新型漸近收斂曲線滾道軸承砂輪修整器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開一種新型漸近收斂曲線滾道軸承砂輪修整器，目的是保證被修整的砂輪能夠滿足軸承漸變收斂曲線滾道磨削的技術(shù)要求。修整器采用修整軸和偏心軸組合擺動(dòng)的結(jié)構(gòu)方式，修整軸套帶動(dòng)修整支架在繞偏心軸中心擺動(dòng)的同時(shí)，偏心軸以更快速度繞修整軸中心擺動(dòng)，而使修整支架上的金剛筆繞修整軸中心的擺動(dòng)半徑變成偏心軸半徑和偏心量δ合成半徑，連續(xù)擺動(dòng)的軌跡為漸變收斂曲線。本發(fā)明的有益效果是：通過調(diào)整部件的裝配實(shí)現(xiàn)無間隙轉(zhuǎn)動(dòng)和滑動(dòng)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)砂輪收斂曲面的磨削，保證砂輪修整器整體工作的剛性、穩(wěn)定性和連續(xù)性，解決了對(duì)球軸承漸變收斂曲線滾道加工的技術(shù)難題，并且加工易于操作。
【專利說明】新型漸近收斂曲線滾道軸承砂輪修整器
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及修整砂輪的磨削設(shè)備，尤其涉及一種新型漸近收斂曲線滾道軸承砂輪修整器，是使用金剛筆即金剛石滾輪按軸承滾道形狀修整砂輪的磨削設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有球軸承滾道截面形狀為圓弧型，滾道圓弧半徑與鋼球的圓弧半徑存在一定的比例關(guān)系，滾道圓弧半徑偏大。但就軸承自身的滾道形狀而言，如果軸承在非均勻受力情況下，即軸承在圓周上受力是非均勻的，滾動(dòng)體的實(shí)際接觸點(diǎn)(接觸角)會(huì)偏離理論設(shè)計(jì)點(diǎn)(接觸角)，受力大的鋼球與滾道接觸點(diǎn)的偏離量會(huì)比較明顯，則鋼球與滾道的接觸點(diǎn)在圓周的分布呈非圓形，在受到傾覆力矩的情況下檢測(cè)軸承，就會(huì)發(fā)現(xiàn)軸承內(nèi)、外圈在圓周方向發(fā)生不同程度的軸向相對(duì)移動(dòng)，載荷越大，軸承變形越大，內(nèi)外圈相對(duì)移動(dòng)越明顯。如果鋼球在受力后偏離理論接觸點(diǎn)同時(shí)，能夠使鋼球與滾道的接觸角快速增大，減小軸承的變形量，則鋼球與滾道的接觸點(diǎn)分布的曲線彎曲度會(huì)變小，因此采用漸變的收斂曲線滾道尤其必要。如果套圈滾道采用收斂曲線滾道，鋼球與滾道的接觸點(diǎn)在受到載荷偏離理論位置時(shí)，在軸承變形較小的情況下，鋼球與滾道的接觸角增加會(huì)比較明顯，滿足軸承載荷的要求，軸承在相同變形量條件下，采用收斂曲線滾道鋼球的接觸點(diǎn)增加更明顯，會(huì)使軸承的綜合承載能力明顯提高，抗傾翻性能明顯增加，運(yùn)行穩(wěn)定性更好。但是漸變收斂曲線滾道加工難度較大,原因主要有兩個(gè):
1.橢圓滾道屬于圓弧曲線半徑漸變的滾道，模擬難度較大，即使采用伺服系統(tǒng)等電氣控制方法，也難以實(shí)現(xiàn)均勻無節(jié)點(diǎn)修整砂輪整個(gè)曲面；
2.作為砂輪修整器本身而言，運(yùn)行的剛性、連續(xù)性和穩(wěn)定性是保證砂輪曲面形狀的關(guān)鍵，傳統(tǒng)的簡(jiǎn)單機(jī)械修整動(dòng)作是無法完成圓弧半徑漸變的砂輪曲面修整。
[0003]因此，目前軸承設(shè)計(jì)加工仍然采用固定的圓弧滾道，導(dǎo)致軸承的運(yùn)行精度和產(chǎn)品質(zhì)量受到很大的影響，尤其在載荷不均勻的情況下，軸承的損壞的概率會(huì)明顯增加，降低使用壽命。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明公開一種新型漸近收斂曲線滾道軸承砂輪修整器，目的是保證被修整的砂輪能夠滿足軸承漸變收斂曲線滾道磨削的技術(shù)要求，從而提高軸承的旋轉(zhuǎn)精度、抗傾翻性能，延長(zhǎng)軸承使用壽命。為解決軸承滾道的漸變收斂曲線形狀加工問題，首先要考慮砂輪修整器的剛性、穩(wěn)定性和連續(xù)性，還要考慮被修整的砂輪漸近收斂曲面的精確性以及磨削軸承漸變收斂曲線滾道的有效性。
