一种轴承套圈精密加工装置及加工工艺的制作方法

本发明属于轴承加工设备，具体地说，涉及一种轴承套圈精密加工装置及加工工艺。

背景技术：

1、轴承套圈是滚动轴承的内圈、外圈，是决定轴承精度、寿命的核心零件，轴承套圈精密加工设备，是专门对轴承内外套圈完成车削、热处理后磨削、超精研磨、检测，把毛坯加工成高精度轴承环件的专用成套机械设备，轴承套圈在热处理后需通过精密磨床完成内圆、滚道、外圆等回转表面的磨削加工，套圈整体壁厚薄、结构刚性弱，对夹持精度与夹持力度适配性要求极高。

2、目前轴承套圈磨削加工所采用的夹持结构多为刚性卡爪结构，但在实际加工过程中存在显著的夹持适配矛盾，难以兼顾防变形与夹持稳定性，且传统刚性夹持结构夹持作用力集中，夹持力度把控难度大，夹持力度过大时，极易造成薄壁轴承套圈受压产生弹性变形，工件在形变状态下完成磨削加工，卸除夹持后套圈回弹，导致圆度、轮廓精度超差，严重影响加工精度；而为规避套圈形变刻意减小夹持力度时，夹持摩擦力不足，无法抵消磨削过程中的切削力与设备振动，极易出现套圈滑动、丢转、位置偏移等问题，造成磨削缺陷，加工稳定性极差。

技术实现思路

1、为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种轴承套圈精密加工装置，包括：磨削机；砂轮，所述砂轮设置在磨削机上，其通过电机驱动高速旋转并配合电动推杆沿轴承套圈回转表面做精准进给运动进行微量切削，逐步去除车加工残留刀纹、热处理氧化层与形变误差，实现套圈尺寸、圆度、轮廓精度的精细化修正；夹持组件，所述夹持组件设置在磨削机上，其中包括橡胶夹持块与橡胶管，四个橡胶夹持块沿同一圆周等角度布置并由同一气源并联驱动径向外扩，轴承套圈在托架允许的径向微量浮动范围内受到均衡径向夹持力而自动找正；橡胶管的吸附端从橡胶夹持块的夹持面外露，在吸附端贴合轴承套圈内圆周面形成密闭空间后，通过夹持块继续弹性压缩所形成的补偿行程带动辅活塞扩大负压工作腔容积，使橡胶管内形成负压，从而形成自定心柔性夹持与负压辅助限位。

2、作为本发明的一种优选实施方式，所述夹持组件包括：底座，所述底座通过螺丝可拆卸安装在磨削机上，所述底座上开设有环形轨道，所述底座上设置有除尘组件；圆筒，所述圆筒与底座固接，其中圆筒上开设有若干气孔；支架，所述支架与底座固接，所述支架上固接有马达；齿轮，所述齿轮通过联轴器与马达的输出端固接，其中齿轮置于环形轨道内；齿环，所述齿环转动安装在环形轨道内，所述齿环上固接有四个杆件，其中齿环与齿轮相啮合；气泵，所述气泵置于圆筒内部并与圆筒内壁固接；气泵的供气回路设置有具有供气位和排气位的进排气切换件，所述进排气切换件可采用常规二位三通阀并可不在附图中单独示出；回转气动接头，其固定输入端与气泵的供气回路连通，旋转输出端与四个供气管连通；四个主筒体，四个所述主筒体分别与四个杆件固接，四个所述主筒体内部均滑动安装有主活塞件，主活塞件由圆杆和活塞板组合而成；四个主筒体沿齿环中心呈等角度径向布置，四个活塞板的有效受压面积相同，四个供气管的内径及有效长度一致；弹簧，所述弹簧置于主筒体内部，其中弹簧套设在主活塞件的圆杆上，弹簧的两端分别与活塞板和主筒体内壁固接；四个弹簧的规格及预紧量相同；四个空心板，四个所述空心板分别与四个主活塞件的圆杆固接，四个所述空心板上均固接有多个橡胶管；空心板的内腔与对应的多个橡胶管相连通；四个橡胶夹持块，四个所述橡胶夹持块分别与四个空心板固接；橡胶夹持块上设置供橡胶管吸附端穿过的通孔，吸附端相对于夹持面向外凸出，且凸出量小于橡胶夹持块允许的弹性压缩量；四个辅筒体，四个所述辅筒体分别与四个杆件固接，四个所述辅筒体内部均滑动安装有辅活塞件，四个所述辅筒体上均固接有输气管，其中辅活塞件由圆杆和活塞板组合而成，四个辅活塞件的圆杆分别与四个空心板固接，每个输气管的一端与对应辅筒体远离圆杆伸出端的无杆腔连通，另一端与对应空心板的内腔连通；主活塞件的最大外伸行程大于橡胶管吸附端自初始位置移动至轴承套圈内圆周面所需的行程，使吸附端贴合密封后仍保留用于形成负压的补偿行程。

