專利名稱：切入式滾子全能超精裝置及工作方法
切入式滾子全能超精裝置及工作方法技術領域，本發明涉及一種軸承加工技術，尤其是切入式滾子全能超精裝置及工作方法。技術背景，目前國內軸承圓柱圓錐滾子超精加工機床主要以貫穿式加工方法為主，此方法適用于大批量生產，需要制作較昂貴的超精導輥，而對于小批量滾子的超精加工，此方法顯然是成本太高，嚴重制約了滾子超精加工的生產，而對于球面滾子超精加工設備，國內基本是空白，需要進口國外設備，而且國外設備的滾子超精加工適應范圍比較窄， 不能在同一設備既可以超精加工圓柱圓錐又可以超精加工不同半徑球面滾子，需要分別購置圓柱圓錐滾子超精機和球面滾子超精機，這同樣提高了單件小量多品種滾子的超精加工成本，對滾子的超精加工形成一種制約，鑒于以上原因，切入式滾子全能超精方法及裝備， 為以上問題的解決提供了方法和裝備，會大大降低單件小批量多品種滾子的超精加工成本，它只要簡單更換一下簡易工裝就可以適用于圓柱圓錐及球面滾子的外徑超精加工，一臺設備基本上能夠滿足所有滾子外徑超精加工的需要，大大降低了設備投資。

發明內容
本發明的目的是提供一種小批量軸承圓柱圓錐及球面滾子外徑超精加工的切入式滾子全能超精裝置及工作方法，它克服了其它同類技術存在的不足，本發明的目的是這樣實現的，它是在更換不同工裝的情況下，使得圓柱圓錐及球面滾子的外徑超精能在同一臺機床上進行，它是由拖板滑塊直線導軌、絲杠、拖板、大往復擺動板、驅動齒輪、 從動齒環、震蕩滑塊直線導軌、偏心輪、油石夾機構、小軸、油石夾板、壓縮彈簧、油石、滾子、 往復伺服電機、旋轉軸、床身部分、旋轉伺服電機、震蕩驅動電機、內滾子支承輥機構、外滾子支承輥機構及其它附屬設施組成，拖板滑塊直線導軌用螺釘把在床身部分上，拖板通過螺釘與拖板滑塊直線導軌的滑塊連接，往復伺服電機通過螺釘固定在床身部分上，往復伺服電機通過聯軸器與絲杠連接，絲杠通過絲杠螺母座用螺釘與拖板連接，旋轉伺服電機通過螺釘固定在拖板上，驅動齒輪通過鍵連接到旋轉伺服電機軸上，旋轉軸通過螺釘固定在拖板上，大往復擺動板通過軸承連接到旋轉軸上，從動齒環用螺釘固定到大往復擺動板上并與驅動齒輪嚙合，震蕩驅動電機用螺釘固定在大往復擺動板上，偏心輪連接到震蕩驅動電機軸上，震蕩滑塊直線導軌通過螺釘固定在大往復擺動板上，油石夾機構用螺釘固定在震蕩滑塊直線導軌的滑塊上，油石夾板通過小軸和軸承與油石夾機構連接，油石被油石夾板夾緊，壓縮彈簧一端頂緊大往復擺動板一端頂緊油石夾機構并靠緊偏心輪，被超精的滾子放在內滾子支承輥機構和外滾子支承輥機構上，油石在油石夾機構中汽缸的作用下壓在滾子上，內滾子支承輥機構與外滾子支承輥機構分別用螺釘固定在床身部分上，并與床身部分的旋轉驅動件連接。工作方法1、油石震蕩，油石和油石夾板在油石夾機構中汽缸的作用下壓在兩支承輥上的滾子上，啟動床身部分的驅動機構驅動兩支承輥同向旋轉，進而帶動滾子旋轉，啟動震蕩驅動電機驅動偏心輪旋轉，偏心輪推動油石夾機構壓縮彈簧，并被壓縮彈簧推動，從而實現油石夾機構、油石夾板、油石在震蕩滑塊直線導軌上小幅直線震動，在超精直母線滾子時油石沿著滾子直母線只做直線震動，參見附圖6，在超精圓弧母線滾子時油石和油石夾板在油石夾機構中汽缸的作用下隨著接觸圓弧母線位置的不同油石夾板與油石一起會繞著小軸發生偏轉，參見附圖5，并始終貼緊滾子，隨著油石的消耗會形成與滾子圓弧母線相一致的油石弧面。