[0005]新型漸變收斂曲線滾道軸承砂輪修整器設(shè)計(jì)思路:以鋼球和滾道的理論接觸點(diǎn)為基準(zhǔn)，使理論接觸點(diǎn)兩側(cè)的滾道圓弧半徑略小于接觸點(diǎn)的圓弧半徑，但不小于軸承滾道曲線要求的最小參數(shù)，使修整器金剛筆的修整點(diǎn)在理論圓弧接觸點(diǎn)的兩側(cè)方向上呈現(xiàn)逐漸收斂趨勢(shì)，從而形成一個(gè)漸變的收斂曲線滾道。修整器采用修整軸和偏心軸組合擺動(dòng)的結(jié)構(gòu)方式，在修整器擺動(dòng)修整過程中，修整軸套(帶動(dòng)修整支架)在繞偏心軸中心Op擺動(dòng)的同時(shí)，偏心軸在繞修整軸中心Ox擺動(dòng)，且偏心軸繞修整軸中心Ox擺動(dòng)速度比修整軸套繞偏心軸中心Op的擺動(dòng)速度快，從而使固定在修整支架上金剛筆繞修整軸中心Ox的擺動(dòng)半徑變成繞偏心軸中心Op擺動(dòng)半徑和繞修整軸中心Ox擺動(dòng)半徑δ的合成半徑，形成連續(xù)變化的擺動(dòng)半徑(連續(xù)變化的軌跡為漸變收斂曲線)，實(shí)現(xiàn)對(duì)砂輪工作曲面修整為漸變收斂曲線形曲面，從而在砂輪磨削軸承滾道過程中保證將滾道磨成漸變收斂曲線滾道。
[0006]為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采取以下技術(shù)方案:修整器的整體通過主座板⑵固定在磨床機(jī)體⑴的合適位置，修整器主體結(jié)構(gòu)由擺動(dòng)的支承軸主軸⑶與擺動(dòng)的修整軸(21)和擺動(dòng)的偏心軸?)組合構(gòu)成。
[0007]主座板⑵中部與主軸⑶固定連接，邊部裝配能夠驅(qū)動(dòng)齒條I⑴上下運(yùn)動(dòng)的油缸
I(6)和導(dǎo)軌I (5)。
[0008]主軸⑶與外部的主軸套⑷通過軸承相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)聯(lián)結(jié)；主軸套⑷裝有齒輪I⑶和聯(lián)結(jié)板⑶，齒輪I⑶與；齒條I (7)嚙合；主軸套⑷端部裝有偏心調(diào)整壓板(10)，調(diào)整壓板(1Φ固定修整軸(21)，調(diào)整壓板(1Φ與修整軸(21)通過滑槽導(dǎo)向結(jié)構(gòu)連接；修整軸中心Ox與主軸中心Ow存在一個(gè)偏心量A。
[0009]聯(lián)結(jié)板(9)與修整座板(11)固定聯(lián)接，修整座板(11)裝配油缸II (M)和導(dǎo)軌II (17)、齒條
II(12)和齒條111(15)，齒條111(15)后側(cè)槽內(nèi)裝有彈簧機(jī)構(gòu)(18);偏心軸?)是壁厚度不均勻的中空腔體，與裝于腔中的修整軸(21)利用軸承裝配，偏心軸中心Op與修整軸中心Ox存在偏心量δ ;偏心軸?)—端裝配的齒輪II (13)與齒條II (12)嚙合；偏心軸CM)另一端及中部利用軸承裝配在修整軸套(19)內(nèi)；修整軸套(19)外安裝的齒輪111(16)與齒條111(15)嚙合；修整軸套(19)端部安裝有曲率調(diào)整壓板(22);曲率調(diào)整壓板(22)固定維修支架(24)，固定維修支架(24)裝有金剛筆
(25)。
[0010]本發(fā)明的有益效果是:砂輪修整器通過調(diào)整部件的裝配實(shí)現(xiàn)無間隙轉(zhuǎn)動(dòng)和滑動(dòng)，保證砂輪修整器整體工作的剛性、穩(wěn)定性和連續(xù)性，砂輪修整器實(shí)現(xiàn)了對(duì)砂輪收斂曲面的磨削，解決了對(duì)球軸承漸變收斂曲線滾道加工的技術(shù)難題，并且加工易于操作；大幅度提高滾動(dòng)軸承的綜合性能和使用壽命。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0011 ] 下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
