[实用新型]用于轴承滚道面的修整装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及轴承滚道的加工装置，具体地说是用于轴承滚道面的修整装置。

背景技术

在轴承加工中，尤其是对轴承滚道的光整与凸度修型，现有技术的加工工艺均为：磨加工或精研加工，由于轴承的精度主要体现在滚道上，特别是滚道的表面的粗糙度及形状精度，是衡量轴承精度和质量的重要标准。现有技术中的加工制造过程，制得的产品中，尤其是中大型轴承滚道表面粗糙度，难以达到“镜面”要求，远不能满足特种轴承的使用，原因在于研磨的过程中要想提高轴承的精度，主要是在磨加工后采用油石超精研技术，必须采用专用超精研设备来保证，该设备适应尺寸段范围有限，目前最大尺寸的超精研设备加工直径而且造价昂贵。专利公告号CN2747225Y，公开了一种超声波加工装置，该装置可用于金属表面的加工。专利公开号CN101502881A，公开了一种数控车床装置，该装置设有一个能实现超声波加工的刀架，该刀架由若干个传动机构将其设置在一定的位置上，实现数控车床的对接，由于该装置技术结构复杂，加工范围有局限性，只能够对一般平面的金属表面加工，无法对轴承滚道面进行加工。如果将现有技术的设备和加工工艺进行改进，克服现有技术的不足，将超声波技术和数控技术结合，应用在滚道的精整和凸度修型工序，不仅可提高轴承滚道加工的精度和质量，还使加工的应用范围更宽，甚至可以达到以上。

实用新型内容

本实用新型的目的，旨在解决轴承滚道表面粗糙度的精整和凸度修型，改善滚道表面的精度和形状，使粗糙度值提高3个数量级以上，粗糙度Ra值可达0.4μm，甚至达到Ra0.1μm以下，甚至更低；还能使轴承的直线滚道修整为凸度的对数曲线，加工表面产生压应力，同时表面显微硬度提高20％，提高工件表面的耐磨性及耐蚀性，提高生产效率。

本实用新型为实现上述目的，采用的技术方案是：用于轴承滚道面的修整装置，包括数控车床和超声波控制柜，在数控车床上设有一个卡盘，卡盘上设有一个用于设置轴承套圈的卡爪，在卡盘的内端设有大托盘，大托盘上设有一个小托盘，在小托盘上设有四方刀座，四方刀座的一端设有超硬车刀，四方刀座的另一端设有换能器和振动工具头，振动工具头设置在换能器上，换能器通过支撑架与四方刀座连接；在四方刀座上设有加紧块，加紧块的一个端面与支撑架连接；换能器通过连接线与超声波控制柜连接；在四方刀座的X轴上还设有X轴滚珠丝杠和X轴伺服电机，在四方刀座的Y轴上设有Y轴滚珠丝杠和Y轴伺服电机。

超声波控制柜通过连线与数控车床的控制系统连接。

数控车床的控制系统、换能器及超声波发生器为现有技术。

本实用新型的工作原理是：将热处理后的轴承体，置于该装置上对轴承滚道的表面进行精车和修整，替代了传统的研磨工艺。修整的原理是：数控车(CNC)上设有超声波加工装置，超声波加工装置由超声波发生器、超声波换能器和振动刀头组成，超声波换能器接收到声波信号后，转换为一种动能，该动能传导于振动刀头上，由于振动刀头的前端与轴承滚道相对，由电转变为振动能量，换能器推动振动刀头以每秒钟3万次以上的频率振动，振动工具头以高频的振动冲击轴承滚道的表面，使得轴承滚道面的表层金属组织产生微量的塑性变形，工件表面的波纹度愈加趋向平整，从而达到“镜面”的表面质量，该技术是以油剂为媒介在金属表面成放射状传播的一种量子，其作用是使金属材料原子的电子层吸收该量子，电子层活动更加活跃，从而造成原子核与电子层结合力相对变小，原子与原子的结合力变小，金属材料在该量子的作用下塑性发生变化，延展性提高。另外再加频率为30KHz的高频率振动，当振动传感器检测到振幅3-5微米的高频振动时，即该状态为最佳工作状态，换能器和振动发生器都处于最佳工作状态，可以使工件达到理想的粗糙度值，同时滚道表面的显微硬度较加工前提高20％以上，滚道的粗糙度比一般研磨出的粗糙度提高3级以上，粗糙度Ra值可达0.4μm，甚至达到Ra0.1μm以下，甚至更低，而且加工效率较传统研磨工艺提高50％以上。

该技术也可以延伸应用于齿加工过程中的齿面粗糙度超光整方面，可以将插齿或铣齿无法保证的粗糙度从Ra3.2μm提升到Ra0.8μm以上。实施时可将超声波超光整头装置在相应的数控齿加工设备上面，按照齿加工的程式将齿形表面的粗糙度得到改善。

直滚道轴承零件的滚道部分在设计中利用赫兹理论，采用最优化的结构设计，在承载滚道和滚子都进行了修型，滚道和滚子都具有凸度，一般为20μm-30μm之间，这将有效减少了承载部位的边角应力集中效应，使接触应力更均匀，从而使承载能力增加5％-10％，工作寿命延长。