本發(fā)明涉及軸承加工領(lǐng)域，尤其涉及一種用于加工特大型軸承球面滾子的數(shù)控磨床。

背景技術(shù)：

目前，隨著各軸承企業(yè)對(duì)特大型球面滾子軸承市場的開發(fā)力度的加大，尤其是石油機(jī)械頂驅(qū)軸承、水泥機(jī)械用的球面軸承，該種軸承幅寬、直徑大，最大滾子直徑已在φ180㎜、長225㎜尺寸上，國內(nèi)沒有設(shè)備廠家專門生產(chǎn)能加工該尺寸滾子的設(shè)備。

國內(nèi)現(xiàn)有的專業(yè)加工球面滾子的數(shù)控磨床其加工范圍在：φ6～φ60㎜，根本無法實(shí)現(xiàn)大球面滾子的數(shù)控化加工。公司現(xiàn)使用對(duì)M1080磨床進(jìn)行數(shù)控差補(bǔ)修整器改造后的磨床加工特大型球面滾子，雖然實(shí)現(xiàn)了最大直徑φ80㎜、最長120㎜的球面滾子的加工，但該機(jī)床并非專用機(jī)床，因此加工效率低、加工質(zhì)量不太理想、加工精度不穩(wěn)定，并且，其加工范圍明顯受到限制，更大直徑、更長長度的特大型球面滾子就無法加工。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中的不足，本發(fā)明提供一種用于加工特大型軸承球面滾子的數(shù)控磨床，該機(jī)床由床身部分、床頭箱砂輪架部分、工件套筒主軸、電磁無心卡具、橫向數(shù)控快速進(jìn)給部分、縱向手搖微調(diào)進(jìn)給部分、數(shù)控砂輪修整器部分、潤滑系統(tǒng)及冷卻系統(tǒng)(A9)組成，本發(fā)明具有剛性好，抗震性強(qiáng)、加工全面，磨削精細(xì)等優(yōu)點(diǎn)，能夠?qū)Υ笄蛎鏉L子進(jìn)行精細(xì)的數(shù)控化加工。

本發(fā)明的技術(shù)內(nèi)容是：一種用于加工特大型軸承球面滾子的數(shù)控磨床，該機(jī)床由床身部分、床頭箱砂輪架部分、工件套筒主軸、電磁無心卡具、橫向數(shù)控快速進(jìn)給部分、縱向手搖微調(diào)進(jìn)給部分、數(shù)控砂輪修整器部分、潤滑系統(tǒng)及冷卻系統(tǒng)組成，其中，所述的橫向數(shù)控快速進(jìn)給部分帶動(dòng)工作臺(tái)橫向移動(dòng)進(jìn)行上、下料操作；所述的電磁無心卡具帶動(dòng)工件以無極變速方式旋轉(zhuǎn)，并且采用合金支點(diǎn)支承定位，寬砂輪切入磨削調(diào)心滾子外球面；所述的數(shù)控砂輪修整器部分由橫向、縱向兩電機(jī)驅(qū)動(dòng)橫、縱向滑動(dòng)導(dǎo)軌快速、準(zhǔn)確移動(dòng)，使數(shù)控砂輪修整器對(duì)寬砂輪（300㎜）進(jìn)行精確的粗、精修整；所述的床頭箱砂輪架采用高剛度動(dòng)靜壓主軸，主軸供油采用三級(jí)過濾，砂輪磨削速度為33 r/min；所述的電磁無心卡具包括交流電機(jī)、平鍵、小多楔帶、多楔帶、大多楔帶、套筒工件主軸、工件軸箱體、定位盤、棍子、合金支點(diǎn)、調(diào)整螺桿等；所述的橫向數(shù)控快速進(jìn)給部分包括伺服電機(jī)、彈性薄膜聯(lián)軸器、滾珠絲杠、絲母座、上滑座、十字交叉滾動(dòng)導(dǎo)軌、緊定螺釘、下滑座、防塵板；所述的數(shù)控砂輪修整器部分包括上、下滑座、電機(jī)支架、縱向電機(jī)、聯(lián)軸器、縱向絲杠、橫向絲杠、中滑座、修整器座、修整器支桿、合金刀柄、和鏡頭、砂輪；所述的數(shù)控砂輪修整器部分進(jìn)行無心切入式磨削的加工要求必須滿足曲率半徑為R=1500mm、粗糙度為Ra=0.32um；所述的潤滑系統(tǒng)和冷卻系統(tǒng)實(shí)行一整套設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)機(jī)床的全方位自動(dòng)潤滑和機(jī)床的充分冷卻以及磁性物質(zhì)的全面分離，提高冷卻液的清潔度與加工精度。

