核電軸承外圈加工專用萬能磨床的制作方法
【專利摘要】核電軸承外圈加工專用萬能磨床，包括機床底座、床身、液壓系統(tǒng)、電控系統(tǒng)、伺服系統(tǒng)，還包括電主軸、主軸升降機構(gòu)、工件軸、砂輪修整器、工件平移機構(gòu)、支撐組件、機械手臂、磁極、砂輪、切削液循環(huán)系統(tǒng)、核電軸承外圈；本發(fā)明在保證加工精度的前提下，可以節(jié)省以往更換機械零件、調(diào)試加工寸法的時間，只需要更換磁極便可繼續(xù)加工，能有效的提升加工效率。
【專利說明】核電軸承外圈加工專用萬能磨床
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種磨床,特別涉及一種軸承加工專用磨床。
【背景技術(shù)】
[0002]數(shù)控磨床在加工核電軸承外圈過程中因為外圈型號和外形尺寸的變化需要更換一些特定的零部件來達到加工的目的，更換過程中需要有調(diào)試及試生產(chǎn)，過程復雜繁瑣。
[0003]通常，現(xiàn)有數(shù)控磨床在開機加工第一個合格品的時候會進行軸承外圈定位更換更符合加工此外圈的設(shè)備或零件，根據(jù)操作工人對設(shè)備的理解程度不同，試生產(chǎn)過程中出現(xiàn)的廢品率也會有一定的差異。
[0004]同時還出現(xiàn)如下問題:調(diào)整難度很大，由于數(shù)控磨床在更換設(shè)備、零件甚至機種時需要手動調(diào)整的部位多，繁瑣復雜。調(diào)整時間很長，由于對加工人員經(jīng)驗要求很高，新手掌握時間會非常長，在此過程中，就需要非常多的時間去進行人機磨合。錯誤率高，因為加工人員的經(jīng)驗，能力不同，在判斷是否調(diào)整好后的試驗過程中，會造成加工工件的報廢量增大。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]我公司針對目前生產(chǎn)的高精度核電軸承，特別設(shè)計了一種加工核電軸承外圈更方便更快捷的磨削機構(gòu)，在保證加工精度的前提下，可以節(jié)省以往更換機械零件、調(diào)試加工寸法的時間，只需要更換磁極便可繼續(xù)加工，能有效的提升加工效率。
[0006]本發(fā)明解決問題的技術(shù)方案，設(shè)計一種核電軸承外圈加工專用萬能磨床，包括機床底座、床身、液壓系統(tǒng)、電控系統(tǒng)、伺服系統(tǒng)，還包括電主軸、主軸升降機構(gòu)、工件軸、砂輪修整器、工件平移機構(gòu)、支撐組件、機械手臂、磁極、砂輪、切削液循環(huán)系統(tǒng)、核電軸承外圈；
[0007]電主軸與主軸升降機構(gòu)均為兩套，分別安裝在工作平移機構(gòu)上部，每套電主軸獨立工作并通過主軸升降機構(gòu)上下移動，電主軸下端部安裝砂輪，電主軸帶動砂輪旋轉(zhuǎn)；
[0008]工件軸設(shè)置在工件平移機構(gòu)上，由電機帶動旋轉(zhuǎn)；工件軸的上部安裝磁極，磁極通電后在上部環(huán)狀端面吸附待加工核電軸承外圈工件；核電軸承外圈工件的軸心與磁極的軸心有一定的偏心量；
[0009]所述的磁極包括磁極底座、工件支撐部、排屑孔、上部環(huán)狀端面，排屑孔為-個，設(shè)置在工件支撐部的側(cè)壁中部，磁極中心孔連接到工件軸；工件平移機構(gòu)即操作臺，在水平方向移動，帶動工件到加工的相應位置；
[0010]所述的支撐組件包括:支撐頭、外殼、聯(lián)軸器、可調(diào)式螺桿推進器、推進器固定板、底座，底座固定在工件平移機構(gòu)上，支撐頭通過聯(lián)軸器與可調(diào)式螺桿推進器連接，并且連接部分在外殼里，外殼的一端安裝推進器固定板對可調(diào)式螺桿推進器進行限位；旋轉(zhuǎn)可調(diào)式螺桿推進器，調(diào)整支撐頭抵住待加工工件；
