陶瓷圆柱滚子贯穿式无心磨削加工装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术的陶瓷圆柱滚子贯穿式无心磨削加工装置通过在导轮侧部设置修整轮，并在磨削轮和修整轮侧部分别设置工具电极，加工时，采用电解的方式使磨削轮和修整轮表面的金属结合剂发生阳极溶解实现在线同步修整，以使砂轮和修整轮在同一基准上修整，从而在机械结构上保证较高的修整精度，此外，在线电解修整可避免砂轮表面钝化堵塞，使砂轮长期保持良好的磨削性能，同时导轮在线修整，使导轮与圆柱滚子接触摩擦系数稳定，从而，获得较高的圆柱滚子加工精度，保证圆柱滚子的表面质量，同时，获得较高的加工效率。

【技术实现步骤摘要】
陶瓷圆柱滚子贯穿式无心磨削加工装置
本技术涉及陶瓷圆柱滚子的高效、高精度无心磨削加工方法及装置，属于精密与超精密加工

技术介绍
圆柱滚子作为一种滚动体，由于其与滚道之间为线接触，具有承受高负荷的能力，特别适用于大载荷并高速旋转的机械装备，如高速机床主轴、风力发电机、轨道机车等领域。随着机械设备主轴向高速化精密化发展，陶瓷圆柱滚子具有高硬度、高刚性、耐高温、耐腐蚀等极为优良的综合性能，被认为是制造轴承滚动体的最佳材料。贯穿式无心磨削技术是陶瓷圆柱滚子外圆加工的主要方式，其加工系统主要包括砂轮(磨削轮)、导轮、托板和圆柱滚子(工件)，砂轮相对导轮呈一定倾斜角度设置。加工时，圆柱滚子放置在砂轮、导轮之间，圆柱滚子不用顶针定心和支撑，以被磨削的外圆本身作为定位基准，圆柱滚子靠砂轮和导轮同时驱动作滚动和直线进给，通过砂轮进行材料去除。无心磨削技术无需对滚子进行装夹定位即可加工出整个圆柱面，易于实现生产过程的自动化，生产效率高。然而，在加工过程中，磨削区域磨削力大、磨削温度高、造成砂轮极易钝化、堵塞而丧失其磨削功能，导轮对滚子起到定位、支承、回转驱动和贯穿驱动的作用，其轮廓形状精度直接影响滚子的定位和运动精度，而加工过程导轮与滚子长期接触，其表面易磨损。对于加工高硬度、高刚性、耐磨损的陶瓷材料，这些情况更加突出。无心磨床上配置的砂轮修整器和导轮修整器，主要为可独立调节的金刚石笔，但由于各构件均为独立运动，引入的运动误差较大，使得修整精度低，且修整过程耗时降低了加工效率，难以满足圆柱滚子高效率、高精度加工要求。因此，亟需开发新的陶瓷圆柱滚子无心磨削加工技术，以有效解决无心磨削加工中砂轮、导轮修整精度低，影响加工精度的问题，以及修整过程耗时影响加工效率的问题。
技术实现思路
为了克服现有技术中所存在的上述不足，本技术提供了陶瓷圆柱滚子贯穿式无心磨削加工装置，该装置可以实现陶瓷圆柱滚子高效、高精度磨削加工。本技术的技术方案是：陶瓷圆柱滚子贯穿式无心磨削加工装置，包括磨削轮、导轮，以及设于磨削轮和导轮之间的托板；所述导轮相对磨削轮倾斜一定角度设置；所述磨削轮通过磨削轮十字滑台设于机架上，可相对机架作横向和纵向移动；所述托板通过托板直线滑台设于机架上，可相对机架作横向移动；所述导轮通过导轮直线滑台设于托板直线滑台上，可相对托板直线滑台的台面作横向移动；所述托板的上方设有磨削冷却喷头，磨削冷却喷头与磨削液供给装置相连；还包括设于磨削轮侧部的磨削轮工具电极，设于导轮侧部的修整轮，以及设于修整轮侧部的修整轮工具电极；所述磨削轮为金属结合剂砂轮，所述修整轮为金属结合剂修整轮；所述修整轮通过修整轮十字滑台设于导轮直线滑台上，可相对导轮直线滑台的台面作横向和纵向移动；所述磨削轮工具电极通过磨削轮工具电极十字滑台设于磨削轮十字滑台上，可相对磨削轮十字滑台的台面作横向和纵向移动；所述磨削轮工具电极与电解电源的负极相连，所述磨削轮的主轴通过电刷与电解电源的正极相连；所述修整轮工具电极通过修整轮工具电极直线滑台设于修整轮十字滑台上，可相对修整轮十字滑台的台面作横向移动；所述修整轮工具电极与电解电源的负极相连，所述修整轮的中心通过电刷与电解电源的正极相连；所述磨削轮工具电极的上方设有磨削轮修整喷头，所述修整轮工具电极的上方设有导轮修整喷头，磨削轮修整喷头和导轮修整喷头分别与磨削液供给装置相连。