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滾子軸承內(nèi)圈滾道凸度磨削砂輪的修整

文章出處: 作者: 人氣:8152 發(fā)表時間:2017/04/25

       關(guān)鍵詞:數(shù)控磨床;三位修整器;砂輪凹度;砂輪厚度;砂輪直線

       目前,在磨削軸承內(nèi)圈滾道時,圓柱、圓錐滾子軸承的滾道形狀直接影響軸承使用精度、性能和工作壽命。此類軸承在承載狀態(tài)下,因為滾子發(fā)生彈性變形和塑性變形,在滾子和內(nèi)外滾道母線的兩端會產(chǎn)生較大的變形量而造成應(yīng)力集中現(xiàn)象,體現(xiàn)為在滾道兩端各邊緣處沿圓周方向?qū)ΨQ位置出現(xiàn)環(huán)帶剝落,造成軸承壽命和旋轉(zhuǎn)精度的下降,從而引發(fā)軸承的失效。為了減小滾道邊緣處的接觸應(yīng)力,內(nèi)圈滾道近似對數(shù)曲線的凸度設(shè)計可以有效地改善滾道的應(yīng)力分散,通過試驗得知,滾道具有凸度的軸承比平直滾道的軸承平均壽命提高了5倍之多。一般滾道凸出值為0.003~0。008mm。軸承滾道的凸度量,取決于軸承載荷及滾道的長度。當(dāng)凸度量過大時,滾子與滾道接觸長度??;而凸度量過小時,又會在滾子兩端出現(xiàn)應(yīng)力峰值,形成應(yīng)力集中現(xiàn)象。

       為使?jié)L道獲得具有凸度的滾道表面,砂輪圓弧磨削表面的修整就是一個關(guān)鍵的環(huán)節(jié),必須把砂輪圓弧表面修整成具有凹度的近似對數(shù)曲線形狀的工作面,才能實現(xiàn)軸承內(nèi)圈滾道的凸度,軸承內(nèi)圈滾道凸度的加工通常采用成形切入式磨削。在設(shè)計內(nèi)圈滾道磨床時,支撐定位內(nèi)圈的工件箱、上下料機(jī)構(gòu)及機(jī)械手機(jī)構(gòu)在同一回轉(zhuǎn)板上,位于機(jī)床的左部,砂輪機(jī)構(gòu)在機(jī)床中間部位,砂輪軸線與工件軸線平行,凸度修整器在機(jī)床的右部,修整金剛筆上拖板運動方向與砂輪軸線平行。磨削加工時,先要按照內(nèi)圈圖紙中滾道角度的要求,旋轉(zhuǎn)工具箱下面的回轉(zhuǎn)板,旋轉(zhuǎn)角度要與圖紙一致,試磨一件內(nèi)圈,取下放到機(jī)外的檢測儀上,與事先校正好的檢測數(shù)據(jù)進(jìn)行對比,微調(diào)回轉(zhuǎn)板的角度直到符合圖紙要求,然后根據(jù)內(nèi)圈滾道的凸度要求,修整器拖板的伺服電機(jī)與修整器下面的修正補(bǔ)償伺服電機(jī)聯(lián)動,修整出具有近似對數(shù)曲線形狀的凸度,取下樣件放到機(jī)外的輪廓儀上進(jìn)行檢測,根據(jù)檢測結(jié)果修改程序再試磨直到符合凸度值的各項技術(shù)要求。

