一种磨削小滚子的高精度自动磨床的制作方法

文档序号:15816959发布日期:2018-11-02 22:44阅读:257来源:国知局

本实用新型属于小滚子磨床装备技术领域,尤其是一种磨削小滚子的高精度自动磨床。



背景技术:

轴承小滚子凸度的磨削一般采用无心贯穿的加工方式,无心贯穿的加工方式具有加工效率高的优点,形成凸度曲线的方法是范成法,凸度形状和凸度量取决于滚子的姿态、贯穿轨迹以及砂轮工作面轮廓形状。

虽然无心磨削加工方法生产效率高,容易实现自动化和大批量生产,但是其加工精度严重依赖于机床机械结构和精度,依然存在工件中心位置的变化、工件中心直线运动与砂轮轴线的误差、工件与运动速度的误差、托板工作面接触的不稳定性,以及砂轮和导轮等部件本身的磨损等问题,极大的影响了加工精度和一致性的改善。因此现有的无心外圆磨削技术和机床已难以满足市场上的技术要求,在加工原理、机床结构设计和加工工艺上都急需进一步深入研究和升级换代。



技术实现要素:

针对上述情况,本实用新型设计了一种磨削小滚子的高精度自动磨床,该高精度自动磨床在磨削加工小滚子的同时还可以在线修正砂轮,或是在线电解修锐砂轮,提高了小滚子的磨削成型精度且磨削效率得到极大提高,磨削成本低,具有调整、安装、维护、使用方便之特点。

为实现上述发明目的,本实用新型采用如下技术方案:

一种磨削小滚子的高精度自动磨床,高精度自动磨床包括床身1、大理石台面2、底板3、石墨轮滑板驱动装置4、石墨轮驱动装置5、砂轮装置6、修锐铜环装置7、立式修锐滑板装置8、立式修锐驱动装置9、电主轴装置10、导

轮横向进给装置11、导轮驱动装置12、支撑轮装置13、小滚子14、石墨轮修锐装置15及角板16,其中砂轮装置6中使用的砂轮采用立方氮化硼砂轮,其特征是:

大理石台面2固定联接在床身1上并通过固定在床身1上的八个角板16调节大理石台面2在床身1上的左右、前后位置,底板3固定联接在大理石台面2之上,石墨轮滑板驱动装置4固定联接在底板3的左端,石墨轮驱动装置5联接在石墨轮滑板驱动装置4上方,砂轮装置6固定联接在底板3中前方并位于石墨轮滑板驱动装置4右侧,修锐铜环装置7、立式修锐滑板装置8和立式修锐驱动装置9固定联接在砂轮装置6上方,电主轴装置10固定联接在底板3后方并位于砂轮装置6的正后方,导轮横向进给装置11固定联接在底板3右端并位于砂轮装置6的右侧,导轮驱动装置12联接在导轮横向进给装置11上方,支撑轮装置13固定联接在底板3上并位于砂轮装置6和导轮横向进给装置11之间,小滚子14放置在支撑轮装置13上,石墨轮修锐装置15固定联接在立式修锐驱动装置9的左侧面;

石墨轮滑板驱动装置4含有石墨轮固定滑台板4.1、第一步进电机4.2、电机安装弯板4.3、第一滚珠丝杠4.4、第一导轨4.5、轴承座4.6、联轴器4.7及第二导轨4.8,带有凹槽的石墨轮固定滑台板4.1固定联接在底板3的左端,电机安装弯板4.3固定联接在石墨轮固定滑台板4.1的左侧,第一步进电机4.2被联接固定在电机安装弯板4.3的左端,第一步进电机4.2的输出轴通过联轴器4.7与第一滚珠丝杠4.4联接,在第一滚珠丝杠4.4上套接有轴承座4.6,轴承座4.6固定联接在石墨轮固定滑台板4.1上中间的凹槽内,第一步进电机4.2驱动第一滚珠丝杠4.4旋转,第二导轨4.8和第一导轨4.5分别固定联接在石墨轮固定滑台板4.1的前后两侧;

