本发明专利技术涉及一种磨削大直径轴承的成型砂轮精密修整方法及其柔性装置，成型砂轮精密修整方法是，通过沿砂轮轴向（Ｘ轴）、径向（Ｙ轴）的插补进给移动和绕砂轮切向（Ｚ轴）的摆动，合成金刚笔（６）的修整运动轨迹。柔性装置主要由伺服驱动电机（１）、谐波减速器（２）、联轴器（３）、轴承（４）、转轴（５）、调节螺杆（７）、刻度盘（８）、支撑座（９）组成。将金刚笔（６）安装在转轴（５）上，由刻度盘（８）驱动调整螺杆（７），调整金刚笔尖相对转轴摆动中心（Ｏ－Ｏ）的距离（Ｒ），即形成金刚笔的摆动半径，并由伺服电机驱动转轴（５）带动金刚笔绕Ｚ轴摆动。柔性装置安装在工作台（１０）上，由工作台带动柔性装置，实现金刚笔沿Ｘ轴、Ｙ轴的插补进给移动，Ｘ、Ｙ、Ｚ轴的合成运动由ＰＬＣ控制。本发明专利技术可解决现有技术中砂轮修整精度低，砂轮修整装置（器）匹配性小的问题。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于轴承制造领域，特别是涉及一种磨削大直径轴承的成型砂轮精密修整柔性装置以及方法。
技术介绍
近年来，随着我国汽车、铁路提速、轨道交通等的迅速发展，轴承等关键和通用零 部件的需求量和性能要求也越来越高。但是，由于我国尚缺乏先进的、具有自主知识产权的 轴承制造工艺及其专用设备，所生产的轴承尚不能达到国际高精度或高性能轴承标准。大 多数与铁路机车车辆配套的轴承制造公司是中外合资企业，如南口斯凯孚铁路轴承公司是 中瑞(瑞士SKF)合资，银川富安捷轴承公司是中德(德国FAG)合资，我国国有企业或民 营企业大多因所生产轴承的疲劳寿命等性能差距而不能进入0EM(0riginal Equipment/ Entrusted Manufacture)市场。 我国滚子轴承的使用寿命与发达国家同类产品差距大的主要原因是，国内滚子轴 承加工技术难以支持凸度设计理论及其精度的实现，从而导致轴承在运转过程中滚子两端 边缘压力奇异分布，即边缘应力集中现象，使轴承过早产生疲劳磨损而失效。基于凸度理论 的滚子轴承工作表面，可以很好地改善或消除边缘应力集中现象。目前，国内企业生产的球 轴承和球面轴承专用磨床，大多采用传统的沿砂轮径向(Y轴)和轴向(X轴)进行插补的 砂轮修整方法。对于修整高精度大规格轴承的成型砂轮，传统方法的弊端在于， 一方面在修 整成型砂轮时，金刚笔的工作方向是恒定不变的，即大多处于成型砂轮曲线的非法线方向， 从而导致金刚笔与砂轮接触时发生干涉和金刚笔接触点的不确定性，而影响成型砂轮的修 整精度乃至轴承沟道的磨削精度；另一方面为了提高和确保插补运动精度，会对单轴坐标 最小步长及其精度要求很高。此外，传统弓型修整器的尺寸规格与其所修整的砂轮成型面 曲率半径成正比，即一个弓型修整器所适用的轴承规格非常有限。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种磨削大直径轴承的成型砂轮精密修整方 法及其柔性装置，以解决现有技术中砂轮修整精度低，砂轮修整装置(器)匹配性小的问 题。 本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是提供一种磨削大直径轴承的成型砂 轮精密修整方法，金刚笔的修整轨迹按砂轮轴向(X向)、径向(Y向)的进给移动和绕砂轮 切向(Z轴)的摆动插补合成，合成运动由PLC控制。 提供一种实现磨削大直径轴承的成型砂轮精密修整方法的柔性装置，由伺服驱动 电机、谐波减速器、联轴器、轴承、转轴、调节螺杆、刻度盘、支撑座组成，转轴的中部装有调 节螺杆，调节螺杆前端装有金刚笔，后部装有刻度盘，谐波减速器下方通过联轴器与转轴相 连接，上方连接伺服驱动电机。 所述的调节螺杆和刻度盘组成金刚笔位置调节机构。3 所述的轴承套在转轴上，伺服驱动电机、谐波减速器及转轴的两端都固定在支撑 座上，柔性装置的底部为工作台。 绕砂轮切向(Z轴)的摆动插补运动的实现方式是由调节机构的刻度盘驱动调整 螺杆，调整金刚笔尖相对转轴摆动中心(0-0)的距离(R)，即形成金刚笔的摆动半径，并由 伺服电机驱动转轴带动金刚笔绕Z轴摆动。 支持大直径轴承成型砂轮精密修整的柔性装置安装在工作台上，由工作台带动柔 性装置，实现金刚笔沿X向、Y向的插补进给移动。 金刚笔修整成型砂轮产生的轮廓误差(AB)取决于X轴、Y轴和Z轴的合成运动， 其计算公式为 AB = 2RSin2( e /4) = 2 ( A Y2/AX+AX) Sin2 ( 9 /4)，其中: Z轴摆角9 = arctg( AX/AY) Z轴摆动半径R二 AY2/AX+AX AX、 AY分别为X轴、Y轴的单步进给量。 