       1砂輪厚度的修整

      因軸承內(nèi)圈滾道寬度有許多的尺寸規(guī)格,而砂輪的厚度是一個固定的尺寸,當(dāng)砂輪厚度不能滿足磨削需要時,就要更換與內(nèi)圈滾道寬度尺寸相對應(yīng)厚度的砂輪來完成磨削。更換砂輪時需要專業(yè)人員拆卸砂輪,并且在砂輪安裝前要做細(xì)致的砂輪靜平衡的調(diào)試,砂輪的靜平衡調(diào)試要求很高,需要人員反復(fù)尋找平衡點,如果砂輪靜平衡沒有調(diào)試到最佳狀態(tài),砂輪在高速旋轉(zhuǎn)時就會引起顫動,磨削時就達(dá)不到軸承內(nèi)圈滾道的各項技術(shù)指標(biāo)。同時,因砂輪的直徑是600mm,自身很重,砂輪更換要耗費很長的時間,從而影響到生產(chǎn)效率。特別是軸承內(nèi)圈數(shù)控磨床,每道工序加工速度快、時間短。砂輪更換其間,內(nèi)圈滾道后面的各工序所有機(jī)床都要停機(jī)。因此,砂輪更換嚴(yán)重制約了內(nèi)圈磨削效率,給企業(yè)的生產(chǎn)帶來了很大的影響。其次,砂輪前后兩個工作端面如有凹凸不平的小顆粒,也會給磨削帶來影響,因此也要進(jìn)行一定的修整,確保砂輪前、后工作端面與圓弧直母線的垂直。

       2砂輪凹度的修整

砂輪凹度的修整

       在實際磨削工作中,要想獲得理想的內(nèi)圈滾道凸度值和凸度的形狀,并非是一件易事,既要滿足凸度量,又要使?jié)L道凸度形狀符合近似對數(shù)曲線。在實際修磨時,凸度量大,凸度的形狀通常符合對數(shù)曲線形狀,凸度量小,凸度的形狀與對數(shù)曲線形狀對比差別較大,同時滾道兩邊油溝直徑較大時對磨削凸度的形狀也有一定的影響。目前較為理想的滾道凸度形狀是:在連接滾道兩端點的軸線方向上,曲線開始時以60°左右方向急速上升,寬度約占滾道有效寬度的15%左右;然后沿滾道的凸起方向平緩接近水平,平緩段髙度約占總凸度量的1/4左右,然后平緩下降后又以60°左右方向急速下降,形成一個近似對數(shù)曲線,如圖1所示。

       為了更好地解決在磨削過程中砂輪凹度的修整和砂輪更換的問題,設(shè)計了砂輪三位凹度修整裝置,修整裝置由3個修整器組成。一是前端面修整器,修整砂輪前端面工作部位來減小砂輪厚度,并保證砂輪前端面與圓弧直母線的垂直。二是后端面修整器,修整砂輪后端面工作部位來減小砂輪厚度,并保證砂輪后端面與圓弧直母線的垂直。三是砂輪對數(shù)曲線曲面修整器,修整器縱向第伺服電機(jī)帶動金剛筆沿著砂輪軸線方向移動,與修整進(jìn)給裝置下面的修整補(bǔ)償裝置的伺服電機(jī)聯(lián)動,可修磨出符合對數(shù)曲線的凸度形狀。砂輪三位凹度修整機(jī)構(gòu)主要由金剛筆1、修整座1、金剛筆2、修整座2、金剛筆3、金剛筆座、修整進(jìn)給上下拖板、角度旋轉(zhuǎn)裝置和伺服電機(jī)進(jìn)給裝置組成。3個金剛筆修整位置調(diào)試完成后,修整進(jìn)給裝置與修整補(bǔ)償裝置聯(lián)動,修整砂輪前后端面,砂輪圓弧面凹度,砂輪直母線圓弧面,如圖2~4所示。

