滚子超精机制造技术

本发明专利技术涉及一种滚子超精机，包括安装在机床上的滚子、滚子定位装置、摇臂、摇臂运动控制装置、油石和油石进给控制装置，滚子为球面滚子，滚子由滚子定位装置进行定位，滚子球面的一侧为摇臂，摇臂由摇臂运动控制装置控制围绕摆动中心作往复摆动，摇臂上安装有油石进给控制装置，油石进给控制装置控制油石作靠近或远离滚子球面的运动。本发明专利技术的滚子超精机能够有效降低滚子表面粗糙度值，经超精加工后，球面滚子表面粗糙度值达Ra0.05μm，同时本发明专利技术的滚子超精机可以明显改善滚子的圆度误差，并大大提高轴承的使用寿命。

Roller super precision machine

The invention relates to a roller superfinishing machine, including roller, roller positioning device, rocker arm, rocker arm motion control device, control device and whetstone whetstone feed installed in the machine, roller spherical roller, roller positioning by roller positioning device for spherical roller side rocker, rocker arm of the rocker arm motion control device control around the swing center reciprocating swing, the rocker arm is installed on the whetstone feed control device, control device for controlling whetstone whetstone feed toward or away from the motion of spherical roller. The invention of the roller superfinishing machine can effectively reduce the roller surface roughness of the ultra precision machining, spherical roller surface roughness value of Ra0.05 m at the same time, the roundness error of the roller superfinishing machine can significantly improve the roller, and greatly improve the service life of the bearings.

