磁悬浮轴承套圈内外打磨抛光装置

技术领域

本发明涉及环形件的打磨抛光技术领域，具体涉及磁悬浮轴承套圈内外打磨抛光装置。

背景技术

磁悬浮轴承是利用磁力作用将转子悬浮于空中，使转子与定子之间没有机械接触。其原理是磁感应线与磁浮线成垂直，轴芯与磁浮线是平行的，所以转子的重量就固定在运转的轨道上，利用几乎是无负载的轴芯往反磁浮线方向顶撑，形成整个转子悬空，在固定运转轨道上。

磁悬浮事实上只是一种辅助功能，并非是独立的轴承形式，具体应用还得配合其它的轴承形式，例如磁悬浮+滚珠轴承、磁悬浮+含油轴承、磁悬浮＋汽化轴承等。相较于普通轴承，磁悬浮轴承在组成上也包括外圈、内圈、滚动体和保持架，其中外圈和内圈分别为滚道在外表面的轴承套圈和滚道在内表面的轴承套圈，轴承套圈作为内圈时，通常是与轴紧配合，并与轴一起旋转；轴承套圈作为外圈时，通常与轴承座孔或机械部件的壳体配合，起支撑作用。

轴承套圈在生产加工过程中需要经历锻造、热处理和磨削等多步工艺，其中，磨削的主要目的是消除由于锻造和热处理等粗加工带来的凸起或裂纹，降低光滑度误差，提高装配部位接触面的强度和质量，以达到高精度的装配要求。

磨削加工需要用到特定的磨削设备，而对于轴承套圈这种高精密部件，通常需要对其内外圆周面进行双重打磨，由于成形表面的特殊性，传统的打磨抛光设备难以满足其复杂的、高精度的抛光打磨需求，并且存在以下的几个弊端：

1、现有的加工工艺中，对于轴承套圈外周面的打磨和内周面的抛光是作为两个完全独立的过程分别进行的，这种分别加工的工艺使得轴承套圈的内外周面打磨难以在同一台设备上同步进行，加工期间需要经过多次的拆卸安装以及夹持基准的调节，一方面操作繁琐，增加了时间成本，降低了加工效率；另一方面，多次的拆装无法保证加工基准的统一性，容易造成加工误差。

2、夹持部位和夹持方式不便于选择。首先是夹持部位的选择上，由于轴承套圈近似圆环的形状，且其内外周面均为加工面，为避免加工干涉，不能选作夹持部位，而选取轴承套圈的相对端面作为夹持部位时又受到加工方式的限制；其次，在夹持方式的选择上，在轴承套圈整体的加工过程中，采用的并不是一成不变的单一的夹持方式，常常是静态夹持与动态夹持相互穿插配合，并根据实际的加工需求进行夹持调节，而传统的夹持方式并不能实现上述的夹持效果。

3、打磨抛光工具的加工进给的角度调节不便。在轴承套圈的打磨抛光过程中，往往需要根据实际的加工需求来调整打磨进给量及刀具切入初角度，有些调整甚至需要在加工过程中实时进行，这就导致传统打磨设备无法满足加工需求。

综上可知，现有技术在实际使用上显然存在不便与缺陷，所以有必要加以改进。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明提供磁悬浮轴承套圈内外打磨抛光装置，用以解决传统技术中的打磨设备不能在一次装夹的情况下同时实现对轴承套圈的内外周面打磨抛光以及夹持部位和夹持方式选择不便、加工工具的进给和角度不便于调节的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

磁悬浮轴承套圈内外打磨抛光装置，包括水平设置的方形底板和升降顶板，所述方形底板上设有外圈打磨组件，所述升降顶板上设有内圈抛光组件。

作为一种优化的方案，所述升降顶板平行设置于所述方形底板的上方，所述方形底板和所述升降顶板之间设有四个中心对称的升降伸缩缸，每个所述升降伸缩缸的下部固定端固接在所述方形底板的上表面靠近直角处，每个所述升降伸缩缸的上部伸缩端固接至所述升降顶板的下表面。

