专利名称：球面滚子外径超精加工机床的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种机械设备技术领域，尤其属于球面滚子外径加工机床领域。
背景技术：
在滚动轴承中共使用四种滚动体，即球、圆柱滚子、圆锥滚子和球面滚子，为使滚动轴承有很好的回转精度，低噪音和长寿命，很好的稳定性，滚动体都要超精加工以提高其圆度、表面粗糙度和波纹度从而降低轴承的运转噪音，延长轴承的使用寿命。现我国基本解决了球、圆柱滚子和圆锥滚子的超精加工，但未解决球面滚子外径的超精技术。现国内球面滚子只能用光饰加工来降低滚子表面的粗糙度值，粗糙度值也较大，一般在Ra 0. 2 μ m左右，而且该工艺使滚子表面损伤，产生麻点，从而增加了滚子表面的热应力，滚子易锈蚀，降低了轴承的使用寿命，因此研制球面滚子超精加工工艺，工装和设备是轴承行业必须解决的问题。例如，公告日为2010. 09. 22，公告号为101504036，专利名称为“滚子轴承球面滚子的制造设备及加工工艺”公开了制造设备由金刚石滚轮自动修整补偿系统、自动进给磨削系统、自动上下料系统、数控系统组成，其中金刚石滚轮自动修整补偿系统由金刚石滚轮、砂轮和滚柱导轨构成，自动进给磨削系统能够一次性完成所有对球面滚动面和两个圆弧倒角的粗磨、精磨、终磨的磨削工作；具体加工工艺为1.落料；2.精车两端面；3.淬火； 4.精磨两端面；5.无心磨磨外径；6. —次性磨削滚动面及两圆弧倒角；7.退磁清洗；8.窜光振动；9.分组选别；10.涂油包装入库。该工艺不同于滚子外径超精工艺，为前面的磨削工艺，其后续工艺才是达到最终技术要求的滚子加工工艺。
发明内容
本发明在于克服了现有技术的缺陷，提供了一种粗糙度值较小、圆度小，使用寿命长的球面滚子外径超精加工机床。为了解决上述存在的技术问题，本发明提供了如下的技术方案
球面滚子外径超精加工机床，包括床身、电气控制柜、冷却机构、上下料机构、工件传动机构、摆动机构和超精机构，所述床身设置有立柱，所述立柱上安装有箱体，所述床身的前部安装有工件传动机构，所述工件传动机构后部安装有立柱和箱体，所述摆动机构包括摆动主轴和油石跳进气缸，所述箱体上安装有摆动主轴，所述摆动主轴的前端安装有超精机构，所述摆动主轴后部安装有油石跳进气缸，所述上下料机构包括上料道和下料道，所述箱体上部安装有上料道，所述下料道安装于工件传动机构下部；上述各机构均置于全封闭罩壳内，所述罩壳右侧设置有电气控制柜。进一步，所述上下料机构还包括下料气缸、导向轴、挡料块，所述下料气缸左端固定连接有导向轴，所述导向轴左侧固定安装有挡料块，所述挡料块上方设置有上料道出口。
进一步，所述工件传动机构包括传动电机、多锲带、皮带轮、导辊皮带轮和导辊，所述传动电机通过多锲带连接皮带轮，所述皮带轮通过同步带连接一个或两个导辊皮带轮， 每个所述导辊皮带轮固定连接一导辊。进一步，每个所述导辊设置有一个或两个加工工位。进一步，所述摆动机构还包括摆动电机、减速机、皮带轮、皮带、曲柄机构、连杆、中间连杆，所述摆动电机连接减速机，所述减速机与曲柄机构通过皮带轮、皮带相连接，所述曲柄机构依次连接有连杆和中间连杆，所述中间连杆与摆动主轴相连接，所述摆动主轴轴心有一拉杆与油石跳进气缸相连接。进一步，所述曲柄机构设置有偏心滑块。进一步，所述超精机构包括超精头和油石磨损补偿装置，所述超精头顶部设置有油石磨损补偿气缸，所述油石磨损补偿气缸一侧设置有控制油石的压杆。与现有技术相比较，本发明具有如下的有益效果
优化了球面滚子超精工艺，提高了球面滚子表面质量，提高了轴承质量。
图1是本发明的球面滚子外径超精加工机床的结构示意图； 图2是本发明的球面滚子外径超精加工机床的俯视图3是本发明上下料机构的结构示意图； 图4是本发明滚子上料的示意图； 图5是本发明工件传动机构的结构示意图； 图6是本发明工件传动机构剖面图； 图7是本发明摆动机构的结构示意图； 图8是本发明摆动机构A-A向的剖面图； 图9是本发明摆动机构的俯视图； 图10是本发明超精机构的结构示意图。