【技术实现步骤摘要】
滚子超精机
本专利技术属于零件特殊工序的专用加工设备领域，涉及一种滚子超精机。
技术介绍
调心滚子轴承运转时，滚子接触应力很大，其质量对轴承的寿命和性能有着重要的影响。目前，国内对球面滚子超精加工的需求日益增加。传统降低球面滚子表面粗糙度的方法为光饰加工，但一般只能达到Ra0.2μm左右，且表面几何形状不能得到改善，还有可能出现点的研磨烧伤。现有滚子超精机为双滚轮结构，更换工装时需要将滚轮更换，工装制作比较复杂，每个滚子都需要准备一套工装，成本较高，球面滚子的需求量大幅增长。专利CN100453250C公开了一种全自动球面滚子超精机，其主要包括控制器、步进式输送装置、平面式机械手结构、空间摆杆机构以及双滚轮结构，该超精机采用可编程控制器，操作简便，快捷，能极大的提高生产效率，其产品滚子加工精度虽然相较于传统方法得到了一定提高，但产品表面粗糙度依然较高，而且无法改善表面的几何形状。专利CN103029027B公开了一种新型球面轴承滚子超精机，该专利采用机床床身的工作台上安装工件驱动装置、刀具驱动装置、工件支撑机构和电控系统，工件驱动装置包括电机和夹装机构，该超精机克服了油石与滚子表面之间只有相切的切点接触，从而产生不均匀的切削力破坏工件曲率形状影响滚子加工精度的问题，但其存在无法改善滚子表面几何形状的问题。因此，如何在滚子超精加工中降低滚子的表面粗糙度并改善其表面几何形状是一项极有意义的研究内容。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了克服现有技术不能对滚子进行超精加工，导致滚子表面粗糙度较高，表面几何形状不能得到改善等问题，提供一种滚子超精机。为达到上述目的，本专利技术采用的技术方案为：一种滚子超精机，包括安装在机床上的滚子、滚子定位装置、摇臂、摇臂运动控制装置、油石和油石进给控制装置，所述滚子为球面滚子，所述滚子由滚子定位装置进行定位，所述滚子球面的一侧为摇臂，所述摇臂由所述摇臂运动控制装置控制围绕摆动中心作往复摆动，所述摇臂上安装有油石进给控制装置，所述油石进给控制装置控制油石作靠近或远离滚子球面的运动。作为优选的技术方案：如上所述的一种滚子超精机，所述球面滚子的曲率半径为70～260mm。如上所述的一种滚子超精机，所述滚子定位装置包括工件轴驱动机构、端面定位机构和支承机构，工件轴驱动机构对滚子的轴向和一个端面进行定位，端面定位机构位于工件轴驱动机构的相对一侧，对滚子的另一个端面进行定位，支承机构位于工件轴驱动机构与端面定位机构之间，对滚子的径向进行定位。如上所述的一种滚子超精机，所述工件轴驱动机构主要由主轴、接触垫、工件轴、套筒和压紧工装Ⅰ组成，主轴通过轴承安装在套筒内，主轴端面与接触垫贴合且与工件轴连接，工件轴从压紧工装Ⅰ中穿出，工作时将滚子套在工件轴上，压紧工装Ⅰ与滚子的一个端面贴合。如上所述的一种滚子超精机，所述端面定位机构主要由端面压紧座、位置调节机构、压紧工装Ⅱ、调心滚子轴承、压紧轴、深沟球轴承、压紧活塞、缸体和发讯开关组成，端面压紧座的底部与位置调节机构连接，且内部安装有缸体，位置调节机构用来调节压紧工装Ⅱ的前后位置以适应不同的滚子厚度，压紧活塞安装在缸体内，缸体上压紧活塞两端对应的位置开有进气孔，用于控制活塞的伸缩运动，压紧活塞与压紧轴通过深沟球轴承连接，使压紧轴可以作旋转运动，压紧轴与压紧工装Ⅱ通过调心滚子轴承进行作用力的传递，作用力使进气孔进气然后压紧活塞收缩，压紧活塞收缩作轴向运动，压紧轴一边随着压紧活塞向前推，一边可以独立作旋转运动，达到压紧作用，并可以跟着滚子旋转，缸体的一侧固定由发讯架，发讯架上安装发讯开关，用于确认活塞是否处于压紧状态，工作时压紧工装Ⅱ与滚子的另一个端面贴合。如上所述的一种滚子超精机，所述支承机构主要由支承、支承架、支承底板、调节螺钉、定位螺钉和定位条组成，支承分别与滚子和支承架连接，支承架上安装有调节螺钉，支承架安装在支承底板上，支承底板通过定位螺钉与定位条连接。如上所述的一种滚子超精机，所述摇臂运动控制装置包括摆动中心轴、轴承座、回转座、纵向拖板、立柱、进给连接座、纵向拖板伺服电机、纵向锁定螺杆、横向燕尾拖板、横向调整机构、连杆、T型凹槽、T型螺钉、摆轴、摆箱、摆轴伺服电机、摆箱拖板、直线导轨、滚珠丝杠、联轴器、减速器和大往复伺服电机；摇臂底部与摆动中心轴连接，摆动中心轴穿过轴承座安装在回转座中，回转座一侧面与纵向拖板固定连接，纵向拖板由立柱进行支撑固定，纵向拖板顶端通过进给连接座与纵向拖板伺服电机连接，纵向拖板伺服电机驱动纵向拖板上下运动，纵向拖板带动回转座上下运动，回转座带动摆动中心轴上下运动从而对摇臂摆动中心的纵向位置进行调节，回转座的底部由纵向锁定螺杆进行支撑，纵向锁定螺杆的另一端固定在横向燕尾拖板上，横向燕尾拖板由横向调整机构调节水平位置，横向燕尾拖板通过横向运动带动回转座横向运动，回转座带动摆动中心轴横向运动从而对摇臂摆动中心的横向位置进行调节；摇臂中部通过连接轴与连杆的一端连接，连杆的另一端通过偏心机构与摆轴连接，偏心机构由T型凹槽和T型螺钉构成，摆轴从摆箱中穿出，T型凹槽开设在摆轴的一端，T型螺钉一端安装在T型凹槽中，另一端与连杆连接，T型螺钉通过在T型凹槽中运动调节偏心距离进行偏心量的调整，从而调整振幅大小，摆轴的另一端从摆箱穿出后通过驱动皮带与摆轴伺服电机连接，摆轴伺服电机通过驱动皮带驱动摆轴旋转，摆轴通过偏心机构驱动连杆实现摇臂的快速振荡，摆箱的底部与摆箱拖板连接，摆箱拖板通过直线导轨与回转座的顶部连接，滚珠丝杠的螺母安装在摆箱中，滚珠丝杠的进给机构安装在摆箱拖板上，滚珠丝杠通过联轴器与减速器的出轴连接，大往复伺服电机插在减速器的输入孔中，二者通过键传动，大往复伺服电机驱动滚珠丝杆使摆箱进行水平方向的往复运动，摆箱进行水平方向运动会影响摇臂的摆动角度，本专利技术中摆箱的水平运动结合偏心机构的运动可以使摇臂实现大往复和快速振荡的复合运动，加工宽度较小的滚子时，可以由系统控制关闭大往复运动，实现单独的快速振荡。如上所述的一种滚子超精机，所述横向调整机构主要由调节螺丝和调节支架组成。如上所述的一种滚子超精机，所述油石进给控制装置包括油石、油石夹、压紧气缸、压紧导向座和电气比例阀，油石工作面与滚子球面的弧度相同，油石安装在油石夹中，油石夹与压紧导向座连接，压紧导向座安装在摇臂上，且与压紧气缸连接，压紧气缸与电气比例阀连接，电气比例阀可以实现油石压力的精准控制，油石采用固式装夹方式，可以实现大切削量的超精加工。使用本专利技术的滚子超精机对滚子进行加工时，首先将滚子安装在工件轴驱动机构的工件轴上，工件轴驱动机构对滚子的轴向和一个端面进行定位，同时调整端面定位机构和支承机构的位置，使得端面定位机构能够对滚子的另一个端面进行定位，支承机构能够对滚子的径向进行定位，然后调整油石进给控制装置的位置，使得油石的工作面与滚子贴合，开启电机使得工件轴驱动滚子旋转，压紧气缸跳进对滚子施加一定的压力，使得球面滚子的曲率中心能够与摇臂摆动中心重合，摇臂在偏心机构的驱动下绕摆动中心作往复摆动，同时大往复伺服电机驱动滚珠丝杠使摆箱进行水平方向的往复运动，摆箱进行水平方向运动会影响摇臂的摆动角度，摆箱的水平运动结合偏心机构的运动可以使摇臂实现大往复和快速振荡的复合运动，摇臂运本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种滚子超精机，其特征是：包括滚子、滚子定位装置、摇臂、摇臂运动控制装置、油石和油石进给控制装置，所述滚子为球面滚子，所述滚子由滚子定位装置进行定位，所述滚子球面的一侧为摇臂，所述摇臂由所述摇臂运动控制装置控制围绕摆动中心作往复摆动，所述摇臂上安装有油石进给控制装置，所述油石进给控制装置控制油石作靠近或远离滚子球面的运动。

