题，本实用新型提供一种加工滚子用无心磨床。

本实用新型采用的技术方案是：一种加工滚子用无心磨床，包括机床主体、导轮架总成、砂轮架、砂轮轴总成、砂轮修整器以及辅助的动力***和冷却液供给***，所述的砂轮轴总成和砂轮修整器安装在砂轮架上，通过动力单元带动砂轮架在机床主体上移动以实现砂轮的工作进给，所述的导轮架总成安装在机床主体的床身上，导轮的轴线相对于机床主***置不变，所述砂轮架通过转轴设置在与机床主体配合的滑动座上，并可绕所述转轴做水平方向上的旋转调整，通过对砂轮架整体的旋转，以调整砂轮轴线与导轮轴线之间的倾斜角度；

所述砂轮轴总成包括砂轮轴、砂轮轴套、安装在砂轮轴套上的砂轮、轴承、调整垫以及端盖组件，所述砂轮轴的两端固定安装在砂轮架的两个支座内，所述砂轮轴套套装在砂轮轴中部的外周面上，砂轮轴套的内壁面与砂轮轴中部的外周面之间形成用于安装轴承和调整垫的轴承腔室，所述调整垫设置在轴承腔室的中心位置处，所述轴承设置有多个，并对称分布在调整垫的两侧，通过端盖组件将轴承密封在轴承腔室内。

作为优选方案，所述的砂轮架上还设有一用于调整砂轮高度的高度调整机构。

作为优选方案，所述砂轮轴套的一侧设有凸起部，在远离凸起部的砂轮轴套的端部连接有法兰盘。

作为优选方案，所述法兰盘通过锁紧件与砂轮轴套的端部固定连接，所述法兰盘与砂轮轴套上另一侧的凸起部之间形成一用于安装砂轮的凹槽。

作为优选方案，所述的砂轮采用多个粒径不同的砂轮片装配而成的组合式砂轮结构。

作为优选方案，所述的轴承为角接触球轴承。

作为优选方案，所述调整垫由用于定位轴承内圈的内调整垫和用于定位轴承外圈的外调整垫组成。

作为优选方案，所述端盖组件包括左端盖单元和右端盖单元，所述左端盖单元和右端盖单元均包括内压盖和外压盖，通过内压盖和外压盖对砂轮轴套的轴端轴承腔室进行密封。

作为优选方案，所述端盖组件，其中内压盖套装在砂轮轴上并通过锁紧件与砂轮轴的端部固定连接，外压盖套装在对应的内压盖上并通过锁紧件与砂轮轴套的端部固定连接。

作为优选方案，所述的外压盖通过密封组件套装在与其对应的内压盖上。

本实用新型的有益效果是：

其一、本方案通过对砂轮架以及导轮架进行创新的结构设计，具体改进如下：导轮架总成安装在机床主体的床身上，导轮的轴线相对于机床主***置不变，所述砂轮架通过转轴设置在与机床主体配合的滑动座上，并可绕所述转轴做水平方向上的旋转调整，通过对砂轮架整体的旋转，以调整砂轮轴线与导轮轴线之间的倾斜角度；上述结构可以实现磨削加工过程中砂轮外径磨损时，砂轮轴线可以做到实时的调整，使得砂轮与滚子以及导轮与滚子接触点的切线夹角是相同的，上述结构保证了磨削过程中磨削夹角不变，使机床始终处于最佳磨削状态，使得精磨加工后的滚子圆形偏差和波纹度达到理想的状态。

其二、本方案通过对砂轮轴总成进行创新的结构设计，具体改进如下：砂轮轴套通过轴承组件套装在砂轮轴中部的外周面上，在砂轮轴套的两侧设有端盖组件，通过端盖组件将轴承组件密封在砂轮轴套与砂轮轴之间的容纳腔内，所述的轴承组件包括若干组轴承和调整垫，所述的调整垫设置在所述容纳腔的中心位置处，所述轴承的数量为偶数个，并对称分布在调整垫的两侧，该结构中,将砂轮通过轴承组件套装在砂轮轴中部的外周面上，两侧的轴径端为光轴不需要设置轴承室，安装时可将砂轮轴两端紧固在砂轮架的两个支座上，以两侧的轴端作为支撑点，以砂轮轴的中部外周面作为回转面，磨削时实现了砂轮转动、砂轮轴不转动，转动更加平稳，从而提高了滚子的磨削精度。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是实用新型的一些实施例，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。