2、圓柱、圓錐滾子外徑直母線超精，把設計加工好的圓柱或圓錐的內滾子支承輥機構和外滾子支承輥機構安裝在床身部分上，并與床身部分的旋轉驅動件連接好，使兩支承輥能同向旋轉，把油石夾緊在油石夾板上，油石在油石夾機構中汽缸的作用下壓在兩支承輥上的滾子上，啟動床身部分的旋轉驅動機構驅動兩支承輥同向旋轉，進而帶動滾子旋轉，啟動震蕩驅動電機驅動偏心輪旋轉，偏心輪推動油石夾機構壓縮彈簧，并被壓縮彈簧推動，從而實現油石夾機構及油石在震蕩滑塊直線導軌上小幅直線震動，同時往復伺服電機在控制系統的作用下，驅動絲杠旋轉，帶動拖板、大往復擺動板、油石夾機構、油石一起沿拖板滑塊直線導軌往復移動，實現油石的大幅擺動，參見附圖4，進而實現油石的小幅震動與大幅擺動的疊加運動，對圓柱或圓錐滾子外徑的直母線超精加工，經過設定時間后，油石夾機構的汽缸抬起油石，兩支承輥停止旋轉，取出滾子，至此一個滾子超精完畢。3、球面滾子外徑圓弧母線的超精，把設計加工好的球面滾子的內滾子支承輥機構和外滾子支承輥機構安裝在床身部分上，并與床身部分的旋轉驅動件連接好，使兩支承輥能同向旋轉，把油石夾緊在油石夾板上，油石在油石夾機構中汽缸的作用下壓在兩支承輥上的滾子上，開動床身部分的驅動機構驅動兩支承輥同向旋轉，進而帶動滾子旋轉，開動震蕩驅動電機驅動偏心輪旋轉，偏心輪推動油石夾機構壓縮彈簧，并被壓縮彈簧推動，從而實現油石夾機構及油石在震蕩滑塊直線導軌上小幅直線震動，同時旋轉伺服電機在控制系統的作用下，帶動驅動齒輪旋轉，驅動齒輪帶動從動齒環及大往復擺動板繞旋轉軸往復擺動， 并帶動油石實現大幅圓弧擺動，同時往復伺服電機也在驅動絲杠帶動拖板、大往復擺動板、 油石夾機構、油石一起沿拖板滑塊直線導軌往復移動，兩伺服電機的同時驅動，在系統程序的控制下利用函數關系AX=(R-Rl)*tga插補，再加上油石夾機構中汽缸的下壓作用實現油石的圓弧大擺動軌跡與超精滾子的圓弧母線相一致，參見附圖3，進而實現油石的小幅震動與大幅擺動的疊加運動，對球面滾子外徑的圓弧母線超精加工，經過設定時間后，油石夾機構抬起油石，兩支承輥停止旋轉，取出滾子，至此一個球面滾子外徑圓弧母線超精完畢。四

圖1為切入式滾子全能超精裝置的前視圖，圖中1、拖板滑塊直線導軌 2、絲杠 3、拖板 4、大往復擺動板 5、驅動齒輪 6、從動齒環 7、震蕩滑塊直線導軌 8、偏心輪 9、油石夾機構 10、壓縮彈簧 11、油石 12、滾子 13、 往復伺服電機 14、旋轉軸
圖2為切入式滾子全能超精裝置的右視圖，圖中1、拖板滑塊直線導軌 2、絲杠 3、 拖板 4、大往復擺動板 5、驅動齒輪 6、從動齒環 7、震蕩滑塊直線導軌 8、偏心輪 9、油石夾機構 11、油石 12、滾子 14、旋轉軸15、床身部分 16、旋轉伺服電機17、震蕩驅動電機 18、內滾子支承輥機構19、外滾子支承輥機構 20、油石夾板 21、絲杠螺母座 22、小軸