石墨轮驱动装置5含有石墨轮5.1、垫圈5.2、石墨轮轴5.3、螺母5.4、唇形密封5.5、石墨轮轴承套前压盖5.6、石墨轮桶夹上盖5.7、滚动轴承5.8、石墨轮轴承套后压盖5.9、锁紧螺母5.10、石墨轮桶夹5.11、石墨轮滑台板5.12、第一滑块5.13、第一丝杠螺母5.14、石墨丝杠螺母座5.15、绝缘板5.16、石墨轮轴承套5.17、电机支板5.18、第一伺服电机5.19、石墨轮电机轴带轮5.20及皮带5.21,石墨轮5.1通过垫圈5.2和螺母5.4联接固定在石墨轮轴5.3端部,石墨轮轴5.3的中部设计为皮带轮结构,石墨轮轴5.3后端联接有四个滚动轴承5.8并用锁紧螺母5.10锁紧, 滚动轴承5.8联接在石墨轮轴承套5.17内部,石墨轮轴承套5.17被石墨轮桶夹上盖5.7和石墨轮桶夹5.11夹持固定联接在它们的内孔中并在石墨轮轴承套5.17前端固定联接石墨轮轴承套前压盖5.6,在石墨轮轴承套前压盖5.6与石墨轮轴5.3之间联接唇形密封5.5,在石墨轮轴承套5.17后端固定联接石墨轮轴承套后压盖5.9,石墨轮桶夹5.11通过绝缘板5.16联接固定在石墨轮滑台板5.12的前端,石墨轮滑台板5.12的左端固定联接电机支板5.18,电机支板5.18后方固定联接第一伺服电机5.19,第一伺服电机5.19的输出轴通过键与石墨轮电机轴带轮5.20联接,石墨轮电机轴带轮5.20与石墨轮轴5.3中部的皮带轮结构之间安装皮带5.21,石墨轮滑台板5.12的右侧面下方固定联接石墨丝杠螺母座5.15,第一丝杠螺母5.14固定联接在石墨丝杠螺母座5.15下方的孔内,第一丝杠螺母5.14与石墨轮滑板驱动装置4的第一滚珠丝杠4.4旋合,石墨轮滑台板5.12的下面两端固定联接两个第一滑块5.13,两个第一滑块5.13分别与石墨轮滑板驱动装置4的第二导轨4.8和第一导轨4.5相连;

砂轮装置6含有绝缘板6.1、砂轮支架6.2、砂轮6.3、砂轮压盖6.4、砂轮锁紧螺母6.5、砂轮锥套6.6、砂轮主轴6.7、砂轮主轴连接盘6.8及砂轮主轴支架上盖6.9,砂轮6.3套装在砂轮锥套6.6的外缘上并通过砂轮压盖6.4与砂轮锥套6.6联接,砂轮锥套6.6的内锥面与砂轮主轴6.7头部的外锥面配合联接并用砂轮锁紧螺母6.5固定,砂轮主轴6.7套装在砂轮支架6.2与砂轮主轴支架上盖6.9中间的的轴承孔中,砂轮支架6.2通过绝缘板6.1固定联接在底板3上,砂轮主轴6.7的尾部联接砂轮主轴连接盘6.8;

修锐铜环装置7含有修锐铜环7.1、修锐铜环接杆7.2、修锐铜环封条7.3及弯头7.4,修锐铜环接杆7.2固定联接在修锐铜环7.1上,修锐铜环封条7.3固定联接在修锐铜环7.1后方,弯头7.4联接在修锐铜环封条7.3上方;

立式修锐滑板装置8含有电木板8.1、修锐滑板8.2、修锐丝杠螺母座8.3、第二丝杠螺母8.4及第二滑块8.5,电木板8.1固定联接在修锐滑板8.2的前方并与修锐铜环装置7中的修锐铜环接杆7.2联接,修锐丝杠螺母座8.3固定联接在修锐滑板8.2的上端后方,第二丝杠螺母8.4联接在修锐丝杠螺母座8.3的孔内,修锐滑板8.2的后方左右两侧固定联接第二滑块8.5;