[0011]所述的砂輪修整器包括金剛石滾輪修整器、點式修整器，點式修整器包括直線修整器、圓弧修整器、斜線修整器；所述的金剛石滾輪修整器包括金剛石表層、金屬骨盤、傳動軸孔三個部分，金剛石表層外形按照核電軸承套圈結(jié)構(gòu)及尺寸進行設(shè)計，工作時，形狀及尺寸通過金剛石滾輪修整器一砂輪一核電軸承套圈三級傳遞；
[0012]所述的直線修整器包括金剛筆a、固定架，通過固定架將金剛筆a固定在工件平移機構(gòu)上，砂輪上下移動完成直線修整；
[0013]所述的圓弧修整器包括金剛筆b、修整器擺臂、上限位器、下限位器，金剛筆b固定在修整器擺臂上，修整器擺臂接近上限位器和下限位器時，傳感器會分別反饋回兩個信號來控制液壓缸的進油管和出油管中的液壓油進出，從而使金剛筆b筆尖點按照設(shè)定的圓弧線大小往復擺動，實現(xiàn)圓弧修整；
[0014]所述的斜線修整器，將金剛筆固定在斜線修整器絲杠上左右移動，砂輪按照一定的速度比完成上下移動，修整出來的砂輪即為圓形梯臺，這種砂輪用于對核電軸承套圈的斜坡面進行磨削加工；
[0015]所述的切削液循環(huán)系統(tǒng):包括過濾部分、冷卻部分、回用部分，過濾部分包括廢液傳輸網(wǎng)、磁輥、濾水橡膠輥、刮板，殘渣回收箱，廢液經(jīng)廢液傳輸網(wǎng)濾水后進入到磁輥、濾水橡膠輥之間，濾水橡膠輥吸附廢液中液體，磁輥將金屬切削渣吸附，在轉(zhuǎn)動過程中金屬切削渣被刮板刮到下面的殘渣回收箱中，過濾后的切削液經(jīng)靜流沉淀進入冷卻部分；冷卻部分設(shè)置制冷機，將切削液冷卻到適當?shù)臏囟?，再通過回用部分的泵返回給砂輪和電主軸冷卻；
[0016]所述的機械手臂包括夾持部、固定部，夾持部取放工件，固定部安裝在工件平移機構(gòu)的機械手臂安裝部，夾持部按照PLC控制指令與加工工序配合完成上料、下料動作。
[0017]有益效果
[0018]利用了現(xiàn)代最實用的伺服系統(tǒng)工作平移機構(gòu)，與之前的手動調(diào)整螺栓相比更加方便快捷的來達到位移調(diào)整，調(diào)整精度可以達到微米，提高了調(diào)整精度、調(diào)整時間、對操作者的技能要求也降低了。
[0019]此設(shè)備為兩套主軸升降機構(gòu)，可以在一整套的加工過程中完成粗磨、精磨兩道工序，以前是需要兩臺設(shè)備分開來完成的，在更換設(shè)備加工的時候會出現(xiàn)二次裝夾，這樣精度就會下降、時間也會過長。
[0020]調(diào)整過程中，多次調(diào)整不止浪費了時間，在每次驗證過程中，都會不可避免的需要加工零件，零件會在這個過程中報廢，而本設(shè)計能夠減少調(diào)整總次數(shù)，自然，零件的報廢量也會降低。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0021 ]下面結(jié)合附圖，詳細介紹本發(fā)明實施例。
[0022]圖1:本發(fā)明磨床的結(jié)構(gòu)原理圖。
[0023]圖2:本發(fā)明磨床的床身部分結(jié)構(gòu)原理圖。
[0024]圖3:支撐組件的結(jié)構(gòu)原理圖。
[0025]圖4:磁極的結(jié)構(gòu)原理圖。
[0026]圖5::切削液循環(huán)系統(tǒng)的原理圖。
[0027]圖6:圓弧修整器原理圖。
[0028]圖7:直線修整器原理圖。[0029]圖8:軸承套圈原理圖。
[0030]圖9:金剛石滾輪修整器工作原理示意圖。
[0031]圖10:金剛石滾輪修整器結(jié)構(gòu)原理圖。
[0032]圖11:斜線修整器工作原理示意圖。
[0033]圖12:機械手臂示意圖。
[0034]圖13:工件與磁極的偏心量示意圖。
[0035]圖14:機械手臂控制主流程圖。
