[發明專利]一種滾動軸承滾道內壁微織構加工裝置及方法

在審

• 申請號: 202211047849.5
• 申請日: 2022-08-30
• 公開（公告）號: CN115383520A
• 公開（公告）日: 2022-11-25
• 發明（設計）人: 高玉飛;張興春;金光迪;皇攀凌;周軍;唐元超;萬心海
• 申請（專利權）人: 山東大學;山東朝陽軸承有限公司
• 主分類號: B24B1/04
• 分類號: B24B1/04;B24B31/112;B24B31/12
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司 37221
• 代理人: 武博

本發明提供一種滾動軸承滾道內壁微織構加工裝置及方法，涉及微織構加工領域，針對目前難以對狹小空間的弧形內壁進行微織構加工的問題，使用超聲輔助下的磁力研磨技術對工件表面進行加工，隨著套筒的旋轉以及電磁鐵的往復運動，磁性磨粒能透過薄膜上的通孔對滾動軸承外圈的內滾道做摩擦、擠壓、翻滾運動，達到進行狹小空間內壁微織構加工的效果。

技術領域

本發明涉及微織構加工領域，具體涉及一種軸承內壁微織構加工裝置及方法。

背景技術

滾動軸承是機械設備中的關鍵支撐件，當在大載荷、貧潤滑等極端工況下運行時，極易引發滾動軸承接觸表面磨損失效，甚至會影響機械裝備整體的運行安全性與使用壽命。為了改變滾動軸承表面的摩擦學性能，現有研究學者提出將微織構技術引入滾動軸承結構設計中，即使用特種加工的方法在零件表面加工出凹坑和凸起等微細結構，通過設計合理的微織構布置在滾動軸承滾道主要承載區時，不僅可以有效提高滾動軸承自身的抗載荷能力和潤滑性能，也可以有效延長滾動軸承的使用壽命。

但目前在摩擦副表面進行人工微造型的表面織構技術大多通過激光、電火花、電子束等加工方式實現，而對于軸承圈滾道內壁、筒內壁等處于狹小空間內的圓周面等弧形內表面，激光、電火花、電子束等加工設備難以探入此狹小空間內，設備本體與工件之間容易發生干涉，導致其活動范圍受限，難以進行弧形內表面的微織構加工，尤其難以滿足滾動軸承加工需求；目前還存在以滾壓方式進行微織構加工的方式，但滾壓頭同樣存在體積較大而難以探入滾動軸承內圈的問題，滾動軸承內圈與滾壓頭的有效接觸區域有限，并且在加工過程中不便進行調節導致加工精度難以滿足需求。

發明內容

本發明的目的是針對現有技術存在的缺陷，提供一種滾動軸承滾道內壁微織構加工裝置及方法，使用超聲輔助下的磁力研磨對工件內表面進行加工，隨著套筒的旋轉以及電磁鐵的往復運動，磁性磨粒能透過薄膜上的通孔對滾動軸承外圈的內滾道做摩擦、擠壓、翻滾運動，達到進行狹小空間內壁微織構加工的效果。

本發明的第一目的是提供一種滾動軸承滾道內壁微織構加工裝置，采用以下方案：

包括套筒、回轉機構、電磁鐵和振動組件，套筒內同軸布置有筒狀開孔膜，套筒內填充有磁性磨料；回轉機構驅動套筒繞軸線回轉，套筒下方設有電磁鐵，以使磁作用穿過套筒吸附磁性磨料，使磁性磨料穿過開孔膜預設孔刷動套筒與開孔膜之間的工件；振動組件連接電磁鐵，驅動電磁鐵振動改變磁性磨料對工件的作用力和/或作用方向。

進一步地，所述套筒兩端均分別通過夾具連接回轉機構，開孔膜軸向兩端分別連接夾具，套筒與開孔膜等角速度轉動。

進一步地，所述開孔膜與套筒之間形成用于容納待加工工件的環形腔，開孔膜上設有貫穿開孔膜側壁的預設孔，預設孔尺寸與待加工微織構尺寸匹配。

進一步地，所述振動組件包括超聲波換能器和變幅桿，超聲波換能器輸出端通過變幅桿連接電磁鐵。

進一步地，所述回轉機構、超聲波換能器和電磁鐵均接入控制器，控制器用于調節超聲波換能器輸出參數和電磁鐵輸入電流。

進一步地，所述變幅桿沿套筒徑向布置，變幅桿驅動電磁鐵相對于套筒沿套筒徑向和/或垂直于徑向運動。

進一步地，所述振動組件和回轉機構均連接底座，振動組件通過往復移動機構安裝于底座，回轉機構通過支撐組件安裝于底座。

進一步地，所述振動組件和回轉機構均連接底座，振動組件通過往復移動機構安裝于底座，回轉機構通過支撐組件安裝于底座。

本發明的第二目的是提供一種利用如第一目的所述滾動軸承滾道內壁微織構加工裝置的加工方法，包括：

在套筒與開孔膜之間填裝工件，多個工件沿套筒軸向依次布置，開孔膜內填充磁性磨料，套筒、開孔膜和工件能夠同步轉動；