立式修锐驱动装置9含有第二滚珠丝杠9.1、丝杠轴承座9.2、联轴器9.3、电机支架9.4、第二步进电机9.5、砂轮修锐底座9.6及第三导轨9.7,砂轮修锐底座9.6固定联接在砂轮主轴支架上盖6.9上,第三导轨9.7固定联接在砂轮修锐底座9.6的左右两侧,电机支架9.4固定联接在砂轮修锐底座9.6的上端,第二步进电机9.5联接在电机支架9.4的上方并通过联轴器9.3与第二滚珠丝杠9.1联接,第二滚珠丝杠9.1的上端套装在丝杠轴承座9.2的轴承孔内,丝杠轴承座9.2固定联接在砂轮修锐底座9.6上,立式修锐滑板装置8中的第二丝杠螺母8.4与第二滚珠丝杠9.1旋合;

电主轴装置10含有电主轴连接盘10.1、电主轴10.2、电主轴支架上盖10.3及电主轴支架10.4,电主轴10.2联接在电主轴支架上盖10.3和电主轴支架10.4所形成的内孔中,电主轴支架10.4固定联接在底板3上且位于砂轮装置6的后方,电主轴10.2前端固定联接电主轴连接盘10.1,电主轴连接盘10.1与砂轮装置6的砂轮主轴连接盘6.8柔性联接;

导轮横向进给装置11含有固定滑台板11.1、气缸支架11.2、气缸11.3及第四导轨11.4,固定滑台板11.1固定联接底板3上,两条第四导轨11.4分别固定联接在固定滑台板11.1上方的前后两端凹槽内,气缸支架11.2固定联接在固定滑台板11.1的右端,气缸11.3固定联接在气缸支架11.2上;

导轮驱动装置12含有导轮12.1、导轮轴12.2、导轮支架前板12.3、电机上调整板12.4、电机侧调整板12.5、导轮支架后板12.6、第二伺服电机12.7、气缸连接板12.8、滑板12.9、微动滑板12.10、侧板调整螺钉12.11、驱动轮12.12、电机安装板12.13、上板调整螺钉12.14及第三滑块12.15,在导轮驱动装置12中,第三滑块12.15固定联接在滑板12.9下方的前后两侧并与导轮横向进给装置11中的两个第四导轨11.4相联,微动滑板12.10固定联接在滑板12.9上面,导轮支架前板12.3和导轮支架后板12.6分别固定联接在微动滑板12.10上方的前后两侧,导轮12.1套装在导轮轴12.2中间,导轮轴12.2联接在导轮支架前板12.3和导轮支架后板12.6左上方的支撑孔内,驱动轮12.12位于导轮12.1的右方且偏上2-3mm,驱动轮12.12联接在第二伺服电机12.7的输出轴上,第二伺服电机12.7通过电机安装板12.13固定联接在导轮支架后板12.6上的后方,电机上调整板12.4固定联接在导轮支架前板12.3和导轮支架后板12.6的上方,上板调整螺钉12.14旋在电机上调整板12.4的螺孔内而其头部顶在电机安装板12.13的上端,电机侧调整板12.5固定联接在导轮支架前板12.3和导轮支架后板12.6的右侧,侧板调整螺钉12.11旋在电机侧调整板12.5的螺孔内而其头部顶在电机安装板12.13的右端,第二伺服电机12.7驱动驱动轮12.12旋转,气缸连接板12.8固定联接在滑板12.9的右侧并与导轮横向进给装置11中的气缸11.3的伸出杆相连接;

支撑轮装置13含有支撑轮底座13.1、调整板13.2、支撑轮支架13.3、支撑轮13.4及支撑轮轴13.5,支撑轮底座13.1固定联接在底板3上,支撑轮支架13.3通过调整板13.2固定联接在支撑轮底座13.1的右上方,支撑轮13.4套装在支撑轮轴13.5中间,支撑轮轴13.5两端联接在支撑轮支架13.3前后两端的支撑孔内;

