基于保持架偏心轉(zhuǎn)擺式雙平面研磨的圓柱形零件外圓加工裝置制造方法
【專利摘要】一種基于保持架偏心轉(zhuǎn)擺式雙平面研磨的圓柱形零件外圓加工裝置，包括上研磨盤、保持架和下研磨盤，所述上研磨盤位于下研磨盤上方，所述保持架位于上研磨盤與下研磨盤之間，上研磨盤的轉(zhuǎn)軸和下研磨盤的轉(zhuǎn)軸呈同軸設(shè)置，所述保持架的軸心線和上、下研磨盤的轉(zhuǎn)軸存在確定偏距，所述保持架與保持架驅(qū)動(dòng)曲軸相連。本發(fā)明提供一種加工精度高、加工一致性良好的基于保持架偏心轉(zhuǎn)擺式雙平面研磨的圓柱形零件外圓加工裝置。
【專利說明】基于保持架偏心轉(zhuǎn)擺式雙平面研磨的圓柱形零件外圓加工裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及圓柱形零件外圓加工裝置，尤其是一種基于雙平面研磨的圓柱形零件外圓加工裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]軸承是裝備制造業(yè)中重要的、關(guān)鍵的基礎(chǔ)零部件，直接決定著重大裝備和主機(jī)產(chǎn)品的性能、質(zhì)量和可靠性，被譽(yù)為裝備制造的“心臟”部件。精密圓柱形零件作為軸承的關(guān)鍵零件，其精度和一致性對(duì)軸承的工作性能和使用壽命起到至關(guān)重要的作用。
[0003]目前，圓柱形零件的批量加工國(guó)內(nèi)外普遍采用無心磨削的方式，它是一種工件不定中心的研磨加工，加工時(shí)不用對(duì)工件進(jìn)行裝夾定位，加工效率高，能很好地用于大批量的生產(chǎn)，但無心磨削最大的問題在于自身無法解決加工過程中零件運(yùn)動(dòng)軸線與主動(dòng)輪和導(dǎo)輪的軸線時(shí)刻保持一致的問題，這就極大影響了加工件表面磨削的均勻性，從而無法保證加工一致性。近年來隨著對(duì)設(shè)備儀器性能的不斷提高，對(duì)圓柱滾子的精度和一致性提出了越來越高的要求，這就有必要開發(fā)一種高精度圓柱形零件的批量加工裝置。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為了克服已有雙平面研磨的圓柱形零件加工裝置的加工精度較低、加工一致性較差的不足，本發(fā)明提供一種加工精度高、加工一致性良好的基于保持架偏心轉(zhuǎn)擺式雙平面研磨的圓柱形零件加工裝置。
[0005]本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:
[0006]一種基于保持架偏心轉(zhuǎn)擺式雙平面研磨的圓柱形零件外圓加工裝置，包括上研磨盤、保持架和下研磨盤，所述上研磨盤位于下研磨盤上方，所述保持架位于上研磨盤與下研磨盤之間，上研磨盤的轉(zhuǎn)軸和下研磨盤的轉(zhuǎn)軸呈同軸設(shè)置，所述保持架的軸心線和上、下研磨盤的轉(zhuǎn)軸存在確定偏距，所述保持架與保持架驅(qū)動(dòng)曲軸相連。
[0007]進(jìn)一步，所述保持架驅(qū)動(dòng)曲軸為折線形狀的軸，所述曲軸上下兩端的軸心線之間存在確定偏距，所述下研磨盤的轉(zhuǎn)軸呈中空狀，下研磨盤的中部開有通孔，所述曲軸穿過所述下研磨盤的轉(zhuǎn)軸內(nèi)腔和通孔。
[0008]更進(jìn)一步，所述保持架的中心孔與保持架驅(qū)動(dòng)曲軸相連。
[0009]再進(jìn)一步，所述保持架呈圓盤狀，所述保持架的盤面上開有供待加工零件放置的加工槽，呈放射狀、同心圓狀或柵格狀分布。
[0010]本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思為:待加工的圓柱形工件以一定的排列方式放置在上、下研磨盤之間的保持架中，上、下研磨盤與保持架構(gòu)成平行平面。在加工載荷的作用下，工件與上、下研磨盤接觸；上、下研磨盤以及保持架可按各自的轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)動(dòng)，保持架在保持架驅(qū)動(dòng)軸的驅(qū)動(dòng)下可做自轉(zhuǎn)加偏心公轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)；圓柱形工件在上、下研磨盤和保持架的作用下繞保持架中心公轉(zhuǎn)同時(shí)自身滾動(dòng)，作復(fù)雜空間運(yùn)動(dòng)。