The invention discloses a grinding equipment and a magnetic abrasive disk set for finishing the rolling surface of a cylindrical roller with ferromagnetic material convexity. The grinding equipment includes a main engine, a magnetic abrasive disk set and a roller circulating disc system. The main engine comprises a base, a column, a crossbeam, a slide table, an upper tray, a lower tray, an axial loading device and a spindle device. The roller circulating disc system comprises a roller collecting device, a demagnetizing device, a conveying system, a finishing mechanism and a feeding mechanism. The magnetic abrasive disc kit comprises a pair of coaxial and positively positioned first and second grinding discs. The front face of the first grinding disc includes a group of inner concave arc grooves radially distributed on the base surface of the first grinding disc (concave circular rotary surface); the front face of the second grinding disc includes one or more spiral grooves distributed on the base surface of the second grinding disc (convex circular rotary surface), and the inner part of the matrix is embedded with a circular magnetic structure. The grinding equipment of the invention has the finishing ability of rolling surface of a large number of convex cylindrical roller made of ferromagnetic material.
【技术实现步骤摘要】
用于凸圆柱滚子滚动面精加工的磁性研磨盘、设备及方法
本专利技术涉及一种用于铁磁性材质(如GCr15、G20CrNi2MoA、Cr4Mo4V等)的凸度圆柱滚子滚动表面精加工的磁性研磨盘套件、研磨设备及研磨方法,属于轴承滚动体精密加工
技术介绍
圆柱滚子轴承广泛应用于各类旋转机械。作为圆柱滚子轴承重要零件之一的凸度圆柱滚子,其滚动表面的形状精度和尺寸一致性对轴承的性能具有重要影响。现阶段,公知的凸度圆柱滚子滚动表面的加工工艺流程为:毛坯成型(车削或冷镦或扎制)、粗加工(软磨滚动表面)、热处理、半精加工(硬磨滚动表面)和精加工。公知的凸度圆柱滚子滚动表面精加工的主要工艺方法是超精加工。超精加工是一种利用细粒度油石作为磨具,油石对工件加工表面施加较低的压力并沿工件加工表面作高速微幅往复振动和低速进给运动,从而实现微量切削的光整加工方法。目前,凸度圆柱滚子滚动表面的精加工多采用无心贯穿式超精加工方法。其设备的加工部分由一对异向斜置的超精导辊和一个(或一组)装有油石的超精头组成,凸度圆柱滚子由导辊支撑并驱动,在作旋转运动的同时又沿一与凸度圆柱滚子滚动表面素线相适应的轨迹作低速进给运动,超精头以较低的压力将油石压向凸度圆柱滚子滚动表面的同时油石沿凸度圆柱滚子滚动表面的素线作高速微幅往复振动,对凸度圆柱滚子的滚动表面实施精加工。在无心贯穿式超精加工过程中,同一批次的凸度圆柱滚子依次贯穿通过加工区域并经受油石超精加工。此外还有一种无心切入式超精加工方法,其设备的加工部分由一对平行布置的超精导辊和一个(或一组)装有油石的超精头组成,凸度圆柱滚子在导辊的支撑并驱动下作 ...
【技术保护点】
1.一种用于铁磁性材质的凸度圆柱滚子滚动表面精加工的磁性研磨盘套件,包括一对同轴的第一研磨盘(21)和第二研磨盘(22),所述第一研磨盘(21)的正面(211)与第二研磨盘(22)的正面(221)相对布置;其特征在于:所述第一研磨盘(21)的正面(211)包括一组放射状分布的内凹弧线沟槽(2111)和连接相邻的两个内凹弧线沟槽(2111)的过渡面(2112);所述内凹弧线沟槽的工作面(21111)在一扫描面(21113)上,所述扫描面(21113)为等截面扫描面;所述扫描面(21113)的扫描路径为圆弧,所述扫描面(21113)的母线在所述内凹弧线沟槽(2111)的法截面(21114)内;在所述内凹弧线沟槽(2111)的法截面(21114)内,所述扫描面(21113)的截面轮廓(211131)为一曲率半径与被加工凸度圆柱滚子滚动表面(32)的最大直径截圆(324)的曲率半径相等的圆弧;所述扫描面(21113)的扫描路径过所述截面轮廓(211131)的曲率中心,所述扫描路径为所述内凹弧线沟槽(2111)的基线(21116);所有所述内凹弧线沟槽的基线(21116)分布于一内凹圆弧回转面上 ...