本發(fā)明具有以下效果：

1、機(jī)床采用無心布局方式，砂輪軸固定在車床身上，剛性好，抗震性強(qiáng)；

2、采用合金支點(diǎn)支承定位， 寬砂輪切入磨削滾子外球面，使加工的更加全面；

3、砂輪軸采用高剛度動(dòng)靜壓主軸，主軸供油采用三級(jí)過濾，砂輪磨削速度為33r/min；使磨削的更加精細(xì)；

4、采用一整套潤滑系統(tǒng)和一整套冷卻系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)機(jī)床的全方位自動(dòng)潤滑和機(jī)床的充分冷卻以及磁性物質(zhì)的全面分離，提高冷卻液的清潔度與加工精度。

附圖說明

附圖1為一種用于加工特大型軸承球面滾子的數(shù)控磨床的結(jié)構(gòu)主視圖；

附圖2為一種用于加工特大型軸承球面滾子的數(shù)控磨床的結(jié)構(gòu)俯視圖；

附圖3為橫向數(shù)控快速進(jìn)給機(jī)構(gòu)示意圖；

附圖4為電磁無心卡具帶動(dòng)工件以無級(jí)變速方式旋轉(zhuǎn)示意圖；

附圖5為數(shù)控砂輪修整器修整大曲率半徑寬砂輪示意圖；

附圖中的編碼分別為：A1為床身部分，A2為床頭箱砂輪架部分，A3為工件套筒主軸，A4為電磁無心卡具，A5為橫向數(shù)控快速進(jìn)給部分，A6為縱向手搖微調(diào)進(jìn)給部分，A7為數(shù)控砂輪修整器部分，A8為潤滑系統(tǒng)，A9為冷卻系統(tǒng)；

1為小皮帶輪，2為V形皮帶，3為大皮帶輪，4為砂輪靜壓主軸，5為潤滑泵，6為過濾器，7為稀油分配器，8為管道，9為定位銷，10為張緊裝置，11為鏈條，12為大齒輪，13為鏈輪，14為小齒輪，15為齒輪軸，16為水箱，17為磁性分離器，18為水管，19為液壓油箱，20為橡膠軟管，21為液壓裝置箱；

1-1為伺服電機(jī)，1-2為彈性薄膜聯(lián)軸器，1-3為滾珠絲杠，1-4為機(jī)床，1-5、1-8、1-10、1-13為螺釘，1-6為絲母座，1-7為上滑座，1-9為十字交叉滾動(dòng)導(dǎo)航；1-11為緊定螺釘；1-12為下滑座，1-14為防塵板；

2-1為交流電機(jī)，2-2為平鍵，2-3為小朵楔帶，2-4為多楔帶，2-5為大多楔帶，2-6為套筒工件主軸，2-7為工件軸箱體，2-8、2-9為螺釘，2-10為墊，2-11為線圈，2-12為定位盤，2-13為滾子，2-14為合金支點(diǎn)，2-15為調(diào)整螺桿；

3-1為機(jī)身，3-2、3-6、3-7、3-11、3-14、3-18、3-20為螺釘，3-3為上滑座，3-4為下滑座，3-5、3-21為電機(jī)支架，3-8為縱向電機(jī)，3-9、3-19為聯(lián)軸器，3-10為縱向絲杠，3-12為橫向絲杠，3-13、3-16為絲母，3-15為中滑座，3-17為橫向電機(jī)，3-22為修整器座，3-23為修整器支桿，3-24為合金刀柄，3-25為合金頭，3-26為砂輪。