圖3為切入式滾子全能超精裝置的球面滾子圓弧母線超精原理示意圖的前視圖，圖中 4、大往復擺動板 7、震蕩滑塊直線導軌 8、偏心輪 9、油石夾機構 10、壓縮彈簧 11、油石 12、滾子 20、油石夾板 22、小軸
Δ X—拖板3移動距離 α——大往復擺動板4擺動角度 R——超精滾子圓弧母線半徑 Rl——大往復擺動板4的旋轉中心到滾子圓弧母線頂點切線的距離Y——油石在滾子圓弧母線最頂端時油石夾機構的汽缸活塞桿伸縮位置 Yl——油石在偏離滾子圓弧母線最頂端α時油石夾機構的汽缸活塞桿伸縮位置
圖4為切入式滾子全能超精裝置的滾子直母線超精原理示意圖的前視圖，圖中4、 大往復擺動板 7、震蕩滑塊直線導軌 8、偏心輪 9、油石夾機構 10、壓縮彈簧 11、油石 12、滾子 20、油石夾板 22、小軸 Δ X——拖板3移動距離
圖5為切入式滾子全能超精裝置的油石在圓弧母線上震蕩原理示意圖的前視圖，圖中 7、震蕩滑塊直線導軌 9、油石夾機構 11、油石 12、滾子 20、油石夾板 22、小軸
X——振幅 R——滾子12圓弧母線半徑 θ —χ/2振幅時油石11偏轉角 Δ Y—Χ/2振幅時油石夾機構9中汽缸活塞桿伸縮距離
圖6為切入式滾子全能超精裝置的油石在直母線上震蕩原理示意圖的前視圖，圖中7、 震蕩滑塊直線導軌 9、油石夾機構 11、油石 12、滾子 20、油石夾板 22、小軸 X——振幅
圖7為切入式滾子全能超精裝置的軸測圖，圖中1、拖板滑塊直線導軌 2、絲杠 3、 拖板 4、大往復擺動板 5、驅動齒輪 6、從動齒環 7、震蕩滑塊直線導軌 8、偏心輪 9、油石夾機構 10、壓縮彈簧 11、油石 12、滾子 13、往復伺服電機 14、 旋轉軸 15、床身部分 16、旋轉伺服電機 17、震蕩驅動電機 18、內滾子支承輥機構 19、外滾子支承輥機構
五具體實施例方式實施例1、拖板滑塊直線導軌1用螺釘把在床身部分15上，拖板3通過螺釘與拖板滑塊直線導軌1的滑塊連接，往復伺服電機13通過螺釘固定在床身部分15 上，往復伺服電機13通過聯軸器與絲杠2連接，絲杠2通過絲杠螺母座21用螺釘與拖板3 連接，旋轉伺服電機16通過螺釘固定在拖板3上，驅動齒輪5通過鍵連接到旋轉伺服電機 16的軸上，旋轉軸14通過螺釘固定在拖板3上，大往復擺動板4通過軸承連接到旋轉軸14 上，從動齒環6用螺釘固定到大往復擺動板4上并與驅動齒輪5嚙合，震蕩驅動電機17用螺釘固定在大往復擺動板4上，偏心輪8連接到震蕩驅動電機17的軸上，震蕩滑塊直線導軌7通過螺釘固定在大往復擺動板4上，油石夾機構9用螺釘固定在震蕩滑塊直線導軌7 的滑塊上，油石11被油石夾板20夾緊，油石夾板20通過軸承及小軸22與油石夾機構9連接，油石夾板20與小軸22過盈連接，壓縮彈簧10 —端頂緊大往復擺動板4 一端頂緊油石夾機構9并通過油石夾機構9緊靠著偏心輪8，被超精的滾子12放在內滾子支承輥機構18 和外滾子支承輥機構19上，油石11在油石夾機構9中汽缸的作用下壓在滾子12上，內滾子支承輥機構18與外滾子支承輥機構19分別用螺釘固定在床身部分15上，并與床身部分 15的旋轉驅動部分連接。 