圖1為修整器整體結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2為修整軸與主軸偏心靜止水平位置示意圖；
圖3為修整軸擺動(dòng)至正負(fù)45°位置示意圖；
圖4為修整軸中心、偏心軸中心與主軸中心位置共線示意圖；
圖5為修整軸中心、偏心軸中心與主軸中心位置不共線示意圖；
圖6為模擬實(shí)際砂輪修整漸近收斂曲線滾道示意圖；
圖7為模擬實(shí)際砂輪修整漸變收斂曲線放大圖。
[0012]
[0013]圖標(biāo)說明:磨床機(jī)體1、主座板2、主軸3、主軸套4、導(dǎo)軌I 5、油缸I 6、齒條I 7、齒輪I 8、連接板9、偏心調(diào)整壓板10、修整座板11、齒條II 12、齒輪II 13、油缸II 14、齒條Ill15、齒輪III 16、導(dǎo)軌II 17、彈簧機(jī)構(gòu)18、修整軸套19、偏心軸20、修整軸21、曲率調(diào)整壓板22、砂輪23、修整支架24、金剛筆25。
[0014]圖中:
Zw—主軸位置 ZcKZpZ2—修整軸位置 Ow—主軸中心
Ox、O1' 02、03、Oa> Ob、0c、Od一修整軸中心
A—修整軸與主軸偏心量
Op、Op1^ Op2> Op3> Op4一偏心軸外徑中心
α一位置偏心量
L1、L2一圓弧曲線
R1'R2—以O(shè)^O2為中心半徑
ROp—偏心軸外徑
Rs、Rs1—總修整半徑Rs` Po2、Po3一修整支架處于方位
P0、P4—金剛筆位置
Dw—鋼球。
【具體實(shí)施方式】
[0015]如圖1所示，
修整器的整體通過主座板2固定在磨床機(jī)體I的合適位置，修整器主體結(jié)構(gòu)由主軸3與和擺動(dòng)的修整軸21、擺動(dòng)的偏心軸20及修整支架24組合構(gòu)成。
[0016]主座板2裝配油缸I 6、導(dǎo)軌I 5 ;油缸I 6驅(qū)動(dòng)齒條I 7上下運(yùn)動(dòng)，齒條I 7驅(qū)動(dòng)主軸套4繞主軸中心Ow轉(zhuǎn)動(dòng)，導(dǎo)軌I 5對(duì)齒條I 7起導(dǎo)向作用。
[0017]主軸3與主座板2固定連接，主軸3起主要支承作用；主軸3與外部的主軸套4通過軸承配合；主軸套4裝有齒輪I 8和聯(lián)結(jié)板9，齒輪I 8與齒條I 7嚙合；主軸套4端部裝有偏心調(diào)整壓板10 ;因?yàn)榻墙佑|球軸承滾道特點(diǎn)為桃形滾道，因此必須調(diào)整修整軸中心Ox與主軸中心Ow形成一個(gè)偏心量A (見圖2)，根據(jù)鋼球直徑的尺寸確定A值的大小，再通過偏心調(diào)整壓板(1Φ與修整軸(21)通過滑槽導(dǎo)向結(jié)構(gòu)固定連接；修整軸21即隨主軸套4同步轉(zhuǎn)動(dòng)，又沿滑槽自轉(zhuǎn)。
[0018]聯(lián)結(jié)板9與修整座板11固定聯(lián)接，修整座板11裝配油缸II 14和導(dǎo)軌II 17、齒條
II12和齒條III15 ;齒條III15后側(cè)槽內(nèi)裝有彈簧機(jī)構(gòu)18，彈簧機(jī)構(gòu)18通過一端鉸接一端彈簧預(yù)緊的方式消除因?yàn)辇X輪傳動(dòng)中的偏心產(chǎn)生的間隙。偏心軸20是壁厚度不均勻的中空腔體，與裝于腔中的修整軸21通過軸承裝配，偏心軸中心Op與修整軸中心Ox存在偏心量δ ;偏心軸20 —端裝配的齒輪II 13與齒條II 12嚙合；偏心軸20中部及另一端通過軸承裝配在修整軸套19內(nèi)；修整軸套19外安裝的齒輪III 16與齒條III 15嚙合；修整軸套19端部安裝有曲率調(diào)整壓板22 ；曲率調(diào)整壓板22固定裝有金剛筆25的維修支架24。