[0036]圖中:1.機床底座,2.床身，3.電控系統(tǒng),4.伺服系統(tǒng),5.電主軸,6.主軸升降機構(gòu)，7.工件軸，8.工件平移機構(gòu)，9.砂輪，10.核電軸承套圈，11.機械手臂安裝部，12.導軌，13.液壓系統(tǒng)；
[0037]101.直線修整器，1011.金剛筆a，1012.固定架，1013.斜線修整器絲杠；102.圓弧修整器，1021.金剛筆b, 1022.修整器擺臂，1023.上限位器，1024.下限位器，1025.液壓缸，1026.進油管，1027.出油管；103.金剛石滾輪修整器，1031.金剛石表層，1032.金屬骨盤，1033.傳動軸孔；
[0038]200.支撐組件，201.支撐頭，202.外殼，203.聯(lián)軸器，204.可調(diào)式螺桿推進器，205.推進器固定板，206.底座；
[0039]300.機械手臂，30L夾持部，302.固定部；
[0040]400.磁極，401.磁極底座，402.工件支撐部、403.排屑孔、404.上部環(huán)狀端面；
[0041]500.切削液循環(huán)系統(tǒng)，501.廢液傳輸網(wǎng)，502.磁輥、503.濾水橡膠輥，504.殘渣回收箱，505.制冷機，506.泵；
[0042]1001.內(nèi)滾道，1002.內(nèi)外徑，1003.外內(nèi)徑，1004.鎖口，1005.非鎖口擋邊，1006.外滾道，1007.軸承內(nèi)圈，1008.軸承外圈；
【具體實施方式】
[0043]一種核電軸承外圈加工專用萬能磨床，包括機床底座1、床身2、液壓系統(tǒng)13、電控系統(tǒng)3、伺服系統(tǒng)4,還包括電主軸5、主軸升降機構(gòu)6、工件軸7、砂輪修整器、工件平移機構(gòu)
8、支撐組件200、機械手臂300、磁極400、砂輪9、切削液循環(huán)系統(tǒng)500、核電軸承外圈1008 ；
[0044]電主軸5與主軸升降機構(gòu)6均為兩套，分別安裝在工作平移機構(gòu)8上部，每套電主軸5獨立工作并通過主軸升降機構(gòu)6上下移動，電主軸5下端部安裝砂輪9，電主軸帶動砂輪9旋轉(zhuǎn)；
[0045]工件軸7設(shè)置在工件平移機構(gòu)8上，由電機帶動旋轉(zhuǎn)；工件軸7的上部安裝磁極400，磁極400通電后在上部環(huán)狀端面404吸附待加工核電軸承外圈1008工件；核電軸承外圈1008工件的軸心與磁極400的軸心有一定的偏心量；
[0046]所述的磁極400包括磁極底座401、工件支撐部402、排屑孔403、上部環(huán)狀端面404，排屑孔403為2-4個，設(shè)置在工件支撐部402的側(cè)壁中部，磁極400中心孔連接到工件軸7 ;工件平移機構(gòu)8即操作臺，在水平方向移動，帶動工件到加工的相應位置；
[0047]所述的支撐組件200包括:支撐頭201、外殼202、聯(lián)軸器203、可調(diào)式螺桿推進器204、推進器固定板205、底座206，底座206固定在工件平移機構(gòu)8上，支撐頭201通過聯(lián)軸器203與可調(diào)式螺桿推進器204連接，并且連接部分在外殼202里，外殼202的一端安裝推進器固定板205對可調(diào)式螺桿推進器204進行限位；旋轉(zhuǎn)可調(diào)式螺桿推進器204，調(diào)整支撐頭201抵住待加工工件；
[0048]所述的砂輪修整器包括金剛石滾輪修整器103、點式修整器，點式修整器包括直線修整器101、圓弧修整器102、斜線修整器；所述的金剛石滾輪修整器103包括金剛石表層1031、金屬骨盤1032、傳動軸孔1033三個部分，金剛石表層1031外形按照核電軸承套圈10結(jié)構(gòu)及尺寸進行設(shè)計，工作時，形狀及尺寸通過金剛石滾輪修整器一砂輪一核電軸承套圈三級傳遞；
