导轨中滚道的超精加工方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及导轨加工技术领域，尤其涉及一种导轨中滚道的超精加工方法。
【背景技术】
[0002]目前，直线滚动导轨副主要由导轨、滑块、钢球三者组合装配而成的。目前直线滚动导轨的加工工艺大致是材料经热处理后，导轨在平面磨床进行上、下平面的粗、精磨削后。再将导轨装到高精度导轨磨床上对导轨滚道的粗、精密磨削直至完成。
[0003]通常滚道是采用成型磨削而成(如图1所示)，其砂轮一般大部分采用金刚滚轮成型修整，也有采用蝶形金刚滚轮数控插补修整而成，这种磨削方式具有以下缺点:1、由于采用成型磨削工艺，其滚道的圆弧轮廓度受限于砂轮轮廓精度，砂轮轮廓变形后则会导致滚道的轮廓变形，而在磨削时间过久后，砂轮轮廓都会逐渐变形，因此都不是很理想；2、砂轮表面是凹凸不平的砂型表面，砂轮转动的方向与导轨移动的方向平行，因此使滚道表面总是存在一些不规整的波纹(如图2、3所示)；3、砂轮的外周是圆弧形表面，导轨是直线型表面，砂轮与导轨表面是线接触，因此震动或砂轮的动平衡等跳动原因，会产生磨削震纹，并会影响加工质量。
[0004]而导轨的滚道与钢球相接触，而钢球的精度相对滚道来讲要高的多。通常导轨副装配是有一定的过盈量，由于导轨的滚道圆弧轮廓精度偏低，往往装配在一起时都是波峰先与钢球接触，造成与钢球接触的圆弧线上受力是不均匀的，这种不均匀现象极易造成应力集中而提前失效。同时由于滚道轮廓精度也会
[0005]就会造成在使用过程中噪声大、局部应力造成严重磨损，往往导致运动精度不高，使用寿命低，因此，受加工技术的影响，目前的导轨精度很难再提高一个层次。
【发明内容】
[0006]本发明要解决上述现有技术存在的问题，提供一种导轨中滚道的超精加工方法，提高滚道的加工精度，加工效率高。
[0007]本发明解决其技术问题采用的技术方案:这种导轨中滚道的超精加工方法，其加工步骤如下:
[0008]一、将待加工的导轨固定；
[0009]二、将一定宽度的磨削带压在滚道内并与滚道表面接触中，磨削带在滚道中匀速移动，移动的同时并作往复拉动磨削带，使磨削带打磨的方向与磨削带移动的方向垂直；
[0010]三、步骤二中磨削带的外廓形状与滚道轮廓形状相同并紧密贴合；
[0011]四、步骤二中将磨削带与滚道之间保持弹性接触；
[0012]五、步骤三中磨削带与滚道的中间区域接触，接触面积为80%?90%。
[0013]步骤一中待加工的导轨固定在工作台上，工作台上安装有一组间隔分布的强力永磁吸盘，工作台的左右两端分别固定有与导轨规格尺寸相同的导向块，左右两导向块之间留有正好固定导轨的间隙。
[0014]步骤二中的磨削带通过超精机压在滚道中，工作台上安装有横向导轨及安装在横向导轨上的横向滑动座，超精机安装于横向滑动座上，工作台固定于床身上，床身上安装有横向拉动横向滑动座的同步带及电机。
[0015]其中超精机包括底座，底座上安装有主动轴，主动轴的两端安装有轴承，轴承通过紧固套安装在固定座上，主动轴的一端连接有摆臂，摆臂的外端通过连杆连接于转盘的偏心位置上，转盘安装在驱动电机上；底座上安装有向外延伸的安装座，安装座内端设有一对连接板，连接板开有套在紧固套上的固定孔，安装座的外端安装有活动座，活动座滑动安装在安装座上，活动座与安装座之间安装有弹簧，安装座上安装有卡住活动座的卡扣，活动座的外端设有从动轴安装部，从动轴安装部呈楔形结构并在其外端开有弧形凹槽，弧形凹槽内安装有从动轴，活动座的左右两侧分别固定有防止从动轴滑出的挡板，主动轴和从动轴之间套有磨削带，主动轴上开有卡槽，卡槽内固定连接有卡住磨削带的卡块，卡块通过螺丝连接于卡槽中。首先，该结构可以将磨削带紧贴在滚道并与滚道面接触，而且接触面积大，磨削带可以选取90-100mm宽度，因此可以完全避免机器震动带来的影响，保证磨削带与滚道之间充分接触打磨；其次，磨削带对滚道打磨的方向与磨削带移动方向垂直，这种打磨方式可以大幅度减少滚道中波纹的产生。