通過調(diào)整研磨盤和保持架之間的轉(zhuǎn)速比，各個(gè)圓柱形工件的外圓與研磨盤上的各點(diǎn)交替接觸，以平面零件雙面研磨的方式，對(duì)一批圓柱形工件的外圓同時(shí)進(jìn)行加工；可保證各工件加工條件的一致性，使各圓柱形工件的外圓獲得均勻研磨；同時(shí)，由于誤差勻化的原理，單個(gè)工件的形狀誤差以及一批工件的尺寸誤差充分勻化，從而獲得高精度、高一致性的圓柱形零件。由于采用了研磨和拋光工藝，使得圓柱形零件的外圓具備納米級(jí)鏡面的表面質(zhì)量，較少的表面損傷和殘余應(yīng)力。
[0011]本發(fā)明的有益效果主要表現(xiàn)在:1.每個(gè)圓柱形工件的加工條件都是一致的，實(shí)現(xiàn)一批工件尺寸精度和形狀精度的一致化；2.采用了研磨和拋光工藝，使得圓柱形零件的外圓具備納米級(jí)鏡面的表面質(zhì)量，較少的表面損傷和殘余應(yīng)力。3.應(yīng)用“進(jìn)化加工原理”，加工精度對(duì)設(shè)備精度的依賴度相對(duì)較小，能夠制造出加工精度遠(yuǎn)超設(shè)備精度的零件，制造成本低；4.適用于各種材質(zhì)、類型的圓柱形零件外圓加工，尤其是鋼制和陶瓷材料的軸承用精密圓柱滾子外圓加工。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]圖1是本發(fā)明中基于保持架偏心轉(zhuǎn)擺式雙平面研磨的圓柱形零件外圓加工裝置示意圖。
[0013]圖2是本發(fā)明中圖1的俯視圖。
[0014]圖3是本發(fā)明中一種保持架的開槽形狀和布局圖。
[0015]圖4是本發(fā)明中另一種保持架的開槽形狀和布局圖。
【具體實(shí)施方式】
[0016]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述。
[0017]參照?qǐng)D1?圖4, 一種基于保持架偏心轉(zhuǎn)擺式雙平面研磨的圓柱形零件外圓加工裝置，包括上研磨盤2、保持架4和下研磨盤5，所述上研磨盤2位于下研磨盤5上，所述保持架4位于上研磨盤2與下研磨盤5之間，上研磨盤2的轉(zhuǎn)軸和下研磨盤5的轉(zhuǎn)軸呈同軸設(shè)置，所述保持架4的軸心線和上、下研磨盤的轉(zhuǎn)軸存在確定偏距，所述保持架4與保持架驅(qū)動(dòng)曲軸7相連。
[0018]進(jìn)一步，所述保持架驅(qū)動(dòng)曲軸7為折線形狀的軸，所述曲軸上下兩端的軸心線之間存在確定偏距，所述下研磨盤的轉(zhuǎn)軸6呈中空狀，下研磨盤5的中部開有通孔，所述曲軸穿過所述下研磨盤的轉(zhuǎn)軸內(nèi)腔和通孔。
[0019]更進(jìn)一步，所述保持架4的中心孔與保持架驅(qū)動(dòng)曲軸4相連。
[0020]再進(jìn)一步，所述保持架4呈圓盤狀，所述保持架4的盤面上開有供待加工零件3放置的加工槽，呈放射狀、同心圓狀或柵格狀分布。
[0021]所述上、下研磨盤的轉(zhuǎn)軸的軸心線8，所述保持架的的中心孔所在軸心線9。
[0022]如圖1和2所示，保持架驅(qū)動(dòng)曲軸7為一折線形狀的軸，軸兩端的軸心線之間存在確定偏心量，且偏心量可調(diào)，一般偏心量不能少于圓柱形工件3的軸向長(zhǎng)度。保持架驅(qū)動(dòng)曲軸7 —端與傳動(dòng)系統(tǒng)相連，它的軸心線與上研磨盤2和驅(qū)動(dòng)軸1、下研磨盤5和驅(qū)動(dòng)軸6的軸心線同軸；保持架驅(qū)動(dòng)曲軸7另一端與保持架4的中心孔相連，兩者之間可安裝滑動(dòng)軸承或滾動(dòng)軸承；保持架4放置在上研磨盤2和下研磨盤5之間，保持架4上開槽，待加工的工件3放置在保持架4的槽中；上研磨盤、下研磨盤、保持架驅(qū)動(dòng)曲軸由三個(gè)電機(jī)通過傳動(dòng)系統(tǒng)分別獨(dú)立驅(qū)動(dòng)，轉(zhuǎn)速可以任意調(diào)節(jié)，O1為上研磨盤的轉(zhuǎn)速，ω2為保持架的轉(zhuǎn)速，ω3為下研磨盤的轉(zhuǎn)速。