作为一种优化的方案，所述外圈打磨组件包括四个中心对称的C形卡座，四个所述C形卡座紧贴所述方形底板的上表面设置。

作为一种优化的方案，每个所述C形卡座的外端面上分别开设有转动连通口，所述转动连通口内转动设有外圈打磨块。

作为一种优化的方案，每个所述C形卡座的内顶面和内底面上分别设有对称的夹紧伸缩缸，每个所述夹紧伸缩缸的伸缩端分别固接有夹紧压板。

作为一种优化的方案，所述方形底板的下表面中心处开设有电机安装槽，所述电机安装槽内固接有第一转动电机，所述第一转动电机的输出轴末端向上穿过所述方形底板并固接有水平的方形转板，四个所述C形卡座伸缩安装在所述方形转板上。

作为一种优化的方案，所述方形转板的四个竖向侧壁上固接有四个水平伸缩缸，每个所述水平伸缩缸的伸缩端分别固接至对应所述C形卡座的下端侧壁上。

作为一种优化的方案，每个所述C形卡座的下端面上分别固接有支撑滑块，所述方形底板的上表面对应每个所述支撑滑块分别开设有水平的条形滑槽。

作为一种优化的方案，所述方形底板的上表面还开设有若干个同心等距的环形滑槽，所述环形滑槽与所述条形滑槽相连通。

作为一种优化的方案，每个所述转动连通口的内底面和内顶面上分别开设有相对的转动安装槽，每块所述外圈打磨块的上端面中心处固定有上连接转轴，下端面中心处固接有下连接转轴，所述上连接转轴和所述下连接转轴分别转动卡装在两个所述转动安装槽内。

作为一种优化的方案，每个所述C形卡座靠近下端的外壁上开设有水平的安装口，所述安装口内设有副传动齿轮，所述副传动齿轮同轴固接在所述下连接转轴的周壁上。

作为一种优化的方案，所述每个所述C形卡座靠近下端的侧壁上分别固接有步进电机，所述步进电机的输出轴末端固接有主传动齿轮，所述安装口内还转动设有中间传动齿轮，所述中间传动齿轮分别与所述主传动齿轮及所述副传动齿轮啮合传动。

作为一种优化的方案，所述内圈抛光组件包括竖向设置的方形安装座，所述方形安装座的四个侧壁上分别固接有水平的液压伸缩缸，每个所述液压伸缩缸的伸缩末端分别固接有弧形连接板，所述弧形连接板的上下端面上分别固接有弧形的内圈抛光板。

作为一种优化的方案，所述弧形连接板的外弧面上固接有夹持定位块，所述夹持定位块的上下端面上分别设有对称的顶撑伸缩缸，每个所述顶撑伸缩缸的伸缩端分别固接有顶撑压板。

作为一种优化的方案，所述升降顶板的上表面中心处固接有第二转动电机，所述升降顶板的下表面中心处开设有圆形限位槽，所述圆形限位槽内转动设有圆形转板，所述第二转动电机的输出轴末端向下穿过所述升降顶板并固接至所述圆形转板的上表面中心处。

作为一种优化的方案，所述圆形转板的下表面中心处固接有竖向的连接座，所述连接座的下端固接至所述方形安装座的上端面中心处。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明中设置了分别用于轴承套圈外周面精加工的外圈打磨组件和用于轴承套圈内周面精加工的内圈抛光组件，从而实现了在同一台设备上可同时实现对与轴承套圈内外周面的同步加工，并且在整个加工过程中，只需要对待加工的轴承套圈进行一次安装，无需进行多次反复拆卸，简化了加工流程，保证了加工基准的统一性，避免了出现加工误差。