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型中导轮架总成的结构示意图；

图3为本实用新型中砂轮轴总成的结构示意图。

图中标记：1、机床主体，2、电控***，3、冷却液供给***，4、导轨，5、滑动座，6、动力单元，7、导轮架总成，701、左外法兰盘，702、齿轮，703、内六角圆柱头螺钉，704、内六角圆柱头螺钉，705、左内法兰盘，706、油杯，707、骨架油封，708、导轮，709、导轮轴，710、轴承，711、内隔圈，712、外隔圈，713、中内隔圈，714、中外隔圈、715，右内法兰盘，716、O型密封圈，717、右外法兰盘，718、内六角圆柱头螺钉，8、砂轮修整器，9、砂轮架，10、砂轮轴总成，101、砂轮轴套，102、右外压盖，103、密封盖，104、右内压盖，105、内调整垫，106、外调整垫，107、平衡块，108、砂轮轴，109、左内压盖，110、左外压盖，111、法兰盘，112、轴承，113、砂轮。

具体实施方式

下面，通过示例性的实施方式对本实用新型进行具体描述。然而应当理解，在没有进一步叙述的情况下，一个实施方式中的元件、结构和特征也可以有益的结合到其他实施方式中。

需要说明的是：除非另做定义，本文所使用的技术术语或者科学术语应当为本实用新型所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本实用新型专利申请说明书以及权利要求书中所使用的“一个”、“一”或者“该”等类似词语不表述数量限制，而是表示存在至少一个。“包括”或者“包含”等类似的词语指出现在“包括”或者“包含”前面的元件或者物件涵盖出现在“包括”或者“包含”后面列举的元件或者物件及其等同，但并不排除其他具有相同功能的元件或者物件。

实施例1、

下面结合附图1-3对本实施例的详细结构进行描述：

如图1所示，高精度数控滚子专用无心磨床，主要由机床主体1、电控***2、冷却液供给***3、导轨4、滑动座5、动力单元6、导轮架总成7、砂轮修整器8、砂轮架9以及砂轮轴总成10构成，其中导轮架总成7固定安装在机床主体1的床身上，导轮的轴线相对于机床主***置不变，砂轮修整器8和砂轮轴总成10整体安装在砂轮架9上，所述砂轮架9通过滑动座5以及传动组件安装在床身的导轨4上，并通过动力单元6驱动实现快进、快退和工作进给，待加工的滚子经过导轮和砂轮的间隙之间进行磨削加工并传送至下料单元，所述砂轮架9通过转轴设置在与机床主体配合的滑动座5上，并可绕所述转轴做水平方向上的旋转调整，通过对砂轮架9整体的旋转，以调整砂轮轴线与导轮轴线之间的倾斜角度，上述结构保证了磨削过程中磨削夹角不变，使机床始终处于最佳磨削状态。

本方案中，砂轮113中心高的调整可通过升降砂轮架9来实现，可以在所述的砂轮架上设置一个用于调整砂轮高度的高度调整机构；举例说明：可以为一个俯仰角调整机构，可调整砂轮架9的俯仰角，以实现砂轮高度的调整，需要注意的是：为了保证滚子圆形偏差不致有大的变化，升降砂轮量不可太大(角度差≤001mm。

本实施例中，该导轮架总成7整体安装在机床主体的床身上，并由西门子可变伺服电机经皮带和齿轮传动组件驱动导轮转动，导轮轴709的两端为光轴，不再设置轴承室结构，导轮708通过轴承组件直接套装在导轮轴709的中部面上，安装时可将导轮轴709两端紧固在机床主体的两个支座上，以两侧的轴端作为支撑点，以导轮轴的中部外周面作为回转面，磨削时实现了导轮转动，导轮轴不转动，加工过程中导轮转动更加平稳，从而提高了滚子的磨削精度。