[0019]如圖2所示，修整軸中心Ox與主軸中心Ow偏心動(dòng)作的實(shí)現(xiàn)，是通過油缸I 6擺動(dòng)實(shí)現(xiàn)的；油缸I 6動(dòng)作開始使主軸中心Ow和修整軸中心Ox處于水平位置，偏心量A為最大值，修整軸21處于Ztl位置。當(dāng)油缸I 6帶動(dòng)齒條I 7上或下動(dòng)作時(shí)，驅(qū)動(dòng)齒輪I 8繞Ow順時(shí)針或逆時(shí)針擺動(dòng).如圖3所示，可根據(jù)軸承滾道的要求停留在合適角度的位置(例如負(fù)或正45° )，則修整軸21擺動(dòng)至Z1或Z2位置時(shí)，相應(yīng)的修整軸中心Ox旋轉(zhuǎn)到Op O2位置，則修整器分別以Ο” O2為中心，以％、R2 (R1=R2)半徑擺動(dòng)畫出圓弧曲線L1和L2及位置偏心量α，與軸承標(biāo)準(zhǔn)圓弧滾道的位置要求相符；此時(shí)修整軸中心Ox旋轉(zhuǎn)到OpO2位置保持正(或負(fù))45°位置不變，固定軸承滾道的主偏心位置，滾道的主偏心參數(shù)可以通過調(diào)整修整軸21的偏心量A確定。
[0020]如圖4所示，當(dāng)修整座板11與連接的部件以及修整支架24主體隨固定在主軸套4上的聯(lián)結(jié)板9擺動(dòng)到45°線的位置，即修整軸中心Ox旋轉(zhuǎn)到O2位置、修整軸21位置由Zo到Z2，此位置恰好偏心軸20的外徑中心Op (與修整軸中心Ox的偏心量為δ )位于O2和Ow相連的45°線上，即02、0ρ與Ow位置共線，修整支架23處于Po2 (45° )位置；總修整半徑Rs=δ+ ROp。
[0021]如圖5所示，當(dāng)修整座板11與連接的部件以及修整支架24主體隨固定在主軸套4上的聯(lián)結(jié)板9從45°線的位置開始返回?cái)[動(dòng)，即修整軸中心Ox由O2位置向回旋轉(zhuǎn)時(shí)，油缸II 14帶動(dòng)齒條II 12和齒條III 15動(dòng)作，同時(shí)驅(qū)動(dòng)齒輪II 13和齒輪III 16順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，齒輪II 13繞Ox轉(zhuǎn)動(dòng)，齒輪III 16繞Op轉(zhuǎn)動(dòng)。根據(jù)砂輪23修整要求，設(shè)計(jì)齒輪II 13的直徑小于齒輪III 16的直徑，即是說，齒輪II 13轉(zhuǎn)速快于齒輪III 16轉(zhuǎn)速，則偏心軸20以高于修整軸套19的速度(例如2倍)轉(zhuǎn)動(dòng)，O3> Op3> Ow三個(gè)中心轉(zhuǎn)到非共線位置，修整支架24由Po2轉(zhuǎn)到Po3位置，總修整半徑Rs變?yōu)镽s1, Rs1是偏心量δ、偏心軸20半徑ROp和Rs1組成的(以03、Op、Po2為頂點(diǎn))三角形的一個(gè)邊，Rs1小于Rs。由此，隨著修整軸21和偏心軸20的組合擺動(dòng)，砂輪修整器修整出砂輪23的圓弧半徑將隨著偏心軸20擺動(dòng)角度的增加而變小，從而，在45°線的下方形成的砂輪23的圓弧曲線是逐漸收斂的，砂輪23圓弧曲線的修正量通過調(diào)整偏心軸20的偏心量δ確定，保證了圓弧曲線形狀從而保證滾道形狀符合軸承的載荷參數(shù)要求。
[0022]同理,將修整軸中心Ox調(diào)整到O1位置時(shí)固定，通過油缸II 14的動(dòng)作，可以修整出0°?-45°砂輪23的下部分漸變的圓弧曲線。
[0023]如圖6所示，根據(jù)圖2?圖5的動(dòng)作過程，對(duì)鋼球Dw滾道模擬取點(diǎn)，將修整軸中心置于O2位置，分別取修整支架24的擺動(dòng)角度為10° (P1)JCT (P2)、30° (P3)、40° (P4),即修整軸中心位置由02對(duì)應(yīng)擺動(dòng)到0a、Ob、0c、Od位置，偏心軸中心擺動(dòng)角度對(duì)應(yīng)為20°(Op1),40° (Op2),60° (0p3)、80° (0p4)，連接修整支架24擺動(dòng)上述各角度的各圓弧曲線的點(diǎn)，從PO點(diǎn)開始到P4點(diǎn)曲線半徑逐漸縮小成漸變收斂曲線，(放大如圖7，)。該漸變收斂曲線形狀剛好與球軸承滾道在非均勻載荷條件下的要求相符合。