石墨轮修锐装置15含有刀片15.1、刀片夹板15.2、刀片滑板15.3、石墨轮修锐导轨15.4、石墨轮修锐丝杠15.5、石墨轮修锐轴承座15.6、石墨轮修锐联轴器15.7、石墨轮修锐电机支架15.8、石墨轮修锐电机15.9、石墨轮修锐座15.10、石墨轮修锐丝杠螺母15.11、石墨轮修锐螺母座15.12及石墨轮修锐滑块15.13,石墨轮修锐座15.10固定联接在砂轮修锐底座9.6的左侧,刀片15.1由刀片夹板15.2固定在刀片滑板15.3上,刀片滑板15.3右方的前后两侧固定联接两个石墨轮修锐滑块15.13,两个石墨轮修锐滑块15.13与固定联接在石墨轮修锐座15.10上前后两侧的石墨轮修锐导轨15.4相联,刀片滑板15.3的上端中间固定联接石墨轮修锐螺母座15.12,石墨轮修锐丝杠螺母15.11套装在石墨轮修锐螺母座15.12的内孔中并与石墨轮修锐丝杠15.5相联接,石墨轮修锐丝杠15.5上端套装在石墨轮修锐轴承座15.6的轴承孔内,石墨轮修锐轴承座15.6固定联接在石墨轮修锐座15.10上,石墨轮修锐丝杠15.5上端通过石墨轮修锐联轴器15.7与石墨轮修锐电机15.9的输出轴相联,石墨轮修锐电机15.9固定联接在石墨轮修锐电机支架15.8的上方。

由于采用如上所述技术方案,本实用新型产生如下积极效果:

1、本实用新型的自动磨床,成型精度高、效率高且成本低,质量稳定可靠,尺寸一致性好,具有调整、安装、维护、使用方便之特点。

2、砂轮由电主轴驱动,由于电主轴具有较高的转速,可使砂轮在磨削小滚子时具有较高的线速度,以保证小滚子的磨削效率、精度和质量。

3、修锐前修锐刀片的轮廓形状修成与成型石墨轮相反的轮廓,修锐时修锐刀片在步进电机的带动下向下移动,对高速旋转的石墨轮进行修锐。

附图说明

图1 是高精度自动磨床的主视结构示意简图。

图2是图1的俯视结构示意简图。

图3是图1的左视结构示意简图。

图4是图1的E-E剖视局部结构示意简图。

图5是图1的D-D剖视局部结构示意简图。

图6是图1的A-A剖视局部结构示意简图。

上述图中:1-床身;2-大理石台面;3-底板;4-石墨轮滑板驱动装置;4.1-石墨轮固定滑台板;4.2-第一步进电机;4.3-电机安装弯板;4.4-第一滚珠丝杠;4.5-第一导轨;4.6-轴承座;4.7-联轴器;4.8-第二导轨;5-石墨轮驱动装置;5.1-石墨轮;5.2-垫圈;5.3-石墨轮轴;5.4-螺母;5.5-唇形密封;5.6-石墨轮轴承套前压盖;5.7-石墨轮桶夹上盖;5.8-滚动轴承;5.9-石墨轮轴承套后压盖;5.10-锁紧螺母;5.11-石墨轮桶夹;5.12-石墨轮滑台板;5.13-第一滑块;5.14-第一丝杠螺母;5.15-石墨丝杠螺母座;5.16-绝缘板;5.17-石墨轮轴承套;5.18-电机支板;5.19-第一伺服电机;5.20-石墨轮电机轴带轮;5.21-皮带;6-砂轮装置;6.1-绝缘板;6.2-砂轮支架;6.3-砂轮;6.4-砂轮压盖;6.5-砂轮锁紧螺母;6.6-砂轮锥套;6.7-砂轮主轴;6.8-砂轮主轴连接盘;6.9-砂轮主轴支架上盖;7-修锐铜环装置;7.1-修锐铜环;7.2-修锐铜环接杆;7.3-修锐铜环封条;7.4-弯头;8-立式修锐滑板装置;8.1-电木板;8.2-修锐滑板;8.3-修锐丝杠螺母座;8.4-第二丝杠螺母;8.5-第二滑块;9-立式修锐驱动装置;9.1-第二滚珠丝杠;9.2-丝杠轴承座;9.3-联轴器;9.4-电机支架;9.5-第二步进电机;9.6-砂轮修锐底座;9.7-第三导轨;10-电主轴装置;10.1-电主轴连接盘;10.2-电主轴;10.3-电主轴支架上盖;10.4-电主轴支架;11-导轮横向进给装置;11.1-固定滑台板;11.2-气缸支架;11.3-气缸;11.4-第四导轨;12-导轮驱动装置;12.1-导轮;12.2-导轮轴;12.3-导轮支架前板;12.4-电机上调整板;12.5-电机侧调整板;12.6-导轮支架后板;12.7-第二伺服电机;12.8-气缸连接板;12.9-滑板;12.10-微动滑板;12.11-侧板调整螺钉;12.12-驱动轮;12.13-电机安装板;12.14-上板调整螺钉;12.15-第三滑块;13-支撑轮装置;13.1-支撑轮底座;13.2-调整板;13.3-支撑轮支架;13.4-支撑轮;13.5-支撑轮轴;14-小滚子;15-石墨轮修锐装置;15.1-刀片;15.2-刀片夹板;15.3-刀片滑板;15.4-石墨轮修锐导轨;15.5-石墨轮修锐丝杠;15.6-石墨轮修锐轴承座;15.7-石墨轮修锐联轴器;15.8-石墨轮修锐电机支架;15.9-石墨轮修锐电机;15.10-石墨轮修锐座;15.11-石墨轮修锐丝杠螺母;15.12-石墨轮修锐螺母座;15.13-石墨轮修锐滑块;16-角板。