[0049]所述的直線修整器101包括金剛筆alOll、固定架1012，通過固定架1012將金剛筆alOll固定在工件平移機構(gòu)8上，砂輪9上下移動完成直線修整；
[0050]所述的圓弧修整器102包括金剛筆bl021、修整器擺臂1022、上限位器1023、下限位器1024，金剛筆bl021固定在修整器擺臂1022上，修整器擺臂1022接近上限位器1023和下限位器1024時，傳感器會分別反饋回兩個信號來控制液壓缸1025的進油管1026和出油管1027中的液壓油進出，從而使金剛筆b筆尖點按照設(shè)定的圓弧線大小往復擺動，實現(xiàn)圓弧修整；
[0051]所述的斜線修整器，將金剛筆固定在斜線修整器絲杠1013上左右移動，砂輪9按照一定的速度比完成上下移動，修整出來的砂輪9即為圓形梯臺，這種砂輪用于對核電軸承套圈的斜坡面進行磨削加工；
[0052]所述的切削液循環(huán)系統(tǒng)500:包括過濾部分、冷卻部分、回用部分，過濾部分包括廢液傳輸網(wǎng)501、磁輥502、濾水橡膠輥503、刮板，殘渣回收箱504，廢液經(jīng)廢液傳輸網(wǎng)501濾水后進入到磁輥502、濾水橡膠輥503之間，濾水橡膠輥吸附廢液中液體，磁輥將金屬切削渣吸附，在轉(zhuǎn)動過程中金屬切削渣被刮板刮到下面的殘渣回收箱504中，過濾后的切削液經(jīng)靜流沉淀進入冷卻部分；冷卻部分設(shè)置制冷機505，將切削液冷卻到適當?shù)臏囟?，再通過回用部分的泵506返回給砂輪和電主軸冷卻；
[0053]所述的機械手臂300包括夾持部301、固定部302，夾持部301取放工件，固定部302安裝在工件平移機構(gòu)的.機械手臂安裝部11，夾持部301按照PLC控制指令與加工工序配合完成上料、下料動作。
[0054]核電軸承外圈結(jié)構(gòu)樣式各異，主要磨削位置包括:外內(nèi)徑1003，鎖口 1004，外滾道1006，如圖8所示意。所以將金剛石滾輪外形按照軸承外圈內(nèi)部結(jié)構(gòu)及尺寸進行設(shè)計，形狀及尺寸通過金剛石滾輪修整器一砂輪一核電軸承外圈三級傳遞，就可以實現(xiàn)一次修整、一次成型的目的。
[0055]由于砂輪各點處的圓周速度不一樣，致使各點處的材料去除率不同，通過實際試驗選擇出適合的砂輪轉(zhuǎn)速、砂輪粒度、砂輪硬度，以避免燒傷套圈或其他質(zhì)量問題。
[0056]核電軸承外圈余量選擇:由于零件的成形形狀是砂輪形狀的拷貝，這必然對加工精度產(chǎn)生影響，同時外圈磨削余量的不均勻也會導致磨削燒傷等加工缺陷，因此，使用金剛石滾輪修整器時，要保證工件的余量均勻。
[0057]本發(fā)明不局限于上述實施例，任何在本發(fā)明披露的技術(shù)范圍內(nèi)的等同構(gòu)思或者改變，均列為本發(fā)明的保護范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種核電軸承外圈加工專用萬能磨床，包括機床底座(1)、床身(2)、液壓系統(tǒng)(13)、電控系統(tǒng)(3)、伺服系統(tǒng)(4)，其特征在于:還包括電主軸(5)、主軸升降機構(gòu)(6)、工件軸(7)、砂輪修整器、工件平移機構(gòu)(8)、支撐組件(200)、機械手臂(300)、磁極(400)、砂輪(9)、切削液循環(huán)系統(tǒng)(500)、核電軸承外圈(1008);電主軸(5)與主軸升降機構(gòu)(6)均為兩套，分別安裝在工作平移機構(gòu)(8)上方，每套電主軸(5)獨立工作并通過主軸升降機構(gòu)(6)上下移動，電主軸(5)下端部安裝砂輪(9)，電主軸帶動砂輪(9)旋轉(zhuǎn)；工件軸(7)設(shè)置在工件平移機構(gòu)(8)上，由電機帶動旋轉(zhuǎn)；工件軸(7)的上部安裝磁極(400)，磁極(400)通電后在上部環(huán)狀端面(404)吸附待加工核電軸承外圈(1008)工件；核電軸承外圈(1008)工件的軸心與磁極(400)的軸心有一定的偏心量； 