本实施例中，砂轮轴总成10整体装配在砂轮架9上，在砂轮架9的下部通过滑动座以及一对滚动导轨安装在机床床身上，整个砂轮架通过步进电机、减速器以及滚珠丝杆螺母副带动，可以实现砂轮的快进、快退和工作进给，其中砂轮轴108两端为光轴，不再设置轴承室结构，用于装配砂轮的砂轮轴套101通过轴承组件直接套装在砂轮轴108的中部面上，安装时可将砂轮轴108两端紧固在砂轮架9的两个支座上，以两侧的轴端作为支撑点，以砂轮轴108的中部外周面作为回转面，磨削时实现了砂轮转动，砂轮轴不转动，加工过程中砂轮转动更加平稳，从而提高了滚子的磨削精度。

下面结合附图2和图3详细描述导轮架总成7和砂轮轴总成10中各构件的组成关系：

如图2所示，该导轮架总成7主要由导轮708、导轮轴709、轴承710、隔圈单元以及端盖组件构成，其中，所述的导轮708通过轴承710以及设置在轴承710之间的隔圈单元套装在导轮轴709中部的外周面上，其中，导轮的内壁与导轮轴709中部的外周面之间形成用于安装轴承710和隔圈单元的轴承腔室，在该轴承腔室内，轴承710可以设有多个，并沿轴承腔室内均匀分布，在每两个相邻的轴承10之间分别设有隔圈单元，本实施例中，以设置4对角接触球轴承为例，其中最外侧的两对角接触球轴承设置在轴承腔室的最外侧并由两侧端盖组件进行定位，然后中间的两对轴承分别沿轴承腔室的中线对称分布在两侧，在最左侧的轴承与其相邻的轴承之间设有内隔圈711和外隔圈712，在中间的两对轴承之间设有中内隔圈713和中外隔圈714，分别通过内隔圈711和外隔圈712以及中内隔圈713和中外隔圈714对上述轴承的内外圈进行定位，同时也可以通过更换不同型号的隔圈进行轴承间隙的调整。

本方案中，所述轴承710的数量优选为偶数个，并沿所述导轮和导轮轴之间的轴承腔室的中心线对称分布。

本实施例中，所述端盖组件包括由左外法兰盘701和左内法兰盘705构成的左端盖单元以及由右外法兰盘717和右内法兰盘715构成的右端盖单元，分别通过左外法兰盘701和左内法兰盘705以及右外法兰盘717和右内法兰盘715对导轮708两侧的轴承腔室进行密封，以左端盖单元为例描述：其中左内法兰盘705通过内六角圆柱头螺钉704固定连接在导轮轴709的端部，左外法兰盘701通过内六角圆柱头螺钉718固定连接在导轮708的端部，在左外法兰盘701上还通过内六角圆柱头螺钉703与齿轮702固定连接，通过外部的动力机构以及传动组件将动力传递给导轮，在左内法兰盘705还设有油杯706，通过外部的注油***将润滑油注入至轴承腔室内。

本文中，左外法兰盘701和左内法兰盘705之间还设有密封组件，左外法兰盘701通过密封组件套装在左内法兰盘705上；在本实施例中，作为优选，所述的密封组件包括设置在左外法兰盘701和左内法兰盘705之间的O型密封圈716和骨架油封707。

本实施例中，如图3所示，所述的砂轮轴总成10主要由砂轮轴套101、砂轮113、砂轮轴108、轴承112、调整垫以及端盖组件构成，其中，所述的砂轮轴套101通过轴承112以及设置在轴承112之间的调整垫套装在砂轮轴108中部的外周面上，其中，砂轮轴套101的内壁与砂轮轴108中部的外周面之间形成用于安装轴承112和调整垫的轴承腔室，在该轴承腔室内，所述的调整垫设置在所述轴承腔室的中心位置处，所述轴承112的数量为偶数个，并对称分布在调整垫的两侧；本实施例中，以设置六对角接触球轴承为例，其中调整垫设置在轴承腔室的中心位置处，在调整垫的两侧分别对称设置三对角接触球轴承，调整垫由内调整垫105和外调整垫106组成，分别通过内调整垫105和外调整垫6对两侧的三对轴承的内外圈进行定位，同时也可以通过更换不同型号的调整垫进行轴承间隙的调整。

