一种球面滚子轴承内圈滚道磨床装置及其方法
【专利摘要】本发明公开了一种球面滚子轴承内圈滚道磨床装置及其方法。它包括床身、工件进给机构、修整补偿机构、砂轮、砂轮轴。工作时，磨床启动，修整补偿机构砂轮进行修整补偿，工件进给机构负责工件进给和上下料，由砂轮对工件进行磨削。本发明涉及调心滚子轴承加工较难的内圈外滚道加工问题，实现了砂轮的定期修整，从而保证了工件加工面的质量，同时进行一次定位装夹，同时磨削双沟，提高球面滚子轴承磨床的磨削精度和稳定性，且内圈滚道圆度可控可调，回转角度可变、灵活等方面都有了较大的提高，大大节省了客户的成本。
【专利说明】一种球面滚子轴承内圈滚道磨床装置及其方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种精密数控磨床的控制装置，尤其是涉及一种球面滚子轴承内圈滚道磨床装置及其方法。
技术背景
[0002]机床被喻为装备制造业的工作母机，而数控机床是实现制造业现代化的关键设备，其拥有量及技术水平则是衡量一个国家综合实力的重要标志之一。当今世界，工业发达国家对机床工业高度重视，竞相发展机电一体化、高精、高效、高自动化的先进机床，以加速工业和国民经济的发展。数控机床是装备制造业的基础，振兴装备制造业首先要振兴数控机床业，一个国家数控机床业的发展水平直接关系到国家经济建设和国防安全。“十一五”时期数控机床产业的发展目标及重点已基本确定，未来五年的突破重点是:大型、精密、高速数控装备和数控系统及功能部件的改进，改变目前大型、高精度数控机床大部分依赖进口的现状。
[0003]由于矿山及重型机械发展较快，需要一种承受径向负荷，也能承受一定量的轴向负荷，并对同轴度要求不高的轴承，即调心滚子轴承(三类轴承)。该轴承加工较难的是内圈外滚道，因为此滚道要求一滚道对另一滚道的径向跳动要一致，两滚道之间的各滚道平均直径之差要小，滚道表面线对基准端同的倾斜度的变动量要小，内圈厚度变动量要小，内圈滚道位置、中档边位置精度高。目前国内机床厂家还没生产该型号的机床，而轴承生产厂家只能对老机床作改造。这些机床一般都采用各个滚道分别磨削的工艺，生产率低，磨削加工精度不高，为满足轴承行业的需求，我们研制开发了一种全自动球面滚子轴承内圈滚道磨床一次定位同时磨削双沟的装置。
【发明内容】
[0004]针对现有技术的不足，本发明的目的是提供一种球面滚子轴承内圈滚道磨床装置及其方法。
[0005]球面滚子轴承内圈滚道磨床装置包括床身、工件进给机构、修整补偿机构、砂轮、砂轮轴，所述的工件进给机构包括工件下拖板、第一滚珠丝杠、第一丝杠轴承、第一联轴器、第一伺服电机、工件上拖板、滑板、油缸、第一内六角螺钉、下料道、上下料机构、上料道、分料架、机械手、挡料块、工件、第Λ内六角螺钉、第九内六角螺钉、第一导轨、工件轴、电机，所述的修整补偿机构包括第二内六角螺钉、第四伺服电机、轴承、弓形支架、弓形修整器、第三导轨、第三内六角螺钉、第四内六角螺钉、第三伺服电机、修整拖板、修整支架、第五内六角螺钉、修整进给上拖板、第二滚珠丝杠、第二丝杠轴承、第二伺服电机、第二联轴器、修整进给下拖板、第二导轨、第六内六角螺钉、第七内六角螺钉；
所述的床身、工件下拖板通过第八内六角螺钉固定连接，工件下拖板、第一导轨、工件上拖板通过第九内六角螺钉固定连接，第一滚珠丝杠、第一丝杠轴承、第一联轴器、第一伺服电机与工件下拖板装配在一起，滑板通过自身的燕尾与工件上拖板安装在一起，油缸、下料道、上下料机构、上料道、分料架、机械手、挡料块、工件轴、电机是一个整体部件，该整体部件通过第一内六角螺钉与滑板固定连接在一起，工件安装在机械手上，砂轮与砂轮轴装配；
