[發(fā)明專利]一種圓柱形零件研磨設(shè)備及其工件推進裝置和研磨方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410784413.3
• 申請日: 2015-08-03
• 公開（公告）號: CN104493684A
• 公開（公告）日: 2015-07-29
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 任成祖;鄧曉帆;賀英倫;陳光;靳新民
• 申請（專利權(quán)）人: 天津大學(xué)
• 主分類號: B24B37/02
• 分類號: B24B37/02;B24B37/34
• 代理公司: 天津市北洋有限責(zé)任專利代理事務(wù)所 12201
• 代理人: 李麗萍

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種高精度圓柱形零件外圓表面精密加工技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種圓柱形零件外圓表面研磨設(shè)備及其方法。

背景技術(shù)

圓柱滾子軸承廣泛應(yīng)用于各類旋轉(zhuǎn)機械。作為圓柱滾子軸承重要零件的圓柱滾子，其外圓表面的加工精度直接影響著圓柱滾子軸承的性能。圓柱形零件外圓表面精密加工的主要方法有超精加工和雙盤行星式研磨方法。

超精加工是一種利用細粒度油石作為磨具，油石對工件施加載荷并相對工件做低速軸向運動和微幅往復(fù)振動，從而實現(xiàn)微量切削的光整加工方法。目前，圓柱滾子外圓表面的精密加工多采用無心貫穿式超精加工方法，其設(shè)備由兩個導(dǎo)輥和一個裝有油石的超精頭組成，導(dǎo)輥支撐工件并驅(qū)動工件作低速螺旋運動，超精頭以較低的壓力將油石壓向工件，油石與工件之間形成面接觸，油石同時沿軸向做高頻振動。在無心貫穿式超精加工過程中，同一批次的圓柱滾子依次貫穿加工區(qū)域并經(jīng)受油石超精加工，待所有圓柱滾子都通過加工區(qū)域若干次后，某一道超精加工工序(粗超、細超、精超)結(jié)束。無心貫穿式超精加工可以改善工件表面粗糙度(貫穿式超精加工通常可達Ra0.025μm)、去除上道工序形成的表面變質(zhì)層、提高工件圓度。除油石和超精輥磨損狀態(tài)變化以及各圓柱滾子自身差異外，每個圓柱滾子經(jīng)受超精加工的條件和參數(shù)相同。

但是，受加工原理的制約，超精加工存在下列技術(shù)缺陷：一方面，加工過程中油石和導(dǎo)輥磨損狀態(tài)的變化對提高圓柱滾子圓柱表面的尺寸精度和形狀精度不利；另一方面，由于無心貫穿式超精加工方法同一時刻只有有限的幾個圓柱滾子經(jīng)受加工，其材料去除量幾乎不受其與同批次其他圓柱滾子直徑相互差的影響，因此無心貫穿式超精加工不能明顯降低圓柱滾子直徑相互差。上述兩方面導(dǎo)致工件外圓表面的加工精度(形狀精度和尺寸一致性)提升緩慢，加工周期長、成本高。

雙盤行星式圓柱形零件研磨設(shè)備的主要結(jié)構(gòu)包括上研磨盤、下研磨盤、行星輪保持架、外齒圈和內(nèi)齒圈。上研磨盤和下研磨盤同軸布置，分別獨立轉(zhuǎn)動，上盤起到加壓作用，行星輪保持架放在內(nèi)齒圈和外齒圈之間，圓柱滾子放在保持架的孔槽內(nèi)，孔槽在保持架表面呈輻射狀分布。研磨時，保持架繞研磨盤中心公轉(zhuǎn)同時自轉(zhuǎn)，圓柱滾子在上、下研磨盤和保持架的作用下既繞保持架中心公轉(zhuǎn)同時又繞自身軸線自轉(zhuǎn)，作復(fù)雜空間運動。在上下研磨盤之間研磨液的作用下實現(xiàn)材料的微去除。雙盤行星式圓柱形零件研磨設(shè)備可以得到高精度的圓柱工件外圓表面，例如，對于長度30～40mm的工件，利用雙盤研磨機精密加工后，可達到圓度誤差小于0.001mm、縱截面直徑的一致性小于0.002mm、表面粗糙度小于Ra0.025μm。但是，雙盤研磨機只能用于小批量(幾十到幾百個)圓柱形工件的外圓精密加?工。對于軸承滾子的大批量需求，雙盤行星式研磨方法難以勝任。

由此可見，采用無心貫穿式超精加工方法對圓柱形工件外圓表面進行精密加工，在加工精度方面存在天然不足，而雙盤行星式研磨方法不能滿足大批量生產(chǎn)要求，所以急需一種能實現(xiàn)較高加工精度和大批量生產(chǎn)的圓柱形零件外圓表面精密加工設(shè)備，以滿足高精度圓柱滾子軸承對圓柱滾子外圓表面的加工精度和生產(chǎn)規(guī)模要求。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本發(fā)明提供一種圓柱形零件研磨設(shè)備，同時提供了利用該設(shè)備實現(xiàn)研磨的方法，本發(fā)明設(shè)備既具有批量生產(chǎn)的能力，又可實現(xiàn)高點材料多去除、低點材料少去除，直徑較大的圓柱滾子圓柱表面的材料多去除、直徑較小的圓柱滾子圓柱表面的材料少去除，從而可提高圓柱滾子圓柱表面的形狀精度和尺寸一致性，可以提高圓柱形零件(圓柱滾子)表面的加工效率，降低加工成本。