CN116922166A - 一种轴承高精度滚子倒角无磁磨削的方法及设备 - Google Patents

Abstract

一种轴承高精度滚子倒角无磁磨削的方法及设备，滚子由进料道落入工位放置的V型支承上，伸缩杆将滚子顶料至加工位后，缩杆至设定位置进行限位，滚子倒角的磨削加工以外径V型支承定位；导轮对滚子有倾斜压力角，驱动滚子时产生轴向作用力，使滚子端面由球形硬质合金块定位。在外径方向上施加一个压轮，抵消滚子磨削倒角带来的翻转力；滚子采取水平45°进给方式，切入砂轮磨削一侧倒角R，完成后工件经提升旋转180°后再落入工位，磨削另一侧倒角R。该粒滚子下料后再加入另一工件，继续进行下一磨削循环。此方法具有无磁、自动化程度高、磨削精度高的特点，极大的节省了加工时间及成本。且此方法可以延伸至相似结构的如滚轴的倒角磨削。

Description

一种轴承高精度滚子倒角无磁磨削的方法及设备

技术领域

本发明涉及轴承制造技术领域，具体为一种轴承高精度滚子倒角无磁磨削的方法及设备。

背景技术

目前，随着装备制造行业的换代升级，轴承精度要求越来越高，特别是高速轴承，其各零件动平衡量的要求非常严格，这就要求滚子的倒角需要进行精密的磨削以降低动平衡量。现在常见的滚子倒角磨削采用磁力吸附端面的方式，单粒磨削，自动化程度不高且需要增加消除残磁工序，造成效率低下，无法大批量生产，也无法适应非导磁材料以及非金属材料(如陶瓷滚子)的加工。