結(jié)合附圖，本發(fā)明的具體實(shí)施方式為：

實(shí)施例1

如附圖1所示，本發(fā)明實(shí)施例所述的一種用于加工特大型軸承球面滾子的數(shù)控磨床， 該機(jī)床由床身部分(A1)、床頭箱砂輪架部分(A2)、工件套筒主軸(A3)、電磁無心卡具(A4)、橫向數(shù)控快速進(jìn)給部分(A5)、縱向手搖微調(diào)進(jìn)給部分(A6)、數(shù)控砂輪修整器部分(A7)、潤滑系統(tǒng)(A8)及冷卻系統(tǒng)(A9)組成。

如附圖2所示，安裝在床身部分的砂輪軸電機(jī)帶動(dòng)小皮帶輪1轉(zhuǎn)動(dòng)，V形皮帶2把動(dòng)力傳到大皮帶輪3上，進(jìn)一步傳給砂輪靜壓主軸4，這樣，寬砂輪就以33r/min的中速旋轉(zhuǎn)，對(duì)工件進(jìn)行粗、精切入式磨削。

本數(shù)控磨床采用全面潤滑系統(tǒng)，潤滑泵5安裝在床身的背面，潤滑油經(jīng)過過濾器6和稀油分配器7，再經(jīng)過管道8的傳輸，運(yùn)送到橫向數(shù)控快速進(jìn)給機(jī)構(gòu)的滾珠絲杠處和手搖進(jìn)給機(jī)構(gòu)的滑動(dòng)導(dǎo)軌上，從而對(duì)機(jī)床進(jìn)行了全面高效的潤滑。

機(jī)床還配備了角度調(diào)整機(jī)構(gòu)，通過調(diào)整齒輪軸15使小齒輪14帶動(dòng)大齒輪12旋轉(zhuǎn)，這樣與大齒輪同軸的鏈輪13也跟著旋轉(zhuǎn)，鏈輪與通過張緊裝置10張緊而固定在上滑座上的鏈條11嚙合，使上滑座及安裝在其上的工件軸箱體帶動(dòng)工件一起繞定位銷9旋轉(zhuǎn)，需要多大的角度就可以調(diào)整到多大，以便加工非對(duì)稱的滾子，調(diào)整范圍是：-9°～24°。

水箱16放置在機(jī)床的右面，由水泵把經(jīng)過粗過濾和磁性分離器17分離了磁性物質(zhì)的冷卻液通過水管18輸送到需要冷卻的部位，大流量的冷卻液起到冷卻工件減小切削熱和沖刷砂輪沫的作用，對(duì)提高工件的表面光潔度和降低應(yīng)力集中起著至關(guān)重要的作用。

機(jī)床采用獨(dú)立的液壓裝置給砂輪靜壓軸供油，液壓油箱19通過液壓泵把吸上來的油通過橡膠軟管20輸送到液壓裝置箱21內(nèi)，在液壓裝置箱內(nèi)經(jīng)過三級(jí)過濾和小孔節(jié)流器輸送到砂輪靜壓主軸內(nèi)，在壓力油的作用下使主軸達(dá)到動(dòng)平衡和靜平衡，滿足砂輪軸在中低轉(zhuǎn)速的情況下，工件獲得良好的加工精度的要求。

