[发明专利]一种用于轴承套圈磨削的自适应电磁无心夹具

说明书

一种用于轴承套圈磨削的自适应电磁无心夹具，在电磁无心夹具的支撑内安装了压力传感器，能够实时检测两个支撑与轴承套圈之间的压力，然后通过控制器实时计算出通过线圈的电流的数值，并根据计算出的电流的数值对电流大小进行实时控制，从而使控制器能够对线圈的磁吸附力进行实时控制，既能有效避免夹持力过大，防止轴承套圈变形，也能显著降低夹持力在动态变化过程中的浮动范围，显著减少轴承套圈在磨削过程中的振动，克服了现有的电磁无心夹具难以对轴承套圈的夹持力进行控制的问题，实现了电磁无心夹具对轴承套圈磨削过程的自适应，能够满足薄壁轴承套圈较高精度的磨削要求。

技术领域

本发明涉及电磁无心夹具领域，尤其涉及一种用于轴承套圈磨削的自适应电磁无心夹具。

背景技术

电磁无心夹具通常用来定位和夹紧回转类工件，采用电磁无心夹具进行磨削具有加工效率高、精度和表面质量好等优点。电磁无心夹具被广泛应用于轴承套圈类工件回转表面的精密、超精密加工。电磁无心夹具工作时，将交流电整流为直流电，直流电通过线圈产生电磁效应，工件在电磁效应影响下会发生磁化，并被吸紧，实现轴向定位。机床工件轴转动带动电磁无心夹具磁极转动，磁极又通过磁力的作用带动工件转动，由于工件中心与主轴中心有一定的偏移量，工件不能绕主轴的轴线和工件的轴线同步转动，而只能绕前后支承所决定的工件几何中心转动，使磁极和工件端面之间产生摩擦力，磨削过程中工件被稳定地夹持在支承块上，绕工件自身轴线转动。

薄壁轴承套圈截面积较小，径向壁厚较小，刚性很低，当进行磨削时，进给量与实际磨削之间必然会存在差距，所以砂轮对套圈的磨削力是动态变化的，动态变化的磨削力造成两支承对套圈的作用力也是动态变化的，且受磨削力影响，套圈所受电磁无心夹具支承的支持力也是变化的，当支承对套圈的压力过大时，套圈的会产生较大的夹紧变形，造成残次品，并且处于动态变化状态的压力也会增加套圈的振动，影响磨削加工的稳定进给。现有技术中由于砂轮和轴承套圈之间的磨削力难以检测，导致现有的电磁无心夹具难以对轴承套圈的夹持力进行控制，难以满足薄壁轴承套圈较高精度的磨削要求。

发明内容

为解决现有的电磁无心夹具难以对轴承套圈的夹持力进行控制，容易出现夹持力过大，造成轴承套圈变形，或在加工过程中振动的问题，本发明提供了一种用于轴承套圈磨削的自适应电磁无心夹具。

本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案是：一种用于轴承套圈磨削的自适应电磁无心夹具，包括安装在机床主轴上的夹具体，夹具体的端面安装有磁盘，磁盘的端面安装有磁极，夹具体内设有能够在通电后产生磁吸附力的线圈，使轴承套圈沿轴向一侧的端面能够吸附在磁极的端面上，磁极的侧面设有两个支撑，两个支撑同时压设在轴承套圈的外壁或内壁上，从而对轴承套圈沿径向进行支撑，支撑靠近轴承套圈的一端安装有滚轮，滚轮一侧的圆柱面从支撑的端面伸出并与轴承套圈相切贴合，使滚轮能够与轴承套圈的外壁或内壁相对滚动，支撑的内部设有压力传感器，压力传感器能够检测轴承套圈对滚轮沿径向的压力；

两个支撑分为对轴承套圈进行磨削时相对靠近砂轮的前支撑和相对远离砂轮的后支撑，前支撑的压力传感器将检测的压力数值传递至控制器，作为前支撑对轴承套圈的径向力F₁，后支撑的压力传感器也将检测的压力数值传递至控制器，作为后支撑对轴承套圈的径向力F₂，控制器根据所收到的F₁和F₂的数值实时计算出通过线圈的电流I的数值，并根据计算出的电流I的数值对电流大小进行实时控制，从而使控制器能够对线圈的磁吸附力进行实时控制。

电流I的计算方法为，根据轴承套圈的轴线建立坐标系，轴承套圈的轴线O与磁极的轴线O'之间具有偏心量e，坐标系X轴沿水平方向并与轴承套圈的轴线O垂直相交，坐标系Y轴沿竖直方向并与轴承套圈的轴线O垂直相交；