實施例2、本發明的工作方法是，油石震蕩，油石11和油石夾板20在油石夾機構9 中汽缸的作用下壓在兩支承輥上的滾子12上，啟動床身部分15的驅動機構驅動兩支承輥同向旋轉，進而帶動滾子12旋轉，啟動震蕩驅動電機17驅動偏心輪8旋轉，偏心輪8推動油石夾機構9壓縮彈簧，并被壓縮彈簧10推動，從而實現油石夾機構9、油石夾板20、油石 11在震蕩滑塊直線導軌7上小幅直線震動，在超精直母線滾子時油石沿著滾子直母線只做直線震動，參見附圖6，在超精圓弧母線滾子時油石11和油石夾板20在油石夾機構9中汽缸的作用下隨著接觸圓弧母線位置的不同油石夾板20與油石11 一起會繞著小軸22發生偏轉，參見附圖5，并始終貼緊滾子12，隨著油石11的消耗會形成與滾子12圓弧母線相一致的油石弧面。實施例3、圓柱、圓錐滾子外徑直母線超精，把設計加工好的圓柱或圓錐的內滾子支承輥機構18和外滾子支承輥機構19安裝在床身部分15上，并與床身部分15的旋轉驅動件連接好，使兩支承輥能同向旋轉，把油石11夾緊在油石夾板20上，油石11在油石夾機構9中汽缸的作用下壓在兩支承輥上的滾子12上，啟動床身部分的驅動機構驅動兩支承輥同向旋轉，進而帶動滾子12旋轉，啟動震蕩驅動電機17驅動偏心輪8旋轉，偏心輪8推動油石夾機構9壓縮彈簧，并被壓縮彈簧10推動，從而實現油石夾機構9及油石11在震蕩滑塊直線導軌7上小幅直線震動，同時往復伺服電機13在控制系統的作用下，驅動絲杠2旋轉，帶動拖板3、大往復擺動板4、油石夾機構9、油石11 一起沿拖板滑塊直線導軌1往復移動，實現油石11的大幅擺動，參見附圖4，進而實現油石11的小幅震動與大幅擺動的疊加運動，對圓柱或圓錐滾子外徑的直母線超精加工，經過設定時間后，油石夾機構9的汽缸抬起油石11，兩支承輥停止旋轉，取出滾子12，至此一個直母線滾子12超精完畢。實施例4、球面滾子外徑圓弧母線的超精，把設計加工好的球面滾子的內滾子支承輥機構18和外滾子支承輥機構19安裝在床身部分15上，并與床身部分15的旋轉驅動件連接好，使兩支承輥能同向旋轉，把油石11夾緊在油石夾板20上，油石11在油石夾機構9 中汽缸的作用下壓在兩支承輥上的滾子12上，開動床身部分15的驅動機構驅動兩支承輥同向旋轉，進而帶動滾子12旋轉，開動震蕩驅動電機17驅動偏心輪8旋轉，偏心輪8推動油石夾機構9壓縮彈簧，并被壓縮彈簧10推動，從而實現油石夾機構9及油石11在震蕩滑塊直線導軌7上小幅直線震動，同時旋轉伺服電機16在控制系統的作用下，帶動驅動齒輪5 旋轉，驅動齒輪5帶動從動齒環6及大往復擺動板4繞旋轉軸14往復擺動，并帶動油石11 實現大幅圓弧擺動，同時往復伺服電機13也在驅動絲杠2帶動拖板3、大往復擺動板4、油石夾機構9、油石11 一起沿拖板滑塊直線導軌2往復移動，兩伺服電機的同時驅動，在系統程序的控制下利用函數關系AX=(R-Rl)*tga插補，再加上油石夾機構9中汽缸的下壓作用實現油石11的圓弧大擺動軌跡與超精滾子的圓弧母線相對應，參見附圖3，進而實現油石11的小幅震動與大幅擺動的疊加運動，對球面滾子外徑的圓弧母線超精加工，經過設定時間后，油石夾機構9抬起油石11，兩支承輥停止旋轉，取出滾子12，至此一個球面滾子外徑圓弧母線超精完畢。