通過這一系列的操作過程和裝置的保證，從而完成對(duì)直徑為250毫米、幅高250毫米的球面滾子的粗、精加工，可使工件表面粗糙度達(dá)Ra=0.32μm。

如附圖3所示，橫向數(shù)控快速進(jìn)給機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)路線為：伺服電機(jī)1-1通過彈性薄膜聯(lián)軸器1-2帶動(dòng)滾珠絲杠1-3轉(zhuǎn)動(dòng)，滾珠絲杠1-3通過螺釘1-5把在絲母座1-6上，絲母座通過螺釘與上滑座1-7連接，從而可以帶動(dòng)安裝在上滑座上的工件軸箱體及工件（圖中未畫處）一起快速橫向移動(dòng)，十字交叉滾動(dòng)導(dǎo)軌1-9既通過螺釘1-8與下滑座1-12連接又通過螺釘1-10與床身1-4連接，從而實(shí)現(xiàn)在伺服電機(jī)的驅(qū)動(dòng)下工作臺(tái)上滑座快移運(yùn)動(dòng)，完成工件的上、下料操作。并且，采用十字交叉導(dǎo)軌及雙螺母式滾珠絲杠可以防止工作臺(tái)爬行現(xiàn)象的產(chǎn)生，消除軸向運(yùn)動(dòng)間隙，提高上、下料操作往復(fù)運(yùn)動(dòng)的精度及靈敏度。這樣，就使得工件上、下料時(shí)間縮短，提高了加工前、后的輔助時(shí)間的利用率和加工效率。

如圖4所示，交流電機(jī)2-1通過平鍵2-2與小多楔帶輪2-3連接，再通過能較好平穩(wěn)傳遞運(yùn)動(dòng)的多楔帶2-4把動(dòng)力傳到與大多楔帶2-5連接的采用套筒式安裝的套筒工件主軸2-6上，套筒工件主軸安裝在工件軸箱體2-7的殼體孔里；電磁無心卡具上的墊2-10通過螺釘2-9把電磁無心卡具把在套筒工件主軸的前端面，并且電磁無心卡具通過螺釘2-8把在工件軸箱體上，這樣使電磁無心卡具的線圈部分是固定的，與主軸連接的心部轉(zhuǎn)動(dòng)體是轉(zhuǎn)動(dòng)的，當(dāng)線圈2-11通電后，切割磁力線形成電磁吸力，電磁無心卡具的定位盤2-12把已經(jīng)粗磨成形的滾子2-13通過磁力吸住，合金支點(diǎn)2-14起支承定位工件作用，這樣滾子在電磁無心卡具的定位盤的帶動(dòng)下以一定的偏心量e旋轉(zhuǎn)，因?yàn)殡姍C(jī)2-1可以無極變速，因此，電磁無心卡具可以帶動(dòng)工件以無極變速的方式旋轉(zhuǎn)。通過調(diào)整螺桿2-15可以微調(diào)合金支點(diǎn)2-14，以保證合金支點(diǎn)的合金在工件的垂直中心線上。

如附圖5所示，整個(gè)數(shù)控砂輪修整器通過螺釘3-2安裝在床身3-1上，縱向電機(jī)3-8通過螺釘3-7安裝在電機(jī)支架3-5上，電機(jī)支架3-5用螺釘3-6把在數(shù)控砂輪修整器的下滑座3-4上；橫向電機(jī)3-17通過螺釘3-18安裝在電機(jī)支架3-21上,電機(jī)支架3-21用螺釘3-20把在數(shù)控砂輪修整器的下滑座3-4上。當(dāng)進(jìn)行砂輪的大曲率半徑的修整時(shí)，縱向電機(jī)3-8通過聯(lián)軸器9帶動(dòng)縱向絲杠3-10轉(zhuǎn)動(dòng)，與縱向絲杠配合的絲母3-16通過螺釘3-14與滑座連接，從而可以帶動(dòng)中滑座3-15及以上的部分縱向往復(fù)運(yùn)動(dòng)；同時(shí)，橫向電機(jī)3-17通過聯(lián)軸器3-19帶動(dòng)橫向絲杠3-12轉(zhuǎn)動(dòng)，與橫向絲杠配合的絲母3-13通過螺釘3-11與上滑座連接，從而可以帶動(dòng)上滑座3-3及以上的部分橫向往復(fù)運(yùn)動(dòng)。這樣安裝在上滑座上的修整器座3-22帶動(dòng)修整器支桿3-23，帶動(dòng)安裝在修整器支桿頂端的合金刀柄3-24和合金頭3-25對(duì)寬砂輪（300㎜）3-26進(jìn)行大曲率半徑的數(shù)控粗、精修整。