【技术特征摘要】
1.一种滚子超精机，其特征是：包括滚子、滚子定位装置、摇臂、摇臂运动控制装置、油石和油石进给控制装置，所述滚子为球面滚子，所述滚子由滚子定位装置进行定位，所述滚子球面的一侧为摇臂，所述摇臂由所述摇臂运动控制装置控制围绕摆动中心作往复摆动，所述摇臂上安装有油石进给控制装置，所述油石进给控制装置控制油石作靠近或远离滚子球面的运动。2.根据权利要求1所述的一种滚子超精机，其特征在于，所述球面滚子的曲率半径为70～260mm。3.根据权利要求1所述的一种滚子超精机，其特征在于，所述滚子定位装置包括工件轴驱动机构、端面定位机构和支承机构，工件轴驱动机构对滚子的轴向和一个端面进行定位，端面定位机构位于工件轴驱动机构的相对一侧，对滚子的另一个端面进行定位，支承机构位于工件轴驱动机构与端面定位机构之间，对滚子的径向进行定位。4.根据权利要求3所述的一种滚子超精机，其特征在于，所述工件轴驱动机构主要由主轴、接触垫、工件轴、套筒和压紧工装Ⅰ组成，主轴通过轴承安装在套筒内，主轴端面与接触垫贴合且与工件轴连接，工件轴从压紧工装Ⅰ中穿出。5.根据权利要求3所述的一种滚子超精机，其特征在于，所述端面定位机构主要由端面压紧座、位置调节机构、压紧工装Ⅱ、调心滚子轴承、压紧轴、深沟球轴承、压紧活塞、缸体和发讯开关组成，端面压紧座的底部与位置调节机构连接，且内部安装有缸体，压紧活塞安装在缸体内，缸体上压紧活塞两端对应的位置开有进气孔，压紧活塞与压紧轴通过深沟球轴承连接，压紧轴与压紧工装Ⅱ通过调心滚子轴承进行作用力的传递，缸体的一侧固定由发讯架，发讯架上安装发讯开关。6.根据权利要求3所述的一种滚子超精机，其特征在于，所述支承机构主要由支承、支承架、支承底板、调节螺钉、定位螺钉和定位条组成，支承分别与滚子和支承架连接，支承架...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱江良，
申请(专利权)人：上海晟禧精密机械设备有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31