具体实施例方式以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。如图1、图2所示，包括床身9、电气控制柜10、冷却机构、上下料机构6、工件传动机构18、摆动机构32和超精机构20，在床身上设置有立柱四，立柱四为两根左右立柱，左右立柱四安装于工件传动机构18后部，床身9的前部安装有工件传动机构18，左右立柱 29上安装有可在垂直方向上移动的箱体31，摆动机构32包括摆动主轴30和油石跳进气缸 42，箱体31上安装有摆动主轴30，摆动主轴30的前端安装有超精机构20，摆动主轴30后部安装有油石跳进气缸42，上下料机构6包括上料道和下料道，箱体31上部安装有上料道和冷却机构，下料道安装于工件传动机构18下部；上述各机构均置于全封闭罩壳内，罩壳右侧设置有电气控制柜10。冷却系统为一抽油泵通过管道系统连接至超精机构，实现超精加工时的冷却和清洗。
如图3、图4所示，上下料机构6包括下料气缸1、导向轴2、下料道3、挡料块5、上料道7，下料气缸1固定连接导向轴2，下料气缸1驱动导向轴2左右移动完成上、下料，导向轴2上安装有下料道3、挡料块5，下料道3数量为一个或两个；挡料块5顶部有上料道7 出口，上料道7内有待加工的滚子4。当要上料时，导向轴2在下料气缸1作用下左移，待加工的滚子4下落在导辊17上，然后下料气缸1右移，将已超精好的滚子4右推至下料道3 上，而另一待加工滚子4取代加工好的滚子4送至加工位。上料道7上的下一个待加工滚子4始终在挡料块5上表面，要到下一个循环才被推入到加工位。如图5、图6所示，工件传动机构18包括传动电机11、多锲带12、皮带轮13和14、 导辊皮带轮16、导辊17，传动电机11为三相交流变速电机，传动电机11通过多锲带12与皮带轮13相连接，皮带轮13和皮带轮14为同轴皮带轮，皮带轮14通过同步带与一个或两个导辊皮带轮16相连接，本发明优选方式导辊皮带轮16为两个；每个导辊皮带轮16固定连接于一导辊17上，使导辊17与皮带轮14同步转动，带动滚子转动；每付导辊17设置有一个或两个工位，两个导辊17为一付，机床可有一付或两付导辊17，导辊17的形面根据待加工滚子的R的不同而不同。本发明中每根导辊17可带动两件球面滚子，一次可超精滚子两个或四个，一次同时超精的球面滚子越多，该机床效率越高。如图7、图8、图9所示，摆动机构32包括摆动主轴30、油石跳进气缸42、摆动电机 21、减速机22、皮带轮23和25、皮带24、曲柄机构沈、连杆15和27、中间连杆观，摆动电机 21连接减速机22，减速机22通过皮带轮23和25、皮带M与曲柄机构沈相传动连接，曲柄机构沈设置有偏心滑块41，通过调整偏心滑块的径向位置，可调节摆动主轴30摆动角度的不同。曲柄机构26依次连接有连杆27和中间连杆28，中间连杆28与摆动主轴30相连接，本发明是二工位机床，故有两套摆动主轴30，分别有中间连杆28和15驱动。在床身9 上设置有左右立柱四，左右立柱四上固定有摆动主轴30和油石跳进气缸42，每根摆动主轴对应一个油石跳进气缸42，油石跳进气缸42的活塞杆与摆动主轴30轴心的拉杆19 (图 10)相连接。如图10所示，超精装置20包括超精头36和油石磨损补偿装置，超精头36通过摆臂35固定连接于摆动主轴30左端部，从而使超精头36和油石盒34中的油石，随摆动主轴 30而摆动。超精头36顶部设置有油石磨损补偿气缸40，油石磨损补偿气缸40 —侧设置有压杆33，用于压住油石盒34中的油石，通过油石磨损补偿气缸40中的活塞与压杆33连接，通过调节在摆动中心不同孔的位置使油石垂直移动，满足不同滚子的R要求；油石跳进工件是由摆动主轴30中心的拉杆19在其摆动主轴30后部油石跳进气缸42的作用下，推住螺钉37使油石盒34沿摆动中心38快跳至滚子，实现超精，跳进量的大小用跳进螺钉39 调节。超精头36通过油石的摆动实现粗超、精超，使球面滚子达到降低滚子表面粗糙度及波纹度和圆度的要求，同时能自动补偿油石的磨损。如图2所示，电气控制柜10分别与操作面板8、上述各电机连接，操作面板8设置有触摸屏，采用PLC来实现各个动作的单独调整和自动超精时的自动循环动作，该机为粗精超一次成型的机床，其粗超、精超时的滚子传动转速和油石的摆动频率均可单独设置，并在触摸屏上调整而且可以经过“故障诊断”查找机床故障。本发明为全自动超精机，根据球面滚子不同的直径、长度以及圆弧大小可选用不同的规格的机床来实现超精加工，其工作原理一致。