權利要求
1.切入式滾子全能超精裝置，其特征是拖板滑塊直線導軌(1)用螺釘把在床身部分 (15)上，拖板(3)通過螺釘與拖板滑塊直線導軌(1)的滑塊連接，往復伺服電機(13)通過螺釘固定在床身部分(15)上，往復伺服電機(13)通過聯軸器與絲杠(2)連接，絲杠(2)通過絲杠螺母座(21)用螺釘與拖板(3)連接，旋轉伺服電機(16)通過螺釘固定在拖板(3)上，驅動齒輪(5)通過鍵連接到旋轉伺服電機(16)的軸上，旋轉軸(14)通過螺釘固定在拖板(3) 上，大往復擺動板(4)通過軸承連接到旋轉軸(14)上，從動齒環(6)用螺釘固定到大往復擺動板(4)上并與驅動齒輪(5)嚙合，震蕩驅動電機(17)用螺釘固定在大往復擺動板(4)上， 偏心輪(8)連接到震蕩驅動電機(17)的軸上，震蕩滑塊直線導軌(7)通過螺釘固定在大往復擺動板(4)上，油石夾機構(9)用螺釘固定在震蕩滑塊直線導軌(7)的滑塊上，油石(11) 被油石夾板(20)夾緊，油石夾板(20)通過軸承及小軸(22)與油石夾機構(9)連接，油石夾板(20)與小軸(22)過盈連接，壓縮彈簧(10) —端頂緊大往復擺動板(4) 一端頂緊油石夾機構(9)并通過油石夾機構(9)緊靠著偏心輪(8)，被超精的滾子(12)放在內滾子支承輥機構(18)和外滾子支承輥機構(19)上，油石(11)在油石夾機構(9)中汽缸的作用下壓在滾子(12)上，內滾子支承輥機構(18)與外滾子支承輥機構(19)分別用螺釘固定在床身部分 (15)上，并與床身部分(15)的旋轉驅動部分連接。
2.權利要求1所述切入式滾子全能超精裝置的工作方法，其特征是油石震蕩，油石 (11)和油石夾板(20)在油石夾機構(9)中汽缸的作用下壓在兩支承輥上的滾子(12)上，啟動床身部分(15)的驅動機構驅動兩支承輥同向旋轉，進而帶動滾子(12)旋轉，啟動震蕩驅動電機(17)驅動偏心輪(8)旋轉，偏心輪(8)推動油石夾機構(9)壓縮彈簧，并被壓縮彈簧 (10)推動，從而實現油石夾機構(9)、油石夾板(20)、油石(11)在震蕩滑塊直線導軌(7)上小幅直線震動，在超精直母線滾子時油石沿著滾子直母線只做直線震動，在超精圓弧母線滾子時油石(11)和油石夾板(20)在油石夾機構(9)中汽缸的作用下隨著接觸圓弧母線位置的不同油石夾板(20)與油石(11)一起會繞著小軸(22)發生偏轉，并始終貼緊滾子(12)， 隨著油石(11)的消耗會形成與滾子(12)圓弧母線相一致的油石弧面。