【技术特征摘要】
1.一种用于铁磁性材质的凸度圆柱滚子滚动表面精加工的磁性研磨盘套件,包括一对同轴的第一研磨盘(21)和第二研磨盘(22),所述第一研磨盘(21)的正面(211)与第二研磨盘(22)的正面(221)相对布置;其特征在于:所述第一研磨盘(21)的正面(211)包括一组放射状分布的内凹弧线沟槽(2111)和连接相邻的两个内凹弧线沟槽(2111)的过渡面(2112);所述内凹弧线沟槽的工作面(21111)在一扫描面(21113)上,所述扫描面(21113)为等截面扫描面;所述扫描面(21113)的扫描路径为圆弧,所述扫描面(21113)的母线在所述内凹弧线沟槽(2111)的法截面(21114)内;在所述内凹弧线沟槽(2111)的法截面(21114)内,所述扫描面(21113)的截面轮廓(211131)为一曲率半径与被加工凸度圆柱滚子滚动表面(32)的最大直径截圆(324)的曲率半径相等的圆弧;所述扫描面(21113)的扫描路径过所述截面轮廓(211131)的曲率中心,所述扫描路径为所述内凹弧线沟槽(2111)的基线(21116);所有所述内凹弧线沟槽的基线(21116)分布于一内凹圆弧回转面上,所述内凹圆弧回转面为所述第一研磨盘(21)的基面(214),所述基面(214)的轴线为所述第一研磨盘(21)的轴线(213);所述内凹弧线沟槽的基线(21116)在所述第一研磨盘的轴截面(215)内,包含所述内凹弧线沟槽基线(21116)的第一研磨盘轴截面(215)为所述内凹弧线沟槽工作面(21111)的中心平面(21112);研磨加工时,被加工凸度圆柱滚子的轴线(31)在所述内凹弧线沟槽工作面的中心平面(21112)内,被加工凸度圆柱滚子滚动表面(32)与所述内凹弧线沟槽工作面(21111)发生十字交叉线接触,被加工凸度圆柱滚子轴线(31)与所述内凹弧线沟槽的基线(21116)相切于所述被加工凸度圆柱滚子滚动表面(32)的最大直径截圆(324)在其轴线(31)上的映射点(Q3);当所述内凹弧线沟槽工作面(21111)在其中心平面(21112)处连续时,所述内凹弧线沟槽工作面(21111)所对应的被加工凸度圆柱滚子滚动表面(32)的凸度曲线为曲率半径为Rc的圆弧,Rc=R11+R,其中R为被加工凸度圆柱滚子滚动表面(32)的最大直径截圆(324)的曲率半径,R11为所述第一研磨盘基面(214)在第一研磨盘轴截面(215)内的截线(2141)的曲率半径;当所述内凹弧线沟槽工作面(21111)在其中心平面(21112)处不连续时,所述内凹弧线沟槽工作面(21111)所对应的被加工凸度圆柱滚子滚动表面(32)的凸度曲线近似为曲率半径为Rc的圆弧;所述第二研磨盘的正面(221)包括一条或多条螺旋槽(2211)和连接相邻螺旋槽(2211)的过渡面(2212);所述螺旋槽的工作面(22111)包括研磨加工时与被加工凸度圆柱滚子的滚动表面(32)发生接触的工作面一(221111)和与被加工凸度圆柱滚子的一端面倒圆角(331)发生接触的工作面二(221112),所述工作面一(221111)和工作面二(221112)分别在扫描面一(221121)和扫描面二(221122)上,所述扫描面一(221121)和扫描面二(221122)均为等截面扫描面;在所述第一研磨盘的内凹弧线沟槽工作面(21111)的约束下被加工凸度圆柱滚子的滚动表面(32)和端面倒圆角(331)分别与所述工作面一(221111)和工作面二(221112)相切;所述扫描面一(221121)和扫描面二(221122)的扫描路径(22116)均为过所述被加工凸度圆柱滚子滚动表面(32)的最大直径截圆(324)在其轴线(31)上的映射点(Q3)、且分布于一外凸圆弧回转面上的圆弧回转面等角螺旋线;所述外凸圆弧回转面为所述第二研磨盘(22)的基面(224),所述基面(224)的轴线为所述第二研磨盘(22)的轴线(223);所述扫描面一(221121)和扫描面二(221122)的母线均在所述第二研磨盘的轴截面(225)内;所述第二研磨盘基面在第二研磨盘轴截面内的截线(2241)的曲率半径R21等于所述第一研磨盘基面在第一研磨盘轴截面内的截线(2141)的曲率半径R11,所述第二研磨盘基圆(2240)的曲率半径R22等于所述第一研磨盘基圆(2140)的曲率半径R12;所述第一研磨盘基面的截线(2141)和第二研磨盘基面的截线(2241)与各自的曲率中心或者均在所述第一研磨盘轴线(213)和第二研磨盘轴线(223)的同侧,或者均在所述第一研磨盘轴线(213)和第二研磨盘轴线(223)的两侧。