具体实施方式

本实用新型是一种磨削小滚子的高精度自动磨床。高精度自动磨床在磨削加工小滚子的同时还可以在线修正砂轮,或是在线电解修锐砂轮,提高了小滚子的磨削成型精度且磨削效率得到极大提高,磨削成本低,具有调整、安装、维护、使用方便之特点。

结合图1-6,本实用新型的高精度自动磨床包括床身1、大理石台面2、底板3、石墨轮滑板驱动装置4、石墨轮驱动装置5、砂轮装置6、修锐铜环装置7、立式修锐滑板装置8、立式修锐驱动装置9、电主轴装置10、导轮横向进给装置11、导轮驱动装置12、支撑轮装置13、小滚子14、石墨轮修锐装置15、角板16。

石墨轮滑板驱动装置4中含有石墨轮固定滑台板4.1、第一步进电机4.2、电机安装弯板4.3、第一滚珠丝杠4.4、第一导轨4.5、轴承座4.6、联轴器4.7、第二导轨4.8。

石墨轮驱动装置5中含有石墨轮5.1、垫圈5.2、石墨轮轴5.3、螺母5.4、唇形密封5.5、石墨轮轴承套前压盖5.6、石墨轮桶夹上盖5.7、滚动轴承5.8、石墨轮轴承套后压盖5.9、锁紧螺母5.10、石墨轮桶夹5.11、石墨轮滑台板5.12、第一滑块5.13、第一丝杠螺母5.14、石墨丝杠螺母座5.15、绝缘板5.16、石墨轮轴承套5.17、电机支板5.18、第一伺服电机5.19、石墨轮电机轴带轮5.20、皮带5.21,通过第一伺服电机5.19→石墨轮电机轴带轮5.20→皮带5.21→石墨轮轴5.3转动使石墨轮5.1旋转,第一步进电机4.2→第一滚珠丝杠4.4旋转→第一丝杠螺母5.14使石墨轮滑台板5.12左右移动。

砂轮装置6中含有绝缘板6.1、砂轮支架6.2、砂轮6.3、砂轮压盖6.4、砂轮锁紧螺母6.5、砂轮锥套6.6、砂轮主轴6.7、砂轮主轴连接盘6.8、砂轮主轴支架上盖6.9,调整砂轮6.3的位置可以保证砂轮6.3中心与左边石墨轮5.1中心同高以及两轮的前表面平齐。

修锐铜环装置7中含有修锐铜环7.1、修锐铜环接杆7.2、修锐铜环封条7.3、弯头7.4,电解液由弯头7.4注入修锐铜环封条7.3的内腔再流入修锐铜环7.1的内腔并从修锐铜环7.1的内环面上的喷口喷出。

立式修锐滑板装置8中含有电木板8.1、修锐滑板8.2、修锐丝杠螺母座8.3、第二丝杠螺母8.4、第二滑块8.5。

立式修锐驱动装置9中含有第二滚珠丝杠9.1、丝杠轴承座9.2、联轴器9.3、电机支架9.4、第二步进电机9.5、砂轮修锐底座9.6、第三导轨9.7,第二步进电机9.5→第二滚珠丝杠9.1旋转→第二丝杠螺母8.4→修锐丝杠螺母座8.3→修锐滑板8.2→电木板8.1→修锐铜环接杆7.2使修锐铜环7.1上下移动,以调节修锐铜环7.1与砂轮6.3之间的间隙来满足电解在线修锐的间隙条件。