本实施例中，所述砂轮轴套101的右侧设有凸起部，在远离凸起部的砂轮轴套101的左端部连接有法兰盘111，所述法兰盘通过锁紧件与砂轮轴套的端部固定连接，所述法兰盘111与砂轮轴套101上另一侧的凸起部之间形成一用于安装砂轮113的凹槽。

需要说明的是：本实施例所采用的砂轮113优选为由多个不同粒度的砂轮片装配而成的组合式砂轮结构，例如在砂轮轴套101上加装多片不同粒度的砂轮113，具体描述如下：前半部分是磨削砂轮，后半部分是抛光砂轮，加工后的滚子具有非常高的表面粗糙度，精磨一般可达到0.06-0.010μm；组合砂轮一般只进行粗修整，待砂轮磨合后，直到砂轮使用到报废尺寸，都不需要再修整，因为砂轮能做到同步自锐。

本实施例中，所述端盖组件包括左端盖单元和右端盖单元，所述左端盖单元和右端盖单元均包括内压盖和外压盖，通过内压盖和外压盖对砂轮轴套的轴端轴承腔室进行密封；以左端盖单元为例描述：其中，包括左内压盖109和左外压盖110，左内压盖109通过螺钉固定连接在砂轮轴108的端部，左外压盖110套装在左内压盖109上并通过螺钉组件固定连接在砂轮轴套101的端部，

本文中，左外压盖110和左内压盖109之间还设有密封组件，左外压盖110通过密封组件套装在左内压盖109上；在本实施例中，作为优选，所述的密封组件包括设置在左外压盖和左内压盖之间的O型密封圈或者骨架式橡胶油封。

需要说明的是：上述仅仅描述了左端盖单元中各组件的连接关系，本领域的技术人员完全可以参照上述内容对右端盖单元的结构进行装配，本文不再一一描述。

该设备所用的冷却液供给***3为现有成熟的技术，例如可以采用冷却液箱、动力泵管道以及磁性分离器和纸带过滤器构成，通过磁性分离器和纸带过滤器将净化的冷却液源源不断的用泵打到加工中的滚子和砂轮之间，水箱容积大，水泵流量大，冷却效果好。

需要说明的是：为了提高该设备的整体性能，还可以配备有防止圆锥滚子掉头(滚子大端在前)装置；当圆锥滚子出现掉头时，将把导杆抬高使间隔开关断开, 送料停止，掉头的圆锥滚子挡在磨削区之前；防止掉头圆锥滚子损坏砂轮和工装；此外，机床还可以配置送料机和夹板送料器，可实现全自动化生产。

本方案中，所述的法兰盘111外部面上还加装有平衡块107，为避免砂轮振动对滚子加工质量造成不利影响，必须进行砂轮的平衡，砂轮的平衡分为静平衡和动平衡；通过一套由程序***控制的水平衡装置来进行，调好后，正常工作时砂轮能自动的实现平衡，其振动值空运转时≤0.2μm,正常工作时≤0.2μm。

本设备在加工滚子时，其磨削方式分为上磨削和下上磨削两种磨削方式：

其中，上磨削主要用于滚子的精磨，砂轮中心和滚子中心在同一水平面上，导轮中心低于滚子中心并相对于滚子中心有一个6°的夹角。当砂轮从开始使用到报废，不论砂轮外径尺寸如何变化，砂轮与滚子和导轮与滚子接触点的切线夹角永远为6°不变；根据圆形偏差和波纹度的变化规律，当砂轮与滚子和导轮与滚子接触点的切线夹角为6°时，精磨加工后的滚子圆形偏差和波纹度应当是最好的最理想的。这是有别于国内其它无心磨床的显著特点和突出优点之一；

下磨削主要用于滚子的粗磨，砂轮中心和滚子中心在同一水平面上，导轮中心高于滚子中心并相对于滚子中心有一个20°的夹角。当砂轮从开始使用到报废，不论砂轮外径尺寸如何变化，砂轮与滚子和导轮与滚子接触点的切线夹角永远为20°不变；这就保证了滚子在整个粗磨过程中都是让砂轮压住磨削,防止由于粗磨磨量较大而促使滚子上跳的可能性。因此粗磨磨量最大可以达到0.25-0.30mm,这也是有别于国内其它无心磨床的显著特点和突出优点之一。