本发明中设置了两套夹持组件，分别用于轴承套圈外周面打磨和内周面抛光两个过程的夹持定位，在夹持部位的选择上，当进行轴承套圈外周面打磨时，选取了轴承套圈内圈上的滚动体凹槽作为夹持部位，通过顶撑伸缩缸的伸缩对凹槽的上下槽面进行顶撑支撑，使得在进行轴承套圈的外周面打磨时完全不会被夹持机构遮挡阻碍；当进行轴承套圈内周面抛光时，选取了轴承套圈的上下端面作为夹持部位，通过夹紧伸缩缸的伸缩将轴承套圈整体固定夹持在C形卡座上，使得在进行轴承套圈的内周面打磨时不会发生干涉；另外，本发明中设置的两套夹持组件是分别依附设置在外圈打磨组件和内圈抛光组件上的，这使得在利用外圈打磨组件进行套圈外周面的打磨时，内圈抛光组价可通过相关结构变换成为夹持组件，同理，在内圈抛光组件进行套圈内周面打磨时，外圈打磨组件也是作为夹持组件起到对于套圈整体的夹持定位。

本发明中设置的外圈打磨组件和内圈抛光组件既能作为加工机构做主动运动来实现打磨和抛光的功能，又能作为夹持机构带动工件做相对于加工机构的辅助运动，以此提高加工效率和打磨抛光质量。

本发明中设置的外圈打磨块可在步进电机及主副传动齿轮的驱动控制下实现打磨进给量和打磨角度的调节，并且这种调节可在轴承套圈周面打磨的过程中进行，无需关停机器或使工件固定，简化了调节过程。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中，类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。

图1为本发明在进行轴承套圈内圈抛光时各机构的内部结构主视示意图；

图2为本发明在进行工件安装时各部分组件的位置关系示意图；

图3为本发明中的外圈打磨组件在俯视方向上的结构示意图；

图4为本发明中的内圈抛光组件在俯视方向上的结构示意图；

图5为本发明在进行轴承套圈外圈打磨时各机构的位置关系内部示意图。

图中：1-方形底板，2-升降顶板，3-升降伸缩缸，4-C形卡座，5-转动连通口，6-外圈打磨块，7-夹紧伸缩缸，8-夹紧压板，9-电机安装槽，10-第一转动电机，11-方形转板，12-水平伸缩缸，13-支撑滑块，14-条形滑槽，15-环形滑槽，16-转动安装槽，17-上连接转轴，18-下连接转轴，19-安装口，20-副传动齿轮，21-步进电机，22-主传动齿轮，23-中间传动齿轮，24-方形安装座，25-液压伸缩缸，26-弧形连接板，27-内圈抛光板，28-夹持定位块，29-顶撑伸缩缸，30-顶撑压板，31-第二转动电机，32-圆形限位槽，33-圆形转板，34-连接座。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本发明的保护范围。

如图1至图5所示，磁悬浮轴承套圈内外打磨抛光装置，包括水平设置的方形底板1和升降顶板2，方形底板1上设有外圈打磨组件，升降顶板2上设有内圈抛光组件。

升降顶板2平行设置于方形底板1的上方，方形底板1和升降顶板2之间设有四个中心对称的升降伸缩缸3，每个升降伸缩缸3的下部固定端固接在方形底板1的上表面靠近直角处，每个升降伸缩缸3的上部伸缩端固接至升降顶板2的下表面。

外圈打磨组件包括四个中心对称的C形卡座4，四个C形卡座4紧贴方形底板1的上表面设置。

每个C形卡座4的外端面上分别开设有转动连通口5，转动连通口5内转动设有外圈打磨块6。

每个C形卡座4的内顶面和内底面上分别设有对称的夹紧伸缩缸7，每个夹紧伸缩缸7的伸缩端分别固接有夹紧压板8。

方形底板1的下表面中心处开设有电机安装槽9，电机安装槽9内固接有第一转动电机10，第一转动电机10的输出轴末端向上穿过方形底板1并固接有水平的方形转板11，四个C形卡座4伸缩安装在方形转板11上。

方形转板11的四个竖向侧壁上固接有四个水平伸缩缸12，每个水平伸缩缸12的伸缩端分别固接至对应C形卡座4的下端侧壁上。

每个C形卡座4的下端面上分别固接有支撑滑块13，方形底板1的上表面对应每个支撑滑块13分别开设有水平的条形滑槽14，条形滑槽14实现了对C形卡座4滑动伸缩的避让。