电主轴装置10中含有电主轴连接盘10.1、电主轴10.2、电主轴支架上盖10.3、电主轴支架10.4,电主轴10.2→砂轮主轴6.7使砂轮6.3旋转。

导轮横向进给装置11中含有固定滑台板11.1、气缸支架11.2、气缸11.3、第四导轨11.4。

导轮驱动装置12中含有导轮12.1、导轮轴12.2、导轮支架前板12.3、电机上调整板12.4、电机侧调整板12.5、导轮支架后板12.6、第二伺服电机12.7、气缸连接板12.8、滑板12.9、微动滑板12.10、侧板调整螺钉12.11、驱动轮12.12、电机安装板12.13、上板调整螺钉12.14、第三滑块12.15,通过旋转上板调整螺钉12.14可微调电机安装板12.13的上下位置,通过旋转侧板调整螺钉12.11可微调电机安装板12.13的左右位置,由于驱动轮12.12与导轮12.1相切,因此驱动轮12.12通过摩擦力带动导轮12.1转动,气缸11.3伸出杆的伸出和缩进带动导轮12.1左右移动。

支撑轮装置13中含有支撑轮底座13.1、调整板13.2、支撑轮支架13.3、支撑轮13.4、支撑轮轴13.5。

石墨轮修锐装置15中含有刀片15.1、刀片夹板15.2、刀片滑板15.3、石墨轮修锐导轨15.4、石墨轮修锐丝杠15.5、石墨轮修锐轴承座15.6、石墨轮修锐联轴器15.7、石墨轮修锐电机支架15.8、石墨轮修锐电机15.9、石墨轮修锐座15.10、石墨轮修锐丝杠螺母15.11、石墨轮修锐螺母座15.12及石墨轮修锐滑块15.13,石墨轮修锐电机15.9→石墨轮修锐丝杠15.5→石墨轮修锐丝杠螺母15.11→刀片滑板15.3带动刀片15.1上下移动。

本实用新型高精度自动磨床的结构联接参见所述技术方案,不另赘述。

加工时小滚子放置在砂轮和导轮之间的垂直方向支撑的支撑轮上,小滚子不用顶针定心和支撑并以被磨削的外圆本身作为定位基准。砂轮和导轮同向转动,导轮圆周速度很低,为20-30m/min,磨削砂轮的圆周速度为导轮的60-80 倍。小滚子在砂轮、导轮之间的摩擦力作用下被动旋转,小滚子和磨削砂轮的接触区域存在较大的线速度差从而实现其材料的磨削去除。

修整前先将石墨轮修成与成型砂轮相反的轮廓,将砂轮接成正极而将石墨轮接成负极,修整时砂轮与石墨轮相对转动,向砂轮与石墨轮间喷入水溶型乳化液,通过调整电压及脉宽在砂轮和石墨轮之间产生脉冲火花放电,对砂轮上的金属结合剂进行电蚀,使新的磨粒露出金属结合剂表面并形成一定的突出高度,即可达到整型之目的,这种方式成型精度高、效率高且成本低,修整后的砂轮具有良好的磨削性能,提高了小滚子的磨削精度和质量。

修锐前先将由修锐铜环电极的内环面修成与成型砂轮相反的轮廓,将砂轮接成正极而将修锐铜环电极接成负极,修锐时砂轮转动,向砂轮与修锐铜环间注入电解液并在接通电源情况下发生电解反应,预修锐开始时砂轮中的金属结合剂材料由于电解而脱离砂轮,同时含铁氧化物被堆积在砂轮表面并形成具有绝缘性质的氧化物薄膜层,氧化物薄膜层使得作用在结合上的电解电流逐渐降低,电解作用减弱可以避免金属结合剂材料的过量流失。当进行磨削加工时砂轮表面磨粒再次被磨损,与此同时氧化物薄膜层也逐渐被去除,氧化层薄膜层的去除又引起电解电流增加,电解修锐重新开始,重复上述过程使砂轮又获得磨粒高度。周而复始就能实现稳定的高效率磨削加工。

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