因此，急需要一种轴承高精度滚子倒角无磁磨削的方法及设备，用于实现各种材料、大批量自动化、高精度的轴承滚子加工。

发明内容

本发明目的在于提出一种轴承高精度滚子倒角无磁磨削的方法及设备。

本发明采用的技术方案是：一种轴承高精度滚子倒角无磁磨削的方法，包括如下步骤：

S1、滚子由进料道落入工位放置的V型支承上，伸缩杆伸出，将滚子顶料至加工位后，缩杆至设定位置进行限位；

S2、浮动压轮压紧滚子外径后，导轮启动，调整导轮轴向倾斜并对滚子形成轴向压力角α，驱动滚子产生轴向力，并将滚子顶在伸缩杆前端，完成滚子外径和端面的定位；

S3、由驱动机构控制工件滑板进给，将滚子移动至加工位置，砂轮对滚子一侧的倒角进行磨削；

S4、完成一侧倒角磨削后，工件滑板快退至设定位置，浮动压轮抬起，由翻料杆完成滚子的翻转，浮动压轮落下压紧滚子，工件滑板进给至磨削位置，继续磨削滚子另一侧倒角；

S5、两侧倒角完成磨削后，工件架滑板快退至设定位置后，浮动压轮抬起，伸缩杆伸出，将滚子顶出工位落到下料滚道并收集。

作为优选方案，所述的S1步骤，其中伸缩杆采用气动控制伸缩，伸缩杆靠近滚子的一端安装有球形硬质合金。

作为优选方案，所述的S1步骤，其中V型支承呈水平45°固定在工件架的托块上，使得滚子采取水平45°进给方式，并调整托块确保滚子轴线略高于砂轮和导轮的轴线连线。

作为优选方案，所述的S4步骤，其中在翻料杆的端部设有吸盘，通过吸盘吸附滚子后，提升至设定高度后，旋转180°，再下降高度并将滚子落至工件支承上。

作为优选方案，所述砂轮的一侧还设有用于实现砂轮修整补偿的砂轮修整器。

作为优选方案，所述砂轮修整器采用金刚滚轮，该金刚滚轮与配置的电主轴安装在砂轮修整器滑板上，通过伺服电机和丝杠传动控制该滑板横向移动实现砂轮修整补偿。

作为优选方案，启动设备，设定金刚滚轮转速1000-1250r/min修整砂轮，砂轮转速2700-3300r/min，修整完成后开始磨削。

本方案还包含一种轴承高精度滚子倒角无磁磨削的方法所用的设备，包括：

支承组件，所述支承组件安装在工件架上用于对滚子进行定位；

砂轮以及驱动砂轮动作的驱动组件，砂轮轴线与滚子轴线具有一定夹角用于对滚子倒角进行磨削加工；

浮动压轮，所述浮动压轮安装在工件架上，用于压紧滚子外径；

伸缩杆和导轮，通过导轮对滚子形成轴向压力角α，驱动滚子产生轴向力，将滚子顶在伸缩杆前端完成滚子的定位；

翻料杆，用于翻转滚子的位置以完成滚子两侧倒角的磨削加工。

作为优选方案，所述浮动压轮和导轮分布在滚子的两侧并对应滚子的外周面，所述伸缩杆位于滚子端面的一侧，通过浮动压轮、导轮以及伸缩杆端部完成滚子外径和端面的定位。

作为优选方案，还设有下料滚道，所述下料滚道和所述伸缩杆分布在滚子端面的两侧，滚子完成磨削加工后，伸缩杆伸出，将滚子顶出工位，落到下料滚道，随传送带送出机床。

本发明的有益效果是：

基于现有技术存在的缺陷，本发明通过创新，提供一种轴承高精度滚子倒角无磁磨削的方法及设备，可实现如下技术效果：改进后的方法及设备可实现各种材料的加工，并能实现加工后的滚子满足高精度的工艺要求，同时改进后的设备可实现大批量自动化的加工要求，极大的节省了加工时间及成本；且此方法可以延伸至相似结构的如滚轴的倒角磨削。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是轴承高精度滚子倒角无磁磨削设备的俯视图；

图2是轴承高精度滚子倒角无磁磨削设备的主视图。

附图标记：1、金刚滚轮，2、砂轮，3、浮动压轮，4、伸缩杆，5、滚子，6、下料滚道，7、导轮，8、V型支承，9、翻料杆。

具体实施方式

下面，通过示例性的实施方式对本发明进行具体描述。然而应当理解，在没有进一步叙述的情况下，一个实施方式中的元件、结构和特征也可以有益的结合到其他实施方式中。

需要说明的是：除非另做定义，本文所使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本发明专利申请说明书以及权利要求书中所使用的“一个”、“一”或者“该”等类似词语不表述数量限制，而是表示存在至少一个。“包括”或者“包含”等类似的词语指出现在“包括”或者“包含”前面的元件或者物件涵盖出现在“包括”或者“包含”后面列举的元件或者物件及其等同，但并不排除其他具有相同功能的元件或者物件。

为了更清晰的描述该轴承高精度滚子倒角无磁磨削设备的具体结构组成以及磨削过程，结合附图1-2描述如下：

如图1-2所示，所述设备主要由金刚滚轮1、砂轮2、浮动压轮3、伸缩杆4、导轮7、V型支承8以及翻料杆9组成；

其中，金刚滚轮1为砂轮修整器，与配置的电主轴安装在砂轮修整器滑板上，伺服电机+丝杠传动控制该滑板横向移动实现砂轮修整补偿，并设置移动限位器，金刚滚轮配置的电主轴可调整修整砂轮的参数；

本实施例采用的砂轮2为CBN砂轮，砂轮座固定在床身，配置的CBN砂轮可以磨削各类材料的工件，砂轮配置的电主轴可调整砂轮的磨削参数；

浮动压轮3安装在工件架上，在左上侧压紧滚子5外径，浮动压轮3采用硬质合金材料制成；

伸缩杆4也安装在工件架上，其靠近滚子5的一端安装球形硬质合金，采用气动控制伸缩，在工作时，该球形硬质合金顶紧在滚子5的端面上；

滚子5水平倾斜45°放置在V形支承8上，V形支承8采用PCD（聚晶金刚石）或其它超硬材料，V形支承8安装在工件架的托块上，可以通过更换不同的托块以调整滚子的高度；