3.權利要求1所述切入式滾子全能超精裝置的工作方法，其特征是圓柱、圓錐滾子外徑直母線超精，把設計加工好的圓柱或圓錐的內滾子支承輥機構(18)和外滾子支承輥機構 (19)安裝在床身部分(15)上，并與床身部分(15)的旋轉驅動件連接好，使兩支承輥能同向旋轉，把油石(11)夾緊在油石夾板(20)上，油石(11)在油石夾機構(9)中汽缸的作用下壓在兩支承輥上的滾子(12)上，啟動床身部分的驅動機構驅動兩支承輥同向旋轉，進而帶動滾子(12)旋轉，啟動震蕩驅動電機(17)驅動偏心輪(8)旋轉，偏心輪(8)推動油石夾機構 (9)壓縮彈簧，并被壓縮彈簧(10)推動，從而實現油石夾機構(9)及油石(11)在震蕩滑塊直線導軌(7)上小幅直線震動，同時往復伺服電機(13)在控制系統的作用下，驅動絲杠(2)旋轉，帶動拖板(3)、大往復擺動板(4)、油石夾機構(9)、油石(11) 一起沿拖板滑塊直線導軌 (1)往復移動，實現油石(11)的大幅擺動，進而實現油石(11)的小幅震動與大幅擺動的疊加運動，對圓柱或圓錐滾子外徑的直母線超精加工，經過設定時間后，油石夾機構(9)的汽缸抬起油石(11 )，兩支承輥停止旋轉，取出滾子(12)，至此一個直母線滾子(12)超精完畢。
4.權利要求1所述切入式滾子全能超精裝置的工作方法，其特征是球面滾子外徑圓弧母線的超精，把設計加工好的球面滾子的內滾子支承輥機構(18)和外滾子支承輥機構 (19)安裝在床身部分(15)上，并與床身部分(15)的旋轉驅動件連接好，使兩支承輥能同向旋轉，把油石(11)夾緊在油石夾板(20)上，油石(11)在油石夾機構(9)中汽缸的作用下壓在兩支承輥上的滾子(12)上，開動床身部分(15)的驅動機構驅動兩支承輥同向旋轉，進而帶動滾子(12)旋轉，開動震蕩驅動電機(17)驅動偏心輪(8)旋轉，偏心輪(8)推動油石夾機構(9)壓縮彈簧，并被壓縮彈簧(10)推動，從而實現油石夾機構(9)及油石(11)在震蕩滑塊直線導軌(7)上小幅直線震動，同時旋轉伺服電機(16)在控制系統的作用下，帶動驅動齒輪(5)旋轉，驅動齒輪(5)帶動從動齒環(6)及大往復擺動板(4)繞旋轉軸(14)往復擺動，并帶動油石(11)實現大幅圓弧擺動，同時往復伺服電機(13)也在驅動絲杠(2)帶動拖板(3)、大往復擺動板(4)、油石夾機構(9)、油石(11) 一起沿拖板滑塊直線導軌(2)往復移動，兩伺服電機的同時驅動，在系統程序的控制下用函數關系AX=(R-Rl)*tga插補，再加上油石夾機構(9)中汽缸的下壓作用實現油石(11)的圓弧大擺動軌跡與超精滾子的圓弧母線相對應，進而實現油石(11)的小幅震動與大幅擺動的疊加運動，對球面滾子外徑的圓弧母線超精加工，經過設定時間后，油石夾機構(9)抬起油石(11)，兩支承輥停止旋轉， 取出滾子(12)，至此一個球面滾子外徑圓弧母線超精完畢。
全文摘要
切入式滾子全能超精裝置及工作方法是一種軸承加工技術，它克服了其它同類技術存在的不足，它是在更換不同工裝的情況下，使得圓柱圓錐及球面滾子的外徑超精能在同一臺機床上進行，通過油石震蕩；圓柱、圓錐滾子外徑直母線超精；球面滾子外徑圓弧母線的超精；實現技術目標要求。
文檔編號B24B33/10GK102357845SQ20111032449
公開日2012年2月22日 申請日期2011年10月24日 優先權日2011年10月24日
發明者陳運生 申請人:濮陽貝英數控機械設備有限公司