所述的磁極(400)包括磁極底座(401)、工件支撐部(402)、排屑孔(403)、上部環(huán)狀端面(404)，排屑孔(403)為2-4個，設(shè)置在工件支撐部(402)的側(cè)壁中部，磁極(400)中心孔連接到工件軸(7);工件平移機構(gòu)(8)即操作臺，在水平方向移動，帶動工件到加工的相應位置；所述的支撐組件(200)包括:支撐頭(201)、外殼(202)、聯(lián)軸器(203)、可調(diào)式螺桿推進器(204)、推進器固定板(205)、底座(206)，底座(206)固定在工件平移機構(gòu)(8)上，支撐頭(201)通過聯(lián)軸器(203)與可調(diào)式螺桿推進器(204)連接，并且連接部分在外殼(202)里，外殼(202)的一端安裝推進器固定板(205)對可調(diào)式螺桿推進器(204)進行限位；旋轉(zhuǎn)可調(diào)式螺桿推進器(204)，調(diào)整支撐頭(201)抵住待加工工件；所述的砂輪修整器包括金剛石滾輪修整器(103)、點式修整器，點式修整器包括直線修整器(101)、圓弧修整器(102)、斜線修整器；所述的金剛石滾輪修整器(103)包括金剛石表層(1031)、金屬骨盤(1032)、傳動軸孔(1033)三個部分，金剛石表層(1031)外形按照核電軸承套圈(10)結(jié)構(gòu)及尺寸進行設(shè)計，加工時，形狀及尺寸通過金剛石滾輪修整器一砂輪一核電軸承工件三級傳遞；所述的直線修整器(101)包括金剛筆a(1011)、固定架(1012)，通過固定架(1012)將金剛筆a (1011)固定在工件平移機構(gòu)(8)上，砂輪(9)上下移動完成直線修整；所述的圓弧修整器(102)包括金剛筆b (1021)、修整器擺臂(1022)、上限位器(1023)、下限位器(1024)，金剛筆b(1021)固定在修整器擺臂(1022)上，修整器擺臂(1022)接近上限位器(1023)和下限位器(1024)時，傳感器會分別反饋回兩個信號來控制液壓缸(1025)的進油管(1026)和出油管(1027)中的液壓油進出，從而使金剛筆b筆尖點按照設(shè)定的圓弧線大小往復擺動，實現(xiàn)圓弧修整；所述的斜線修整器，將金剛筆固定在斜線修整器絲杠(1013)上左右移動，砂輪(9)按照一定的速度比完成上下移動，修整出來的砂輪(9)即為圓形梯臺，這種砂輪用于對核電軸承套圈的斜坡面進行磨削加工；所述的切削液循環(huán)系統(tǒng)(500):包括過濾部分、冷卻部分、回用部分，過濾部分包括廢液傳輸網(wǎng)(501)、磁輥(502 )、濾水橡膠輥(503 )、刮板，殘渣回收箱(504 )，廢液經(jīng)廢液傳輸網(wǎng)(501)濾水后進入到磁輥(502 )、濾水橡膠輥(503 )之間，濾水橡膠輥吸附廢液中液體，磁輥將金屬切削渣吸附，在轉(zhuǎn)動過程中金屬切削渣被刮板刮到下面的殘渣回收箱(504)中，過濾后的切削液經(jīng)靜流沉淀進入冷卻部分；冷卻部分設(shè)置制冷機(505)，將切削液冷卻到適當?shù)臏囟?，再通過回用部分的泵(506)返回給砂輪和電主軸冷卻；所述的機械手臂(300)包括夾持部(301)、固定部(302)，夾持部(301)取放工件，固定部(302 )安裝在工件平移機構(gòu)的機械手臂安裝部(11)，夾持部(301)按照PLC控制指令與加工工序配合完成上料、下料動作。
【文檔編號】B24B25/00GK103639875SQ201310612267
【公開日】2014年3月19日 申請日期:2013年11月25日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月25日
【發(fā)明者】李東炬, 張興, 李宏偉 申請人:李東炬