修整进给下拖板和床身通过第七内六角螺钉固定连接在一起，修整进给下拖板、第二导轨、修整进给上拖板、通过第六内六角螺钉固定连接在一起，第二滚珠丝杠、第二丝杠轴承、第二伺服电机、第二联轴器与修整进给下拖板装配在一起，修整进给上拖板与修整支架通过第五内六角螺钉固定连接在一起，修整支架与修整拖板通过第四内六角螺钉固定连接在一起，修整拖板、第三导轨、弓形支架通过第三内六角螺钉固定连接在一起，弓形支架、弓形修整器、轴承、第四伺服电机通过第二内六角螺钉固定连接在一起。
[0006]球面滚子轴承内圈滚道磨床装置的磨削方法包括如下步骤:
1)磨床准备完成并启动，磨床识别各部件是否启动，识别砂轮是否正常，若有部件未正常启动，则报警非正常部件代码故障；
2)补偿修整:以磨床上下方向为Y轴，左右方向为X轴，前后方向为Z轴，
伺服电机控制弓形支架沿Z轴移动修整起点位置，第四伺服电机控制Y轴旋转到砂轮圆弧第一个修整起点位置，第二伺服电机开始旋转，带动修整进给上拖板移动到修整起点位置，与第四伺服电机共同完成第一个圆弧滚道的修整，修整结束后第二伺服电机旋转带动修整进给上拖板后退到设定位置，第三伺服电机旋转带动弓形支架沿Z轴移动到第二个圆弧滚道的修整起点位置，第四伺服电机控制Y轴旋转到砂轮第二个圆弧修整起点位置，第二伺服电机旋转带动修整进给上拖板前进到第二个修整起点位置后与第四伺服电机共同完成第二个圆弧滚道的修整，修整结束后第二伺服电机开始旋转带动修整进给上拖板后退到原始起点位置，砂轮圆弧修整工作结束。
[0007]3)如果此时有待加工工件，则工件磨削进给开始，工件被磁性吸盘定位并旋转，第一伺服电机控制工件进给机构的进给，砂轮对工件进行磨削，磨削进给结束后，工件进给机构退回到起点位置，上下料机构下料，运行单拍结束，进行下一循环。
[0008]本发明的有益效果是，实现了砂轮的定期修整，从而保证了工件加工面的质量，同时进行一次定位装夹，同时磨削双沟，提高球面滚子轴承磨床的磨削精度和稳定性，且内圈滚道圆度可控可调，回转角度可变、灵活等方面都有了较大的提高，大大节省了客户的成本。
【专利附图】
【附图说明】
[0009]图1是球面滚子轴承内圈滚道磨床的结构示意图；
图2是球面滚子轴承内圈滚道磨床的左视图；
图中，床身1、工件下拖板2、第一滚珠丝杠3、第一丝杠轴承4、第一联轴器5、第一伺服电机6、工件上拖板7、滑板8、油缸9、第一内六角螺钉10、下料道11、上下料机构12、上料道13、分料架14、机械手15、挡料块16、工件17、砂轮18、第二内六角螺钉19、第四伺服电机20、轴承21、弓形支架22、弓形修整器23、第三导轨24、第三内六角螺钉25、第四内六角螺钉26、第三伺服电机27、修整拖板28、修整支架29、第五内六角螺钉30、修整进给上拖板31、第二滚珠丝杠32、第二丝杠轴承33、第二伺服电机34、第二联轴器35、修整进给下拖板36、第二导轨37、第六内六角螺钉38、第七内六角螺钉39、砂轮轴40、第八内六角螺钉41、第 九内六角螺钉42、第一导轨43、工件轴44、电机45。
【具体实施方式】
[0010]下面结合附图详细本发明的实施方式:
如图1和图2所示，球面滚子轴承内圈滚道磨床装置包括床身1、工件进给机构、修整补偿机构、砂轮18、砂轮轴40，所述的工件进给机构包括工件下拖板2、第一滚珠丝杠3、第一丝杠轴承4、第一联轴器5、第一伺服电机6、工件上拖板7、滑板8、油缸9、第一内六角螺钉10、下料道11、上下料机构12、上料道13、分料架14、机械手15、挡料块16、工件17、第八内六角螺钉41、第九内六角螺钉42、第一导轨43、工件轴44、电机45，所述的修整补偿机构包括第二内六角螺钉19、第四伺服电机20、轴承21、弓形支架22、弓形修整器23、第三导轨24、第三内六角螺钉25、第四内六角螺钉26、第三伺服电机27、修整拖板28、修整支架29、第五内六角螺钉30、修整进给上拖板31、第二滚珠丝杠32、第二丝杠轴承33、第二伺服电机34、第二联轴器35、修整进给下拖板36、第二导轨37、第六内六角螺钉38、第七内六角螺钉39 ；