[0024]鋼球(Dw)直徑為45mm的四點(diǎn)角接觸軸承滾道，由接觸角45°分別以擺動(dòng)角度5°、10°、15°、20°、25°、30°、35°、40°擺動(dòng)時(shí)，各點(diǎn)連線作圓弧，則從上到下取五點(diǎn)(O。點(diǎn)、10。點(diǎn)、20。點(diǎn)、30。點(diǎn)、40。點(diǎn))，半徑分別為 R23.625mm(理想位置 PQ)、R23.625mm(P1 位置)、R23.2195mm (P2 位置)、R23.1973mm (P3 位置)、R22.9842mm (P4 位置)，在接近Ptl位置時(shí)，弧線收斂不明顯，擺動(dòng)角度越大，弧線逐漸收斂得越明顯，形成為漸變收斂曲線滾道。
【權(quán)利要求】
1.一種新型漸近收斂曲線滾道軸承砂輪修整器，其特征在于:所述修整器的整體通過主座板⑵固定在磨床機(jī)體⑴的合適位置，修整器主體結(jié)構(gòu)由擺動(dòng)的支承軸主軸⑶與擺動(dòng)的修整軸(21)和擺動(dòng)的偏心軸?)組合構(gòu)成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述新型漸近收斂曲線滾道軸承砂輪修整器，其特征在于:所述主座板⑵中部與主軸⑶固定連接，邊部裝配能夠驅(qū)動(dòng)齒條I⑴上下運(yùn)動(dòng)的油缸I (6)和導(dǎo)軌I(5)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述新型漸近收斂曲線滾道軸承砂輪修整器，其特征在于:所述主軸⑶與外部的主軸套⑷通過軸承相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)聯(lián)結(jié)；主軸套⑷裝有齒輪I⑶和聯(lián)結(jié)板(9)，齒輪I⑶與；齒條I (7)嚙合；主軸套⑷端部裝有偏心調(diào)整壓板(10)，調(diào)整壓板(1Φ固定修整軸(21)，調(diào)整壓板(1Φ與修整軸(21)通過滑槽導(dǎo)向結(jié)構(gòu)連接；修整軸中心Ox與主軸中心Ow存在一個(gè)偏心量A。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述新型漸近收斂曲線滾道軸承砂輪修整器，其特征在于:所述聯(lián)結(jié)板⑶與修整座板(11)固定聯(lián)接，修整座板(11)裝配油缸II (M)和導(dǎo)軌II (17)、齒條II (12)和齒條111(15)，齒條111(15)后側(cè)槽內(nèi)裝有彈簧機(jī)構(gòu)(18)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述新型漸近收斂曲線滾道軸承砂輪修整器，其特征在于:所述偏心軸?)是壁厚度不均勻的中空腔體，與裝于腔中的修整軸(21)利用軸承裝配，偏心軸中心Op與修整軸中心Ox存在偏心量δ ;偏心軸?)—端裝配的齒輪II (13)與齒條II (12)嚙合；偏心軸?另一端及中部利用軸承裝配在修整軸套(19)內(nèi)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述新型漸近收斂曲線滾道軸承砂輪修整器，其特征在于:所述修整軸套(19)外安裝的齒輪111(16)與齒條111(15)嚙合；修整軸套(19)端部安裝有曲率調(diào)整壓板(22)；曲率調(diào)整壓板(22)固定裝有金剛筆(25)的維修支架(24)。
【文檔編號(hào)】B24B53/06GK103770005SQ201310685674
【公開日】2014年5月7日 申請(qǐng)日期:2013年12月16日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月16日
【發(fā)明者】王建軍, 鄒本輝, 劉巨章 申請(qǐng)人:大連聯(lián)合風(fēng)電軸承有限公司