与现有技术相比，本技术的陶瓷圆柱滚子贯穿式无心磨削加工装置通过在导轮侧部设置修整轮，并为磨削轮和修整轮配备特定的电解修整组件，使得在磨削加工的同时可以以电解的形式使磨削轮和修整轮表面的金属结合剂发生阳极溶解，对磨削轮和修整轮进行在线同步修整，以使砂轮和修整轮在同一基准上修整，从而在机械结构上保证较高的修整精度，此外，在线电解修整可避免砂轮表面钝化堵塞，使砂轮长期保持良好的磨削性能，同时导轮在线修整，使导轮与圆柱滚子接触摩擦系数稳定，从而，获得较高的圆柱滚子加工精度，保证圆柱滚子的表面质量，同时，获得较高的加工效率，将对提高精密陶瓷圆柱滚子批量生产的加工效率和加工精度，起到非常积极的作用，可为高速、高精度主轴系统提供关键的基础零件，促进数控机床、精密仪器等相关产业向着高速，高效，高精度的方向快步发展，而且可以逐步形成专业生产高精度陶瓷圆柱滚子轴承的高科技产业，培育新的经济增长点。作为优化，前述的陶瓷圆柱滚子贯穿式无心磨削加工装置中，所述机架上设有超声发生器，超声发生器通过电滑环与换能器电性连接，换能器与变幅杆固联，变幅杆通过变幅杆十字滑台设于机架上；所述变幅杆的端部和所述磨削轮的主轴的端部对应设有连接配合结构，可以使变幅杆和磨削轮的主轴相连。加工时，可以将变幅杆接入砂轮主轴，超声发生器发出超声频率的电信号，经换能器转换成高频机械振动，再由变幅杆将机械振动振幅扩大，传递给砂轮主轴，使砂轮主轴获得轴向超声振动，进一步提高陶瓷圆柱滚子无心磨削的加工效率。作为优化，前述的陶瓷圆柱滚子贯穿式无心磨削加工装置中，所述电解电源为脉冲电解电源。专利技术人发现，采用脉冲电解电源，修整精度更高。优选的，所述电解电源的输出电压为5-100V。作为优化，前述的陶瓷圆柱滚子贯穿式无心磨削加工装置中，所述导轮可以相对磨削轮倾斜5-8度设置。附图说明图1是使用本技术的陶瓷圆柱滚子贯穿式无心磨削加工装置对陶瓷圆柱滚子进行磨削加工的状态示意图；图2是本技术实验例的工件加工后的最好圆度值。附图中的标记为：1-磨削轮；2-导轮；3-托板；4-磨削轮十字滑台；5-机架；6-托板直线滑台；7-导轮直线滑台；8-磨削轮工具电极；9-修整轮；10-修整轮工具电极；11-磨削冷却喷头；12-磨削轮工具电极十字滑台；13-磨削液供给装置；14-修整轮工具电极直线滑台；15-磨削轮修整喷头；16-导轮修整喷头；17-超声发生器；18-换能器；19-变幅杆；20-变幅杆十字滑台；21-电解电源；22-修整轮十字滑台；23-陶瓷圆柱滚子。具体实施方式下面结合附图和实施例对本技术作进一步的说明，但并不作为对本技术限制的依据。本技术的陶瓷圆柱滚子贯穿式无心磨削加工装置可以通过对现有的贯穿式无心磨床进行改造获得。参见图1，作为一个具体实施例：本技术的陶瓷圆柱滚子贯穿式无心磨削加工装置包括磨削轮1、导轮2，以及设于磨削轮1和导轮2之间的托板3；所述导轮2相对磨削轮1倾斜5°设置；所述磨削轮1通过磨削轮十字滑台4设于机架5上，可相对机架5作横向和纵向移动；所述托板3通过托板直线滑台6设于机架5上，可相对机架5作横向移动；所述导轮2通过导轮直线滑台7设于托板直线滑台6上，可相对托板直线滑台6的台面作横向移动；所述托板3的上方设有磨削冷却喷头11，磨削冷却喷头11与磨削液供给装置13相连；还包括设于磨削轮1侧部的磨削轮工具电极8，设于导轮2侧部的修整轮9，以及设于修整轮9侧部的修整轮工具电极10；所述磨削轮1为金属结合剂砂轮，所述修整轮9为金属结合剂修整轮；所述修整轮本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.