[0023]如圖3、4所示，保持架包含兩個(gè)部分:10.基體；11.孔槽。保持架的基體10呈圓盤狀，基體10上開有多個(gè)孔槽11，孔槽11為通孔，用來約束圓柱工件的運(yùn)動(dòng)，成放射狀、同心圓狀或柵格狀分布；孔槽11的形狀可以為矩形、八邊形或圓形等各種形狀，孔槽11的尺寸足以恰好放入圓柱工件；孔槽11的對(duì)稱線可指向基體10的中心，或與基體10的徑向呈確定偏角，一般在15°以內(nèi)。
[0024]如圖1和圖2所示，加工時(shí)，將一批工件3放在保持架4的槽中，通過上研磨盤2對(duì)工件3施加載荷。在保持架驅(qū)動(dòng)曲軸7的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)下，保持架4中心繞上研磨盤2和下研磨盤5的轉(zhuǎn)軸做公轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，同時(shí)繞自身中心做自轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。在保持架4的作用下，工件3繞保持架4的中心做公轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，同時(shí)在上研磨盤2和下研磨盤5的作用下進(jìn)行滾動(dòng)。調(diào)節(jié)上研磨盤2、下研磨盤5和保持架驅(qū)動(dòng)曲軸7的轉(zhuǎn)速，轉(zhuǎn)速大小順序?yàn)?下研磨盤5的轉(zhuǎn)速明顯大于上研磨盤2的轉(zhuǎn)速，遠(yuǎn)大于保持架驅(qū)動(dòng)曲軸7的轉(zhuǎn)速。根據(jù)需要，上研磨盤2和下研磨盤5的材料可以為純金屬(如鑄鐵、銅、錫等)、合金(如不銹鋼、合金鋼等)、陶瓷(如氧化鋯、立方氮化硼等)、樹脂等。根據(jù)需要，加工時(shí)可采用固著磨料或游離磨料實(shí)現(xiàn)材料去除。
[0025]如圖1和圖2所示，若采用游離磨料進(jìn)行研磨加工，需在上研磨盤2上開孔，將研磨液從該孔中噴射到工件3上，通過研磨液中的游離磨料實(shí)現(xiàn)材料去除。若采用游離磨料進(jìn)行拋光加工，需事先在上研磨盤2和下研磨盤5的表面上安裝拋光墊，可選用絨布或者聚氨酯等材料，然后應(yīng)用拋光液進(jìn)行拋光加工，若拋光液不添加磨料，必須添加化學(xué)反應(yīng)物與工件3進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)，對(duì)工件3進(jìn)行化學(xué)機(jī)械去除作用。若采用固著磨料進(jìn)行研磨加工，需事先在上研磨盤2和下研磨盤5的表面上直接涂覆固著磨料，或安裝砂紙。加工過程中，通過上研磨盤2的孔噴射冷卻潤(rùn)滑液。
【權(quán)利要求】
1.一種基于保持架偏心轉(zhuǎn)擺式雙平面研磨的圓柱形零件外圓加工裝置，包括上研磨盤、保持架和下研磨盤，所述上研磨盤位于下研磨盤上方，所述保持架位于上研磨盤與下研磨盤之間，上研磨盤的轉(zhuǎn)軸和下研磨盤的轉(zhuǎn)軸呈同軸設(shè)置，其特征在于:所述保持架的軸心線和上、下研磨盤的轉(zhuǎn)軸存在確定偏距，所述保持架與保持架驅(qū)動(dòng)曲軸相連。
2.如權(quán)利要求1所述的基于保持架偏心轉(zhuǎn)擺式雙平面研磨的圓柱形零件外圓加工裝置，其特征在于:所述保持架驅(qū)動(dòng)曲軸為折線形狀的軸，所述曲軸上下兩端的軸心線之間存在確定偏距，所述下研磨盤的轉(zhuǎn)軸呈中空狀，下研磨盤的中部開有通孔，所述曲軸穿過所述下研磨盤的轉(zhuǎn)軸內(nèi)腔和通孔。
3.如權(quán)利要求1或2所述的基于保持架偏心轉(zhuǎn)擺式雙平面研磨的圓柱形零件外圓加工裝置，其特征在于:所述保持架的中心孔與保持架驅(qū)動(dòng)曲軸相連。
4.如權(quán)利要求1或2所述的基于保持架偏心轉(zhuǎn)擺式雙平面研磨的圓柱形零件外圓加工裝置，其特征在于:所述保持架呈圓盤狀，所述保持架的盤面上開有供待加工零件放置的加工槽，呈放射狀、同心圓狀或柵格狀分布。
【文檔編號(hào)】B24B37/32GK103522168SQ201310321089
【公開日】2014年1月22日 申請(qǐng)日期:2013年7月26日 優(yōu)先權(quán)日:2013年7月26日
【發(fā)明者】袁巨龍, 姚蔚峰, 鐘美鵬, 呂冰海, 鄧乾發(fā), 周文華 申請(qǐng)人:浙江工業(yè)大學(xué)