所述第二研磨盘的基体(220)由导磁材料制造,在所述第二研磨盘(22)的基体(220)的内部嵌装有环状磁性结构(226),在所述第二研磨盘的正面(221)上嵌入有一组圆环带状或螺旋带状非导磁材料(228);所述第二研磨盘的基体(220)的导磁材料和嵌入的圆环带状或螺旋带状非导磁材料(228)在所述第二研磨盘的正面(221)上紧密相连并共同组成了所述第二研磨盘的正面(221)。2.根据权利要求1所述用于铁磁性材质的凸度圆柱滚子滚动表面精加工的磁性研磨盘套件,其特征在于,所述第一研磨盘各内凹弧线沟槽(2111)的入口(21118)均位于所述第一研磨盘(21)的外缘,所述第一研磨盘各内凹弧线沟槽(2111)的出口(21119)均位于所述第一研磨盘(21)的内缘;或者所述第一研磨盘各内凹弧线沟槽(2111)的入口(21118)均位于所述第一研磨盘(21)的内缘,所述第一研磨盘各内凹弧线沟槽(2111)的出口(21119)均位于所述第一研磨盘(21)的外缘。3.一种用于铁磁性材质的凸度圆柱滚子滚动表面精加工的研磨设备,其特征在于,包括主机、滚子循环盘外系统(4)和如权利要求1或2所述用于铁磁性材质的凸度圆柱滚子滚动表面精加工的磁性研磨盘套件(2);所述主机包括基座(11)、立柱(12)、横梁(13)、滑台(14)、上托盘(15)、下托盘(16)、轴向加载装置(17)和主轴装置(18);所述基座(11)、立柱(12)和横梁(13)组成所述主机的框架;所述磁性研磨盘套件(2)的第一研磨盘(21)与所述下托盘(16)连接,所述磁性研磨盘套件(2)的第二研磨盘(22)与所述上托盘(15)连接;所述滑台(14)通过所述轴向加载装置(17)与所述横梁(13)连接,所述立柱(12)还可以作为导向部件为所述滑台(14)沿所述第二研磨盘(22)的轴线作直线运动提供导向作用;所述滑台(14)在所述轴向加载装置(17)的驱动下,在所述立柱(12)或其他导向部件的约束下,沿所述第二研磨盘(22)的轴线作直线运动;所述主轴装置(18)用于驱动所述第一研磨盘(21)或第二研磨盘(22)绕其轴线回转;所述滚子循环盘外系统(4)包括滚子收集装置(41)、滚子退磁装置(42)、滚子输送系统(43)、滚子整理机构(44)和滚子送进机构(45);所述滚子收集装置(41)设置在所述第一研磨盘各内凹弧线沟槽(2111)的出口(21119)处,用于收集从所述各内凹弧线沟槽(2111)的出口(21119)离开研磨加工区域H的被加工凸度圆柱滚子(3);所述滚子输送系统(43)用于将被加工凸度圆柱滚子(3)从所述滚子收集装置(41)处输送至所述滚子送进机构(45)处;所述滚子退磁装置(42)设置在滚子盘外循环路径中的所述滚子输送系统(43)中或滚子输送系统(43)之前用于对被第二研磨盘基体内部的环状磁性结构(226)的磁场磁化的铁磁性材质的被加工凸度圆柱滚子(3)消磁;所述滚子整理机构(44)设置在所述滚子送进机构(45)的前端,用于将被加工凸度圆柱滚子的轴线(31)调整到所述滚子送进机构(45)所要求的方向;研磨加工时,所述磁性研磨盘套件(2)的回转存在两种方式;方式一、所述第一研磨盘(21)绕其轴线回转,所述第二研磨盘(22)不回转;方式二、所述第一研磨盘(21)不回转,所述第二研磨盘(22)绕其轴线回转;所述主机存在三种构型:主机构型一用于所述磁性研磨盘套件(2)以方式一回转;主机构型二用于所述磁性研磨盘套件(2)以方式二回转;主机构型三既适用于所述磁性研磨盘套件(2)以方式一回转,又适用于所述磁性研磨盘套件(2)以方式二回转;对应于主机构型一:所述主轴装置(18)安装在所述基座(11)上,通过与其连接的所述下托盘(16)驱动所述第一研磨盘(21)绕其轴线回转;所述上托盘(15)与所述滑台(14)连接;研磨加工时,所述第一研磨盘(21)绕其轴线回转;所述滑台(14)在所述立柱(12)或其他导向部件的约束下,连同与其连接的上托盘(15)、以及与所述上托盘连接的第二研磨盘(22)沿所述第二研磨盘(22)的轴线向所述第一研磨盘(21)趋近,并对分布于所述第一研磨盘(2...
【专利技术属性】
技术研发人员:任成祖,刘伟峰,张婧,葛翔,闫传滨,靳新民,杨影,张云辉,
申请(专利权)人:天津大学,
类型:发明
国别省市:天津,12
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