导轮架沿滚子轴线方向布置在导轮转板上，导轮转板安装在工件架滑板上。调整导轮转板可以使导轮7轴向倾斜，对滚子5形成轴向压力角α，配置的电主轴可以设置导轮驱动滚子的参数；

本实施例中，如图所示，所述浮动压轮3和导轮7分布在滚子5的两侧并对应滚子5的外周面，所述伸缩杆4位于滚子端面的一侧，通过浮动压轮3、导轮7以及伸缩杆4端部完成滚子5外径和端面的定位。

本实施例中，如图所示，还设有下料滚道6，所述下料滚道6和所述伸缩杆4分布在滚子5端面的两侧，滚子5完成磨削加工后，伸缩杆4伸出，将滚子5顶出工位，落到下料滚道6，随传送带送出机床。

利用上述一种轴承高精度滚子倒角无磁磨削设备对滚子磨削时，步骤如下：

a、设备启动前准备：

①、更换金刚滚轮；金刚滚轮用于修整CBN砂轮，其R有不同规格，根据产品倒角R所需，选用对应的金刚滚轮；

②、调整料道宽度，适应所加工尺寸的产品；

③、调整加工位的V型支承，该支承水平45°固定在工件架的托块上，调整托块确保滚子轴线略高于砂轮和导轮的轴线连线，避免倒角出现周期性跳动和棱波；

④、将待加工的产品依次放入送料道。

b、启动设备，设定金刚滚轮转速1000-1250r/min修整砂轮，砂轮转速2700-3300r/min，修整完成后开始磨削滚子倒角，具体实现步骤如下：

①、滚子由进料道落入工位放置的V型支承上；

②、伸缩杆伸出，将滚子顶料至加工位后，缩杆至设定位置对滚子端面进行限位；

③、浮动压轮在左上侧压紧滚子外径，防止滚子倒角磨削时翻转；

④、随即导轮启动，由于导轮轴向倾斜，对滚子形成轴向压力角α，驱动滚子产生轴向力，将滚子顶在伸缩杆前端的球形硬质合金上，至此滚子完成外径和端面定位；

⑤、伺服电机+丝杠控制工件架滑板进给，将滚子移动至加工位置，砂轮随即对倒角进行磨削；

⑥、完成一侧倒角的磨削后，工件架滑板快退至设定位置，浮动压轮抬起，翻料杆落下，前端利用吸盘吸住滚子后，提升至设定高度，旋转180°，再落下至工件支承上，浮动压轮落下压紧滚子，工件架滑板再进给至磨削位置，继续磨削另一侧倒角；

⑦、两侧倒角完成磨削后，工件架滑板快退至设定位置后，浮动压轮抬起，伸缩杆伸出，将滚子顶出工位，落到下料滚道，随传送带送出机床；

⑧、一粒滚子即完成了两侧倒角的加工，后续滚子重复上述加工过程。

实施例1、

下面以加工规格Φ16×16的圆柱滚子为例描述，该滚子的材料为陶瓷，倒角要求：R0.7±0.2mm，轴向、径向坐标尺寸0.6±0.1mm。

由于陶瓷是脆性材料，且其成形方式为挤压后烧结成形，在端面和外径交接处的倒角尖锐，容易产生磕碰、掉坯等现象，需对其倒角进行磨削加工。

磨倒角安排在来料之后，磨外径和磨端面之前，设置加工参数粗磨量、半粗磨量和精磨量分别为0.15mm、0.10mm和0.02mm。

磨削后，经检测加工的滚子倒角R0.7±0.05mm，轴向、径向坐标尺寸0.6±0.025mm，对回转中心A的圆跳动≤1μm，轮廓度≤0.1mm，倒角坐标偏差以及两端倒角坐标差均≤0.05mm，粗糙度≤0.125μm。

本实施例未详述部分为现有技术。

应当指出，虽然通过上述实施方式对本发明进行了描述，然而本发明还可以有其他的多种实施方式。在不脱离本发明精神和范围的前提下，熟悉本领域的技术人员显然可以对本发明做出各种相应的改变和变形，但这些改变和变形都应当属于本发明所附权利要求及其等效物所保护的范围内。