本发明分为两种机床，二工位(即一次同时超精二个滚子)和四工位(即一次同时超精四个滚子)，分别设置不同的滚子转速和油石摆动频率，用同一种油石对一个滚子完成粗超和精超加工。
现以二工位超精机超精22212CA为例，结果如下
1)粗、精超时间为14秒，此时效率为7秒钟一件；
2)超精量为直径方向8μπι;
3)粗糙度Ra0. 05 μ m,圆度提高30%，< 1 μ m,波纹度提高30%，< 1 μ m ；
4)球面滚子装在电梯轴承上，噪声较未超精时降低30%达到用户要求。以上所述仅为说明本发明的实施方式，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
权利要求
1.球面滚子外径超精加工机床，包括床身、电气控制柜、冷却机构，其特征在于，还包括上下料机构、工件传动机构、摆动机构和超精机构，所述床身设置有立柱，所述立柱上安装有箱体，所述床身的前部安装有工件传动机构，所述工件传动机构后部安装有立柱和箱体， 所述摆动机构包括摆动主轴和油石跳进气缸，所述箱体上安装有摆动主轴，所述摆动主轴的前端安装有超精机构，所述摆动主轴后部安装有油石跳进气缸，所述上下料机构包括上料道和下料道，所述箱体上部安装有上料道，所述下料道安装于工件传动机构下部；上述各机构均置于全封闭罩壳内，所述罩壳右侧设置有电气控制柜。
2.根据权利要求1所述的球面滚子外径超精加工机床，其特征在于，所述上下料机构还包括下料气缸、导向轴、挡料块，所述下料气缸左端固定连接有导向轴，所述导向轴左侧固定安装有挡料块，所述挡料块上方设置有上料道出口。
3.根据权利要求1所述的球面滚子外径超精加工机床，其特征在于，所述工件传动机构包括传动电机、多锲带、皮带轮、导辊皮带轮和导辊，所述传动电机通过多锲带连接皮带轮，所述皮带轮通过同步带连接一个或两个导辊皮带轮，每个所述导辊皮带轮固定连接一导棍。
4.根据权利要求3所述的球面滚子外径超精加工机床，其特征在于，每个所述导辊设置有一个或两个加工工位。
5.根据权利要求1所述的球面滚子外径超精加工机床，其特征在于，所述摆动机构还包括摆动电机、减速机、皮带轮、皮带、曲柄机构、连杆、中间连杆，所述摆动电机连接减速机，所述减速机与曲柄机构通过皮带轮、皮带相连接，所述曲柄机构依次连接有连杆和中间连杆，所述中间连杆与摆动主轴相连接，所述摆动主轴轴心有一拉杆与油石跳进气缸相连接。
6.根据权利要求5所述的球面滚子外径超精加工机床，其特征在于，所述曲柄机构设置有偏心滑块。
7.根据权利要求1所述的球面滚子外径超精加工机床，其特征在于，所述超精机构包括超精头和油石磨损补偿装置，所述超精头顶部设置有油石磨损补偿气缸，所述油石磨损补偿气缸一侧设置有控制油石的压杆。
全文摘要
本发明公开了球面滚子外径超精加工机床，包括床身、电气控制柜、冷却机构，还包括上下料机构、工件传动机构、摆动机构和超精机构，所述床身设置有立柱，所述立柱上安装有箱体，所述床身的前部安装有工件传动机构，所述工件传动机构后部安装有立柱和箱体，所述摆动机构包括摆动主轴和油石跳进气缸，所述箱体上安装有摆动主轴，所述摆动主轴的前端安装有超精机构，所述摆动主轴后部安装有油石跳进气缸，所述上下料机构包括上料道和下料道，所述箱体上部安装有上料道，所述下料道安装于工件传动机构下部；上述各机构均置于全封闭罩壳内，所述罩壳右侧设置有电气控制柜。本发明具有粗糙度值较小、圆度小，使用寿命长噪声低等特点。
文档编号B24B35/00GK102303279SQ20111028055
公开日2012年1月4日 申请日期2011年9月20日 优先权日2011年9月20日
发明者周俊瑞, 周晨冈, 周晨曦 申请人:无锡瑞鼎机床有限公司