滾子軸承內(nèi)圈滾道凸度磨削砂輪的修整

滾子軸承內(nèi)圈滾道凸度磨削砂輪的修整

滾子軸承內(nèi)圈滾道凸度磨削砂輪的修整

      3工作原理

       如圖2、3所示,第一修整器修整砂輪前端面,金剛筆3位于砂輪厚度中間位置時,松開修整座1上的固定螺釘,旋轉(zhuǎn)調(diào)整絲桿1,調(diào)整金剛筆1與砂輪前端面的距離,此距離要大于砂輪厚度的1/2,然后擰緊固定螺釘。第二修整器修整砂輪后端面,松開修整座2上的固定螺釘,旋轉(zhuǎn)調(diào)整絲桿2,調(diào)整金剛筆2與砂輪后端面的距離,此距離要大于砂輪厚度的1/2,然后擰緊固定螺釘。第三修整器修整砂輪凹度對數(shù)曲線圓弧面,調(diào)整金剛筆3與砂輪圓弧面的距離,如圖2所示,松開直角支架與底板固定連接的螺釘,旋轉(zhuǎn)調(diào)整絲桿帶動直角支架向左移動,調(diào)整金剛筆3接近砂輪圓弧面,擰緊直角支架固定螺釘。調(diào)整金剛筆水平方向移動的直線度,如圖5所示,松開直角支架與修整下拖板固定連接的4個螺釘和固定轉(zhuǎn)軸的鎖緊螺釘,旋轉(zhuǎn)支架座上的調(diào)節(jié)螺桿,帶動伺服電機(jī)座與修整下拖板裝配在一起的第三修整器以轉(zhuǎn)軸為圓心做旋轉(zhuǎn),放置好百分表,啟動修整器的伺服電機(jī)旋轉(zhuǎn),檢測修整器上拖板沿縱向移動的直線度,保證金剛筆的移動軌跡與砂輪軸線平行,然后擰緊直角支架上的4個螺釘和回轉(zhuǎn)螺母的鎖緊螺釘,調(diào)整好限位螺釘1、接近開關(guān)1、限位螺釘2和接近開關(guān)2的位置,角度調(diào)整結(jié)束。

滾子軸承內(nèi)圈滾道凸度磨削砂輪的修整

       01砂輪前端面的修整

       如圖3所示,啟動修整程序,修整補(bǔ)償上拖板向右移動,修整上拖板向前移動,金剛筆1按修整進(jìn)給量接近砂輪前端圓弧面。修整補(bǔ)償上拖板向左移動,金剛筆1接觸到砂輪前端面開始修整砂輪,到達(dá)修整位置后,修整補(bǔ)償上拖板停止,修整上拖板向后移動,金剛筆1離開砂輪前端面,修整補(bǔ)償上拖板回到原始位置,完成一次前端面的修整。

       02砂輪后端面的修整

       如圖3所示,啟動修整程序,修整補(bǔ)償上拖板向右移動,修整上拖板向后移動,金剛筆2按修整進(jìn)給量接近砂輪后端圓弧面。修整補(bǔ)償上拖板向左移動,金剛筆2接觸到砂輪后端面開始修整砂輪,到達(dá)修整位置后,修整補(bǔ)償上拖板停止,修整上拖板向前移動,金剛筆2離開砂輪后端面,修整補(bǔ)償上拖板回到原始位置,完成一次后端面的修整。

       03砂輪凹度對數(shù)曲線圓弧面的修整

       如圖3所示,啟動修整程序,修整器伺服電機(jī)旋轉(zhuǎn),帶動修整上拖板向前移動,金剛筆3水平移動到砂輪前端面的修整位置,金剛筆3開始修整砂輪時,修整器伺服電機(jī)與修正補(bǔ)償伺服電機(jī)聯(lián)動,按程序修整砂輪圓弧面,修整補(bǔ)償伺服電機(jī)連接有1:100的諧波減速器,經(jīng)過多次的反復(fù)修整,可以與修整器上的金剛筆3修整出完美的對數(shù)曲線圓弧面。同時,還可以修整軸承套圈外圓表面需要的砂輪直母線圓弧面。

       4結(jié)語

       數(shù)控軸承磨床砂輪三位凹度修整機(jī)構(gòu),因其結(jié)構(gòu)簡單、調(diào)整方便,既可以在內(nèi)圈滾道磨床上使用,修整所需的凹度雙曲面,也可以在套圈外圓表面磨床上使用,修整所需的直母線,做到一機(jī)多用,在實際使用過程中成效顯著,提高了整體工作效率。

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