所述的床身1、工件下拖板2通过第八内六角螺钉41固定连接，工件下拖板2、第一导轨43、工件上拖板7通过第九内六角螺钉42固定连接，第一滚珠丝杠3、第一丝杠轴承4、第一联轴器5、第一伺服电机6与工件下拖板2装配在一起，滑板8通过自身的燕尾与工件上拖板7安装在一起，油缸9、下料道11、上下料机构12、上料道13、分料架14、机械手15、挡料块16、工件轴44、电机45是一个整体部件，该整体部件通过第一内六角螺钉10与滑板8固定连接在一起，工件17安装在机械手15上，砂轮18与砂轮轴40装配；
修整进给下拖板36和床身I通过第七内六角螺钉39固定连接在一起，修整进给下拖板36、第二导轨37、修整进给上拖板31、通过第六内六角螺钉38固定连接在一起，第二滚珠丝杠32、第二丝杠轴承33、第二伺服电机34、第二联轴器35与修整进给下拖板36装配在一起，修整进给上拖板31与修整支架29通过第五内六角螺钉30固定连接在一起，修整支架29与修整拖板28通过第四内六角螺钉26固定连接在一起，修整拖板28、第三导轨24、弓形支架22通过第三内六角螺钉25固定连接在一起，弓形支架22、弓形修整器23、轴承21、第四伺服电机20通过第二内六角螺钉19固定连接在一起。
[0011]球面滚子轴承内圈滚道磨床装置的磨削方法包括如下步骤:
1)磨床准备完成并启动，磨床识别各部件是否启动，识别砂轮14是否正常，若有部件未正常启动，则报警非正常部件代码故障；
2)补偿修整:以磨床上下方向为Y轴，左右方向为X轴，前后方向为Z轴，
伺服电机27控制弓形支架22沿Z轴移动修整起点位置，第四伺服电机20控制Y轴旋转到砂轮圆弧第一个修整起点位置，第二伺服电机34开始旋转，带动修整进给上拖板31移动到修整起点位置，与第四伺服电机20共同完成第一个圆弧滚道的修整，修整结束后第二伺服电机34旋转带动修整进给上拖板31后退到设定位置，第三伺服电机27旋转带动弓形支架22沿Z轴移动到第二个圆弧滚道的修整起点位置，第四伺服电机20控制Y轴旋转到砂轮第二个圆弧修整起点位置，第二伺服电机34旋转带动修整进给上拖板31前进到第二个修整起点位置后与第四伺服电机20共同完成第二个圆弧滚道的修整，修整结束后第二伺服电机34开始旋转带动修整进给上拖板31后退到原始起点位置，砂轮圆弧修整工作结束。
[0012]3)如果此时有待加工工件，则工件磨削进给开始，工件17被磁性吸盘定位并旋转，第一伺服电机6控制工件进给机构的进给，砂轮18对工件进行磨削，磨削进给结束后，工件进给机构退回到起点位置，上下料机构12下料，运行单拍结束，进行下一循环。
[0013]采用工件在磨削时工件的装夹采用一次定位同时同节拍，同一加工基准面的定位方式，同时磨削两个工作面滚道，磨削后的两滚道能保证两滚道在同一直径方向上有相同的直径尺寸。产品的尺寸统一性好，尺寸精度高。相比于老式设备加工方式的单沟多基面的加工方式有明显不同，在轴承内圈滚道磨床上可实现一次定位同时磨削双沟，采用一次定位，同时磨削制作的磨床区别于其他普通磨床的主要因素是具有独特的同时双沟磨削，而这个同时双沟磨削的实现，在于伺服修整插补，因此，本项目实施的关键环节就是采用双沟跳进修整的修整方式；采用四个伺服电机分别控制工件进给、修整补偿、圆弧修整器及横修的技术发展该产品。
【权利要求】
1.一种球面滚子轴承内圈滚道磨床装置，其特征在于包括床身(I)、工件进给机构、修整补偿机构、砂轮(18)、砂轮轴(40)，所述的工件进给机构包括工件下拖板(2)、第一滚珠丝杠(3)、第一丝杠轴承(4)、第一联轴器(5)、第一伺服电机(6)、工件上拖板(7)、滑板(8)、油缸(9)、第一内六角螺钉(10)、下料道(11)、上下料机构(12)、上料道(13)、分料架(14)、机械手(15)、挡料块(16)、工件(17)、第八内六角螺钉(41)、第九内六角螺钉(42)、第一导轨(43)、工件轴(44)、电机(45)，所述的修整补偿机构包括第二内六角螺钉(19)、第四伺服电机(20)、轴承(21)、弓形支架(22)、弓形修整器(23)、第三导轨(24)、第三内六角螺钉(25 )、第四内六角螺钉(26 )、第三伺服电机(27 )、修整拖板(28 )、修整支架(29 )、第五内六角螺钉(30)、修整进给上拖板(31)、第二滚珠丝杠(32)、第二丝杠轴承(33)、第二伺服电机(34)、第二联轴器(35)、修整进给下拖板(36)、第二导轨(37)、第六内六角螺钉(38)、第七内六角螺钉(39); 所述的床身(I)、工件下拖板(2)通过第八内六角螺钉(41)固定连接，工件下拖板(2)、第一导轨(43)、工件上拖板(7)通过第九内六角螺钉(42)固定连接，第一滚珠丝杠(3)、第一丝杠轴承(4)、第一联轴器(5)、第一伺服电机(6)与工件下拖板(2)装配在一起，滑板(8)通过自身的燕尾与工件上拖板(7)安装在一起，油缸(9)、下料道(11)、上下料机构(12)、上料道(13 )、分料架(14 )、机械手(15)、挡料块(16 )、工件轴(44 )、电机(45 )是一个整体部件，该整体部件通过第一内六角螺钉(10)与滑板(8)固定连接在一起，工件(17)安装在机械手(15)上，砂轮(18) 与砂轮轴(40)装配； 修整进给下拖板(36 )和床身(I)通过第七内六角螺钉(39 )固定连接在一起，修整进给下拖板(36)、第二导轨(37)、修整进给上拖板(31)、通过第六内六角螺钉(38)固定连接在一起，第二滚珠丝杠(32)、第二丝杠轴承(33)、第二伺服电机(34)、第二联轴器(35)与修整进给下拖板(36)装配在一起，修整进给上拖板(31)与修整支架(29)通过第五内六角螺钉(30 )固定连接在一起，修整支架(29 )与修整拖板(28 )通过第四内六角螺钉(26 )固定连接在一起，修整拖板(28)、第三导轨(24)、弓形支架(22)通过第三内六角螺钉(25)固定连接在一起，弓形支架(22)、弓形修整器(23)、轴承(21)、第四伺服电机(20)通过第二内六角螺钉(19)固定连接在一起。
2.一种实施如权利要求1所述的球面滚子轴承内圈滚道磨床装置的磨削方法，其特征在于包括如下步骤: 1)磨床准备完成并启动，磨床识别各部件是否启动，识别砂轮(14)是否正常，若有部件未正常启动，则报警非正常部件代码故障； 2)补偿修整:以磨床上下方向为Y轴，左右方向为X轴，前后方向为Z轴， 伺服电机(27)控制弓形支架(22)沿Z轴移动修整起点位置，第四伺服电机(20)控制Y轴旋转到砂轮圆弧第一个修整起点位置，第二伺服电机(34)开始旋转，带动修整进给上拖板(31)移动到修整起点位置，与第四伺服电机(20)共同完成第一个圆弧滚道的修整，修整结束后第二伺服电机(34)旋转带动修整进给上拖板(31)后退到设定位置，第三伺服电机(27)旋转带动弓形支架(22)沿Z轴移动到第二个圆弧滚道的修整起点位置，第四伺服电机(20)控制Y轴旋转到砂轮第二个圆弧修整起点位置，第二伺服电机(34)旋转带动修整进给上拖板(31)前进到第二个修整起点位置后与第四伺服电机(20)共同完成第二个圆弧滚道的修整，修整结束后第二伺服电机(34)开始旋转带动修整进给上拖板(31)后退到原始起点位置，砂轮圆弧修整工作结束； 3)如果此时有待加工工件，则工件磨削进给开始，工件(17)被磁性吸盘定位并旋转，第一伺服电机(6)控制工件进给机构的进给，砂轮(18)对工件进行磨削，磨削进给结束后，工件进给机构退回到 起点位置，上下料机构(12)下料，运行单拍结束，进行下一循环。
【文档编号】B24B19/06GK103962914SQ201410159745
【公开日】2014年8月6日 申请日期:2014年4月21日 优先权日:2014年4月21日
【发明者】刘春芳, 肖峰 申请人:浙江石轴数控设备有限公司