[发明专利]一种用于轴承轨道超精密成形磨削加工装置及方法

摘要

本发明公开了一种用于轴承轨道超精密成形磨削加工装置及方法，属于精密超精密加工技术领域。主要由砂轮主轴模块、回转工作台模块、砂轮电火花在位整形模块、金刚石滚轮在位整形模块、ELID精密磨削模块、冷却及过滤模块、在位检测模块、自动上下料模块和控制系统模块组成。本发明将ELID精密磨削技术与多主轴转台式磨床结构设计相结合，采用模块化设计理念，本发明通过在一次装卡中实现对高精度轴承轨道的半精加工、精加工及砂轮的在位整形和在线修锐，并对加工后的工件进行在位检测，保证零件的加工精度、加工效率及加工一致性。

主权项

1.一种用于轴承轨道超精密成形磨削加工装置，其特征在于：该装置由砂轮主轴模块(1)、回转工作台模块(2)、砂轮电火花在位整形模块(3)、金刚石滚轮在位整形模块(4)、ELID精密磨削模块(5)、冷却及过滤模块(6)、在位检测模块(7)、自动上下料模块(8)和控制系统模块(9)组成；/n砂轮主轴模块(1)位于回转工作台模块(2)的上方，由回转工作台模块(2)带动实现砂轮主轴模块(1)的旋转运动；所述回转工作台模块(2)位于床身(10)上面，回转工作台模块(2)具有三个工位，分别为两个砂轮主轴模块(1)和在位检测模块(7)，两个砂轮主轴模块(1)的主轴相互垂直，在位检测模块(7)设置在两个砂轮主轴模块(1)的外侧，回转工作台模块(2)能够实现旋转运动；/n所述砂轮电火花在位整形模块(3)位于床身(10)之上，回转工作台模块(2)之后；砂轮电火花在位整形模块(3)包括成形车刀(11)和石墨轮修形器(12)，成形车刀(11)和石墨轮修形器(12)并列布设，石墨轮修形器(12)底部有十字导轨，用以实现砂轮电火花在位整形模块(3)X向、Y向运动；/n所述金刚石滚轮在位整形模块(4)位于床身(10)之上，砂轮电火花在位整形模块(3)的一侧，金刚石滚轮在位整形模块(4)包括金刚石滚轮修形器(13)，金刚石滚轮修形器(13)与石墨轮修形器(12)并列布设，金刚石滚轮修形器(13)底部有十字导轨，实现金刚石滚轮在位整形模块(4)的X向、Y向运动；/n所述ELID精密磨削模块(5)位于回转工作台模块(2)的两个砂轮主轴模块(1)工位上，ELID精密磨削模块(5)包括金属结合剂CBN成型砂轮(14)、在线电解修整电极(15)和间隙调节沉头螺钉(16)，在线电解修整电极(15)安装在砂轮主轴模块(1)的砂轮处，可通过间隙调节沉头螺钉(16)调节在线电解修整电极(15)和金属结合剂CBN成型砂轮(14)之间的电解间隙，金属结合剂CBN成型砂轮(14)设置在在线电解修整电极(15)内部；ELID精密磨削模块(5)配有在线电流检测系统，通过在线电流检测系统检测在线电解修整电极(15)与金属结合剂CBN成型砂轮(14)之间电流大小，自动控制变曲率可调在线电解修整电极(15)的曲率半径进而均匀的改变在线电解修整电极(15)与金属结合剂CBN成型砂轮(14)之间的间距，完成对在线电解修整电极(15)与金属结合剂CBN成型砂轮(14)之间距离的闭环控制，从而使ELID磨削最优化；/n所述冷却及过滤模块(6)位于床身(10)一侧，包括煤油过滤循环箱(17)和ELID磨削液过滤循环箱(18)，用以实现对煤油和ELID磨削液的过滤及冷却；/n所述在位检测模块(7)位于回转工作台模块(2)上的一个工位上，包括Z向进给滑台(19)和测量探针(20)，测量探针(20)安装在Z向进给滑台(19)上，Z向进给滑台(19)沿竖直方向固定在回转工作台模块(2)上，用以实现对已加工工件的在位检测；/n所述自动上下料模块(8)位于床身(10)上的另一侧，自动上下料模块(8)包括Y向滑台(21)、Z向滑台(22)和旋转机械手(23)，旋转机械手(23)安装在Z向滑台(22)的底部，Z向滑台(22)安装在Y向滑台(21)上，通过自动上下料模块(8)实现工件的自动上料与下料；/n所述控制系统模块(9)位于床身的左侧，包含ELID磨削控制系统、机床伺服控制系统，控制系统模块(9)与砂轮电火花在位整形模块(3)、金刚石滚轮在位整形模块(4)、ELID精密磨削模块(5)、冷却及过滤模块(6)、在位检测模块(7)、自动上下料模块(8)相互连接，进而实现ELID磨削状态的主动控制和机床的运动控制。/n