方形底板1的上表面还开设有若干个同心等距的环形滑槽15，环形滑槽15与条形滑槽14相连通。

每个转动连通口5的内底面和内顶面上分别开设有相对的转动安装槽16，每块外圈打磨块6的上端面中心处固定有上连接转轴17，下端面中心处固接有下连接转轴18，上连接转轴17和下连接转轴18分别转动卡装在两个转动安装槽16内。

每个C形卡座4靠近下端的外壁上开设有水平的安装口19，安装口19内设有副传动齿轮20，副传动齿轮20同轴固接在下连接转轴18的周壁上。

每个C形卡座4靠近下端的侧壁上分别固接有步进电机21，步进电机21的输出轴末端固接有主传动齿轮22，安装口19内还转动设有中间传动齿轮23，中间传动齿轮23分别与主传动齿轮22及副传动齿轮20啮合传动，通过步进电机21的外部控制，可调整外圈打磨块6的打磨角度。

内圈抛光组件包括竖向设置的方形安装座24，方形安装座24的四个侧壁上分别固接有水平的液压伸缩缸25，每个液压伸缩缸25的伸缩末端分别固接有弧形连接板26，弧形连接板26的上下端面上分别固接有弧形的内圈抛光板27。

弧形连接板26的外弧面上固接有夹持定位块28，夹持定位块28的上下端面上分别设有对称的顶撑伸缩缸29，每个顶撑伸缩缸29的伸缩端分别固接有顶撑压板30。

升降顶板2的上表面中心处固接有第二转动电机31，升降顶板2的下表面中心处开设有圆形限位槽32，所述圆形限位槽32内转动设有圆形转板33，第二转动电机31的输出轴末端向下穿过升降顶板2并固接至圆形转板33的上表面中心处。

圆形转板33的下表面中心处固接有竖向的连接座34，连接座34的下端固接至方形安装座24的上端面中心处。

本发明在使用时：首先控制升降伸缩缸3伸长、水平伸缩缸12缩短，使内圈抛光组件整体上升、四个C形卡座4收拢；将待进行内外打磨抛光的轴承套圈水平放置在四个C形卡座4的上端面上；控制升降伸缩缸3缩短，使方形安装座24下降至与轴承套圈内壁凹槽相平齐的位置，控制液压伸缩缸25伸长，使夹持定位块28平移至轴承套圈内壁凹槽内，控制顶撑伸缩缸29伸长，通过顶撑压板30对凹槽的上下槽面进行顶紧支撑，此时内圈抛光组件起到对轴承套圈的夹持作用，可进行对轴承套圈外圈的打磨加工，具体为：控制水平伸缩缸12伸长，使四个C形卡座4分别沿对应的条形滑槽14向外滑动，控制升降伸缩缸3继续缩短，使内圈抛光组件带动轴承套圈继续下降至轴承套圈与转动连通口5相平齐的位置，控制水平伸缩缸12回缩，使四个C形卡座4分别卡紧轴承套圈的外边缘，启动步进电机21，对外圈打磨块6的打磨角度进行调节，并使外圈打磨块6贴紧轴承套圈的外圈壁；启动第一转动电机10，第一驱动电机带动方形转动转动，并驱动C形卡座4绕轴转动，通过外圈打磨块6完成对轴承套圈外圈壁的打磨加工；外圈打磨加工结束后，关停第一转动电机10，控制夹紧伸缩缸7伸长，通过夹紧压板8对轴承套圈的上下端面进行夹紧定位；控制顶撑伸缩缸29缩回、液压伸缩缸25继续伸长，使内圈抛光板27贴紧轴承套圈的内圈壁，启动第二转动电机31，第二转动电机31带动内圈抛转组件整体转动，对轴承套圈内圈壁进行抛光加工；待内外圈抛光打磨结束后，使各机构复位，将轴承套圈拆下。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制，尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换，而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本发明的权利要求和说明书的范围当中。