Claims (10)

1.一种轴承高精度滚子倒角无磁磨削的方法，其特征在于：包括如下步骤：

S1、滚子由进料道落入工位放置的V型支承上，伸缩杆伸出，将滚子顶料至加工位后，缩杆至设定位置进行限位；

S2、浮动压轮压紧滚子外径后，导轮启动，调整导轮轴向倾斜并对滚子形成轴向压力角α，驱动滚子产生轴向力，并将滚子顶在伸缩杆前端，完成滚子外径和端面的定位；

S3、由驱动机构控制工件滑板进给，将滚子移动至加工位置，砂轮对滚子一侧的倒角进行磨削；

S4、完成一侧倒角磨削后，工件滑板快退至设定位置，浮动压轮抬起，由翻料杆完成滚子的翻转，浮动压轮落下压紧滚子，工件滑板进给至磨削位置，继续磨削滚子另一侧倒角；

S5、两侧倒角完成磨削后，工件架滑板快退至设定位置后，浮动压轮抬起，伸缩杆伸出，将滚子顶出工位落到下料滚道并收集。

2.根据权利要求1所述的一种轴承高精度滚子倒角无磁磨削的方法，其特征在于：

所述的S1步骤，其中伸缩杆采用气动控制伸缩，伸缩杆靠近滚子的一端安装有球形硬质合金。

3.根据权利要求1所述的一种轴承高精度滚子倒角无磁磨削的方法，其特征在于：

所述的S1步骤，其中V型支承呈水平45°固定在工件架的托块上，使得滚子采取水平45°进给方式，并调整托块确保滚子轴线略高于砂轮和导轮的轴线连线。

4.根据权利要求1所述的一种轴承高精度滚子倒角无磁磨削的方法，其特征在于：

所述的S4步骤，其中在翻料杆的端部设有吸盘，通过吸盘吸附滚子后，提升至设定高度后，旋转180°，再下降高度并将滚子落至工件支承上。

5.根据权利要求1所述的一种轴承高精度滚子倒角无磁磨削的方法，其特征在于：所述砂轮的一侧还设有用于实现砂轮修整补偿的砂轮修整器。

6.根据权利要求5所述的一种轴承高精度滚子倒角无磁磨削的方法，其特征在于：所述砂轮修整器采用金刚滚轮，该金刚滚轮与配置的电主轴安装在砂轮修整器滑板上，通过伺服电机和丝杠传动控制该滑板横向移动实现砂轮修整补偿。

7.根据权利要求6所述的一种轴承高精度滚子倒角无磁磨削的方法，其特征在于：启动设备，设定金刚滚轮转速1000-1250r/min修整砂轮，砂轮转速2700-3300r/min，修整完成后开始磨削。

8.根据权利要求1-7任一项所述的一种轴承高精度滚子倒角无磁磨削的方法所用的设备，其特征在于：所述设备包括：

支承组件，所述支承组件安装在工件架上用于对滚子进行定位；

砂轮以及驱动砂轮动作的驱动组件，砂轮轴线与滚子轴线具有一定夹角用于对滚子倒角进行磨削加工；

浮动压轮，所述浮动压轮安装在工件架上，用于压紧滚子外径；

伸缩杆和导轮，通过导轮对滚子形成轴向压力角α，驱动滚子产生轴向力，将滚子顶在伸缩杆前端完成滚子的定位；

翻料杆，用于翻转滚子的位置以完成滚子两侧倒角的磨削加工。

9.根据权利要求8所述的设备，其特征在于：所述浮动压轮和导轮分布在滚子的两侧并对应滚子的外周面，所述伸缩杆位于滚子端面的一侧，通过浮动压轮、导轮以及伸缩杆端部完成滚子外径和端面的定位。

10.根据权利要求8所述的设备，其特征在于：还设有下料滚道，所述下料滚道和所述伸缩杆分布在滚子端面的两侧，滚子完成磨削加工后，伸缩杆伸出，将滚子顶出工位，落到下料滚道，随传送带送出机床。