本实用新型专利涉及滚子加工设备技术,推出一款滚子双端面加工系统。该系统由装夹组件、直线驱动组件、支撑床身、回转驱动组件、回转支撑组件、上料组件和下料组件构成。系统还包括加工装置移动平台和加工装置,装夹组件可沿直线驱动组件进行直线运动,回转基板则沿回转驱动组件进行圆周运动。上料组件位于装夹壳体一侧,下料组件位于定位板一侧。该系统能够实现轴承滚子双端面的高效、高精度和一致性批量加工,满足集成化生产需求。
背景技术
高端滚子轴承是关键领域重大技术装备的核心基础零部件,高精度滚子是高端滚子轴承最核心的零部件,端面对基准的圆跳动是滚子的一个重要的精度指标,直接影响轴承润滑介质分布特性和保持架寿命,进一步影响轴承温升和回转稳定性,因此实现滚子两个端面的高精度加工尤为重要。
滚子的装夹是保证滚子两个端面的加工精度的前提。针对铁磁性材料的滚子,在不同的加工方法和工序中通常采用不同的装夹方式,主要包括固定装夹和自由装夹。固定装夹主要为三爪卡盘装夹和电磁装夹,常用在车削单端面和磨削单端面等加工方法和工序中;自由装夹主要是将滚子以自由状态置于特定夹具中,常用在双端面磨削和双端面研磨等加工方法和工序中。采用三爪卡盘装夹的方式以滚子滚动表面为基准,一次装夹只能实现一个滚子的单个端面的加工,装夹精度保障难,二次装夹会严重影响端面的加工精度,无法实现滚子两个端面的批量连续加工,加工效率较低;采用电磁装夹的方式时滚子两个端面互为基准,可实现数个滚子的单个端面的同时加工,另一端面的加工需要二次装夹,对装夹精度和电磁平台精度要求较高,加工效率略高于三爪卡盘装夹,同样无法实现滚子两个端面的批量连续加工;采用自由装夹的加工方法和工序可根据夹具尺寸实现多个滚子的两个端面的同时加工,但对夹具材料、夹具和滚子的配合精度、加工工艺参数和设备的加工精度要求极高,大长径比的滚子两个端面的加工精度极难保障。当工程陶瓷等非磁性材料成为轴承滚子的一种主要材料时,上述装夹方式的局限性更为突出。
滚子两个端面的高效率、高精度一致性的批量化、集成化加工是核心目标。滚子两个端面的精密加工通常需要磨削和研磨两个加工步骤。在磨削加工阶段,双端面磨削是一种可以保障端面间加工精度和滚子间批量精度一致性的加工方法且与自动上下料装置配合可以实现滚子两个端面的批量化加工,但此方法对夹具精度、设备精度和加工工艺参数要求极高,同时需要定时修整砂轮的精度以保障滚子两个端面的加工效率和加工精度,加工的时间成本和经济成本极高。在研磨加工阶段,双平面研磨是一种可以进一步改善滚子端面间加工精度和滚子间批量精度一致性的加工方法,该方法可实现一定数量滚子的两个端面的间歇性加工,但受滚子材料、滚子尺寸规格和设备加工原理的影响,需要特殊的装夹工具和对加工参数较为精准的控制,否则会导致滚子两端面出现“倾斜”的现象,严重破坏两个端面的加工精度;同时,若采用较为经济的游离磨料加工形式,进入到滚子滚动表面与装夹工具间隙内的磨粒会破坏滚动表面的加工质量;若采用经济成本较高的固结磨料加工形式虽对上述情况有所改善,但需要定时修整固结磨料研磨盘,时间成本和经济成本较高。
因此,如何实现多种材料和多种尺寸规格的轴承滚子两个端面的高效率、高精度一致性的批量化、集成化加工,成为亟待解决的技术问题。
实现思路