3、作为本发明的一种优选实施方式，所述底座上固接有护罩，其中护罩将齿轮与齿环覆盖。

4、作为本发明的一种优选实施方式，四个所述主筒体上均固接有橡胶柱，其中橡胶柱置于主筒体与空心板之间。

5、作为本发明的一种优选实施方式，四个所述杆件上均开设有插孔，四个所述插孔的内壁均滑插连接有托架，其中托架插入插孔内部通过螺栓固定，所述托架仅对轴承套圈提供轴向承托，并在夹紧前允许轴承套圈产生径向微量位移，以配合四个等角度夹持单元完成受力自定心。

6、作为本发明的一种优选实施方式，四个所述托架上均固接有底杆，其中底杆表面高于托架表面。

7、作为本发明的一种优选实施方式，所述除尘组件包括：集尘罩，所述集尘罩通过支撑杆与底座固接，其中集尘罩套设在四个杆件上并置于杆件与托架之间；矩形筒，所述矩形筒与支撑杆固接，所述矩形筒内壁滑插连接有储存盒；料管，所述料管的两端分别与集尘罩和矩形筒固接，所述料管上设有泵机。

8、作为本发明的一种优选实施方式，所述集尘罩内壁固接有孔洞板，其中孔洞板上的若干孔洞与集尘罩内壁相连通。

9、作为本发明的一种优选实施方式，所述储存盒上固接有滤板，其中滤板滤孔与储存盒内壁连通。

10、作为本发明的一种优选实施方式，一种轴承套圈精密加工装置的加工工艺，步骤如下：

11、步骤一、将待磨削加工的轴承套圈放置在四个托架上，使四个橡胶夹持块、多个橡胶管均置于轴承套圈的内圆中心区域；

12、步骤二、气泵进入夹紧供气状态，同一气源同时推动四个主活塞件径向外伸；轴承套圈在托架允许的径向微量浮动范围内受到四个等角度夹持单元的均衡径向作用力而自动找正；橡胶管的吸附端先与轴承套圈内圆周面贴合形成密闭空间，随后主活塞件继续完成预留的负压形成行程，橡胶夹持块产生弹性压缩，同时辅活塞件移动使辅筒体无杆腔容积增大，从而抽取空心板及橡胶管内的气体形成负压，完成柔性夹持与负压辅助固定；

13、步骤三、在完成夹持定心后，由马达驱动齿轮带动齿环旋转，齿环带动四个橡胶夹持块夹持的轴承套圈同步回转，使轴承套圈绕经夹持找正后的中心轴线做稳定匀速回转运动；

14、步骤四、电机驱动磨削砂轮高速旋转并利用电动推杆朝向轴承套圈回转表面精准进给，通过砂轮磨粒的微量切削作用，去除轴承套圈表面加工余量、氧化层及加工纹路，完成套圈外圆以及位于套圈外周并能够由外置砂轮接近的滚道等回转表面的精密磨削作业；

15、步骤五、磨削过程中泵机使集尘罩内产生吸力，将磨削产生的磨屑、颗粒及悬浮杂质抽离并输送到储存盒中存放，保障工作环境整洁；

16、步骤六、同时磨削过程中磨削机内冷却系统持续喷射切削液，及时带走磨削高温，防止轴承套圈表面烧伤、热变形；

17、步骤七、磨削工序完成后，将气泵的供气回路切换至卸压排气状态，释放主筒体内的夹紧气压，弹簧推动主活塞件及空心板回缩；空心板回缩时带动辅活塞件反向移动并压缩辅筒体无杆腔内的气体，使橡胶管内的负压解除，吸附端脱离轴承套圈内圆周面，随后取下加工完成的轴承套圈，各机构复位，完成单次磨削加工。

18、本发明与现有技术相比具有以下有益效果：

19、本发明通过橡胶夹持块弹性形变实现周向柔性贴合夹持，夹持作用力均匀分散在轴承套圈表面，避免刚性夹持应力集中，大幅降低薄壁轴承套圈被挤压变形的风险；四个夹持单元采用等角度布置、同源并联供气及一致的有效受压条件，并配合托架提供的径向微量浮动空间，使套圈在夹持初期能够在均衡径向作用力下自动找正；橡胶管吸附端先贴合内圆周面形成密闭空间，再利用夹持块的弹性压缩余量形成后续抽气行程，使负压形成过程具有明确的先密封、后抽气动作顺序；从而通过柔性夹持与负压吸附的双重限位，有效防止磨削过程中套圈受切削力、振动干扰产生滑动、丢转、偏移等问题，兼顾防变形、同轴定心与夹持稳定性。