陶瓷圆柱滚子贯穿式无心磨削加工装置，包括磨削轮(1)、导轮(2)，以及设于磨削轮(1)和导轮(2)之间的托板(3)；所述导轮(2)相对磨削轮(1)倾斜一定角度设置；所述磨削轮(1)通过磨削轮十字滑台(4)设于机架(5)上，可相对机架(5)作横向和纵向移动；所述托板(3)通过托板直线滑台(6)设于机架(5)上，可相对机架(5)作横向移动；所述导轮(2)通过导轮直线滑台(7)设于托板直线滑台(6)上，可相对托板直线滑台(6)的台面作横向移动；所述托板(3)的上方设有磨削冷却喷头(11)，磨削冷却喷头(11)与磨削液供给装置(13)相连；/n其特征在于：还包括设于磨削轮(1)侧部的磨削轮工具电极(8)，设于导轮(2)侧部的修整轮(9)，以及设于修整轮(9)侧部的修整轮工具电极(10)；所述磨削轮(1)为金属结合剂砂轮，所述修整轮(9)为金属结合剂修整轮；所述修整轮(9)通过修整轮十字滑台(22)设于导轮直线滑台(7)上，可相对导轮直线滑台(7)的台面作横向和纵向移动；所述磨削轮工具电极(8)通过磨削轮工具电极十字滑台(12)设于磨削轮十字滑台(4)上，可相对磨削轮十字滑台(4)的台面作横向和纵向移动；所述磨削轮工具电极(8)与电解电源(21)的负极相连，所述磨削轮(1)的主轴通过电刷与电解电源(21)的正极相连；所述修整轮工具电极(10)通过修整轮工具电极直线滑台(14)设于修整轮十字滑台(22)上，可相对修整轮十字滑台(22)的台面作横向移动；所述修整轮工具电极(10)与电解电源(21)的负极相连，所述修整轮(9)的中心通过电刷与电解电源(21)的正极相连；所述磨削轮工具电极(8)的上方设有磨削轮修整喷头(15)，所述修整轮工具电极(10)的上方设有导轮修整喷头(16)，磨削轮修整喷头(15)和导轮修整喷头(16)分别与磨削液供给装置(13)相连。/n...

【技术特征摘要】
1.陶瓷圆柱滚子贯穿式无心磨削加工装置，包括磨削轮(1)、导轮(2)，以及设于磨削轮(1)和导轮(2)之间的托板(3)；所述导轮(2)相对磨削轮(1)倾斜一定角度设置；所述磨削轮(1)通过磨削轮十字滑台(4)设于机架(5)上，可相对机架(5)作横向和纵向移动；所述托板(3)通过托板直线滑台(6)设于机架(5)上，可相对机架(5)作横向移动；所述导轮(2)通过导轮直线滑台(7)设于托板直线滑台(6)上，可相对托板直线滑台(6)的台面作横向移动；所述托板(3)的上方设有磨削冷却喷头(11)，磨削冷却喷头(11)与磨削液供给装置(13)相连；
其特征在于：还包括设于磨削轮(1)侧部的磨削轮工具电极(8)，设于导轮(2)侧部的修整轮(9)，以及设于修整轮(9)侧部的修整轮工具电极(10)；所述磨削轮(1)为金属结合剂砂轮，所述修整轮(9)为金属结合剂修整轮；所述修整轮(9)通过修整轮十字滑台(22)设于导轮直线滑台(7)上，可相对导轮直线滑台(7)的台面作横向和纵向移动；所述磨削轮工具电极(8)通过磨削轮工具电极十字滑台(12)设于磨削轮十字滑台(4)上，可相对磨削轮十字滑台(4)的台面作横向和纵向移动；所述磨削轮工具电极(8)与电解电源(21)的负极相连，所述磨削轮(1)的主轴通过电刷与电解电源(21)的正极相连；所述修整轮工具电极(10)通过修整轮工具电极直线滑台(14)设于修整轮十...

【专利技术属性】
技术研发人员：周芬芬，姚蔚峰，李凯，夏如艇，孙枭童，秋朋园，吴继华，
申请(专利权)人：台州学院，
类型：新型
国别省市：浙江;33