其中磨削带可以采用砂带或普通的布带，砂带采用3000目以上，或者采用布料，在滚道中涂上研磨剂，这种磨光方式比砂轮磨光的精度高很多，因此这种加工方法极大的提高了滚道的圆弧轮廓精度以及对滚道的磨削震纹有很好的修正作用，对导轨中的滚道精度提高一个层次，并增长导轨的使用寿命以及降低了导轨的工作时的噪声。使得导轨副的质量品质得到本质上的提升。该结构对滚道的打磨通过弹性接触，活动座以滑动和弹性配合的方式安装在安装座上，保证活动座上的从动轴将磨削带以一定的压力紧压在滚道中，也避免机器震动带来的影响。
[0016]为了进一步完善，横向导轨包括安装在机身上表面的第一横向导轨和安装在机身侧边的第二横向导轨，滑动座呈L型同时滑动安装在第一横向导轨和第二横向导轨上。其中该设备震动而导致从动轴跳动主要在于横向导轨上，因此该结构减小跳动的幅度，将横向导轨的安装方向设置垂直方向，这样可以减小横向导轨带来的跳动。
[0017]进一步完善，摆动电机包括壳体、安装在壳体内的定子、与定子配合的转子和位于定子中间的主轴，转子固定在主轴外壁上，主轴的前后端安装有轴承座，壳体的前后端分别安装有前压盖和后压盖，主轴的后端螺纹连接紧固套，紧固套顶压在轴承座上，主轴上设有限位轴承的后限位槽；固定座的上下面的精抛光加工装置分别连接在主轴的前后端。
[0018]进一步完善，主动轴的外径由两端至中间逐渐变大，主动轴的外壁呈弧形凸起的形状。这样增强主动轴对磨削带的固定，避免磨削带往主动轴的外端滑动。
[0019]进一步完善，活动座的左右两侧分别固定有把手。这样可以抓住把手，便于拉动活动座。
[0020]本发明有益的效果是:本发明对导轨中的滚道以全新的方式加工，通过磨削带与其面接触，保证磨削带与滚道紧密接触，该结构是通过从动轴与滚道轮廓保持一致，而从动轴不受磨损，因此也不会变形，可以一直与滚道轮廓保持一致，提高滚道圆弧的轮廓精度；并且磨削带打磨的方向与磨削带移动方向垂直，磨削带对滚道超精加工，有效提高了滚道轮廓精度，有效的降低表面粗糙度值；同时磨削带与滚道之间为面接触，接触面积大，与滚道接触的长度也长，因此只需进行一次通过式的超精即可，对磨削震纹的消除。该设备整体结构设计合理，使用方便，操作容易，有效的提高了导轨精度。
【附图说明】
[0021]图1为现有技术中滚道采用砂轮磨削的结构示意图；
[0022]图2为图1中A部分的放大示意图；
[0023]图3为采用砂轮磨削后滚道的表面结构图；
[0024]图4为本发明侧面的结构示意图；
[0025]图5为图4右侧的结构示意图；
[0026]图6为图4中工作台的结构示意图；
[0027]图7为本发明中超精抛光加工装置的安装示意图；
[0028]图8为本发明正面的结构示意图；
[0029]图9为本发明的俯视图；
[0030]图10为本发明中超精抛光加工装置的结构示意图；
[0031]图11为图10中安装座和活动座的结构示意图；
[0032]图12为图11中活动座的结构示意图；
[0033]图13为本发明中主动轴的安装示意图；
[0034]图14为本发明中主动轴的局部剖视图；
[0035]图15为本发明中安装座的局部剖视图；
[0036]图16为本发明中安装座和活动座的侧视图；
[0037]图17为图16中活动座的结构示意图。
[0038]附图标记说明:机身1，工作台2，固定座2-1，横向导轨3，第一横向导轨3-1，第二横向导轨3-2，滑动座3-3，底座4，主动轴5，卡槽5-1，卡块5_2，螺丝5_3，轴承6，紧固套7，固定孔7-1，摆臂8，连杆9，转盘10，摆动电机11，壳体11-1，定子11_2，转子11_3，主轴11-4，轴承座11-5，前压盖11-6，后压盖11-7，紧固套11_8，后限位槽11_9，安装座12，连接板12-1，活动座13，从动轴安装部13-1，弧形凹槽13-2，把手13_3，弹簧14，卡扣15，从动轴16，挡板17，磨削带18，磁吸盘19，导向块20，同步带21，滑动电机22。