有益效果 本专利技术所述的磨削大直径轴承的成型砂轮精密修整柔性装置以及方法，通过增加 绕砂轮切向(Z向)摆动形成的插补运动，其对砂轮的修整精度比单纯采用2轴插补运动的 精度高。即传统2轴插补方法中，如图2所示的砂轮修整精度AB直接取决于工作台的最 小进给量，而增加Z向摆动后形成的插补运动精度如图3所示， 一般可以縮小到工作台最小 进给的1/9。也即X轴的最小进给量包括反向间隙误差等对成型砂轮轮廓修整精度的影响 很小，从而避免了修整高精度球轴承沟道砂轮时对单轴坐标最小步长的限制与极高的步长 精度要求，降低了对砂轮修整装置的制造要求，提高了球轴承沟道砂轮的修整精度及其所 磨削轴承的轮廓精度。同时，对于大直径轴承而言，再大的轴承直径变化，只需要改变金刚 笔相对被修整砂轮的初始位置，而球轴承的滚道弧线斜率变化，只需要改变金刚笔笔尖与 修整装置回转中心(0-0)的距离，即回转半径R，而不要重新更换修整装置。本专利技术所述的 磨削大直径轴承的成型砂轮精密修整方法及其柔性装置，可以大大降低砂轮修整装置及其 进给装置的制造精度要求，并可满足高精度轴承极高的轮廓度要求，而且可以适合轴承直 径差异很大的情况，尤其适合大直径高精度轴承，性价比高，解决了轴承磨床行业的技术难 题，填补了该领域的空白。附图说明 图l是本专利技术主视图。 图2是现有技术的运动轨迹和精度分析图。 图3是本专利技术的运动轨迹和精度分析图。 其中1-伺服电机，2_谐波减速器，3_联轴器，4_轴承，5_转轴，6_金刚笔，7-调 节螺杆，S-刻度盘，9_支撑座，10-工作台。具体实施例方式下面结合具体实施例，进一步阐述本专利技术。应理解，这些实施例仅用于说明本专利技术 而不用于限制本专利技术的范围。此外应理解，在阅读了本专利技术讲授的内容之后，本领域技术人4员可以对本专利技术作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定 的范围。 实施例1 —种磨削大直径轴承的成型砂轮精密修整方法，金刚笔的修整轨迹按砂轮轴向(X 向)、径向(Y向)的进给移动和绕砂轮切向(Z轴)的摆动插补合成，合成运动由PLC控制。 如图1所示，一种支持大直径轴承成型砂轮精密修整的柔性装置，包括伺服驱动 电机1、谐波减速器2、联轴器3、轴承4、转轴5、调节螺杆7、刻度盘8、支撑座9，转轴5的中 部装有调节螺杆7，调节螺杆7前端装有金刚笔6，后部装有刻度盘8，谐波减速器2下方通 过联轴器3与转轴5相连接，上方连接伺服驱动电机1。 所述的调节螺杆7和刻度盘8组成金刚笔位置调节机构。 所述的轴承4套在转轴5上，伺服驱动电机1、谐波减速器2及转轴5的两端都固 定在支撑座9上，柔性装置的底部为工作台10。 调节机构的刻度盘8驱动调整螺杆7，调整金刚笔尖相对转轴摆动中心(0-0)的距 离(R)，即形成金刚笔的摆动半径，并由伺服电机驱动转轴5带动金刚笔绕Z轴摆动。 将大直径轴承成型砂轮精密修整柔性装置安装在工作台10上，由工作台带动柔 性装置，实现金刚笔沿X向、Y向的插补进给移动。 金刚笔6修整成型砂轮所产生的轮廓误差(AB)取决于X轴、Y轴和Z轴的合成 运动，其计算公式为 AB = 2RSin2( 9 /4) = 2 ( A Y2/AX+AX) Sin2 ( 9 /4)，其中 e为Z轴摆角，e = arctg(AX/AY) R为Z轴摆动半径，R = A Y2/ A X+ A X A X、 A Y分别为X轴、Y轴的单步进给量。 本实施例的要求是，为球轴承内圈沟道磨床(型号为3MB1330A)配置成型砂轮修 整装置并预测成型砂轮的修整精度。已知所用的成型砂轮直径为600mm，其可适用磨本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种磨削大直径轴承的成型砂轮精密修整方法，其特征在于：金刚笔（６）的修整运动轨迹由沿砂轮轴向（Ｘ向）、径向（Ｙ向）的插补进给移动和绕砂轮切向（绕Ｚ轴）的摆动合成，且合成运动由ＰＬＣ控制。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：李蓓智，吉启维，罗坚，朱江良，邬舟平，
申请(专利权)人：东华大学，宁波安杰森精密机械制造有限公司，
类型：发明
国别省市：31[中国|上海]
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