在工作中，滚子外径的主动测量和砂轮的自动补偿；工作中，气动主动量仪进行全自动尺寸控制。滚子加工通道出口端砂轮同风嘴保持定距，当砂轮自锐脱粒到一定程度，风压的变化信息反馈到自动补偿控制***，由控制***指令补偿马上进行，砂轮及时恢复到原位置，这就保证了滚子外径尺寸的精确和统一性。砂轮的自动补偿在V型滚柱导轨上进行，通过步进电机经谐波减速器驱动齿轮传给滚柱丝杠来实现。砂轮的自动补偿量可根据需要自行设定，机床最小补偿量可调至1μm。

应当指出，虽然通过上述实施方式对本实用新型进行了描述，然而本实用新型还可以有其他的多种实施方式。在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，熟悉本领域的技术人员显然可以对本实用新型做出各种相应的改变和变形，但这些改变和变形都应当属于本实用新型所附权利要求及其等效物所保护的范围内。

Claims (10)

1.一种加工滚子用无心磨床，包括机床主体、导轮架总成、砂轮架、砂轮轴总成、砂轮修整器以及辅助的动力***和冷却液供给***，所述的砂轮轴总成和砂轮修整器安装在砂轮架上，通过动力单元带动砂轮架在机床主体上移动以实现砂轮的工作进给，其特征在于：所述的导轮架总成安装在机床主体的床身上，导轮的轴线相对于机床主***置不变，所述砂轮架通过转轴设置在与机床主体配合的滑动座上，并可绕所述转轴做水平方向上的旋转调整，通过对砂轮架整体的旋转，以调整砂轮轴线与导轮轴线之间的倾斜角度；

所述砂轮轴总成包括砂轮轴、砂轮轴套、安装在砂轮轴套上的砂轮、轴承、调整垫以及端盖组件，所述砂轮轴的两端固定安装在砂轮架的两个支座内，所述砂轮轴套套装在砂轮轴中部的外周面上，砂轮轴套的内壁面与砂轮轴中部的外周面之间形成用于安装轴承和调整垫的轴承腔室，所述调整垫设置在轴承腔室的中心位置处，所述轴承设置有多个，并对称分布在调整垫的两侧，通过端盖组件将轴承密封在轴承腔室内。

2.根据权利要求1所述一种加工滚子用无心磨床，其特征在于：所述的砂轮架上还设有一用于调整砂轮高度的高度调整机构。

3.根据权利要求1所述一种加工滚子用无心磨床，其特征在于：所述砂轮轴套的一侧设有凸起部，在远离凸起部的砂轮轴套的端部连接有法兰盘。

4.根据权利要求3所述一种加工滚子用无心磨床，其特征在于：所述法兰盘通过锁紧件与砂轮轴套的端部固定连接，所述法兰盘与砂轮轴套上另一侧的凸起部之间形成一用于安装砂轮的凹槽。

5.根据权利要求3所述一种加工滚子用无心磨床，其特征在于：所述的砂轮采用多个粒径不同的砂轮片装配而成的组合式砂轮结构。

6.根据权利要求1所述一种加工滚子用无心磨床，其特征在于：所述的轴承为角接触球轴承。

7.根据权利要求1所述一种加工滚子用无心磨床，其特征在于：所述调整垫由用于定位轴承内圈的内调整垫和用于定位轴承外圈的外调整垫组成。

8.根据权利要求1所述一种加工滚子用无心磨床，其特征在于：所述端盖组件包括左端盖单元和右端盖单元，所述左端盖单元和右端盖单元均包括内压盖和外压盖，通过内压盖和外压盖对砂轮轴套的轴端轴承腔室进行密封。

9.根据权利要求8所述一种加工滚子用无心磨床，其特征在于：所述端盖组件，其中内压盖套装在砂轮轴上并通过锁紧件与砂轮轴的端部固定连接，外压盖套装在对应的内压盖上并通过锁紧件与砂轮轴套的端部固定连接。

10.根据权利要求8所述一种加工滚子用无心磨床，其特征在于：所述的外压盖通过密封组件套装在与其对应的内压盖上。

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