[发明专利]一种在普通车床上磨削球面的方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及机械加工领域，尤其涉及一种在普通车床上磨削球面的方法及装置。

背景技术

目前的机械设备制造中，带有球面滚道需要磨削加工的工件比较多，如炼钢厂转炉上Φ900轴承及三支点对开式球铰座、吊挂装置中的凸凹球面垫等，一般都要用专用的圆弧滚道球面磨床加工，特别是转炉三支点中Φ460对开式球铰，决定炉体转动的平稳性，备件设计精度高，圆球度误差±0.02mm，装配后内、外球面接触面积要≥75％，材质GCr15SiMn，淬火后硬度HRc50～55，表面粗糙度Ra0.8，以前都是靠国外进口，国内轴承厂不能加工这样的对开式轴承，尤其是在没有专用球面磨床情况下，需要在普通车床上解决此类产品的磨削加工难题。

发明内容

本发明的目的是提供一种在普通车床上磨削球面的方法及装置，在无专用球面磨床的情况下，解决球面磨削的难题。

为实现上述目的，本发明通过以下技术方案实现：

一种在普通车床上磨削球面的方法，根据两圆相交形成球面的原理，采用径向磨头装置实现，其操作步骤叙述如下：

1)、在普通车床刀架上安装径向磨头，工件装夹在普通车床卡盘上，径向磨头上砂轮的中心线垂直于工件球面的旋转中心线并与球面的垂直中心线相交并成夹角α，12°≤α≤25°；

2)、磨削参数：砂轮的速度V_砂＝18米/秒，工件的速度V_工＝6～8米/分，磨削深度t＝5～10μm/工件转2～4周，注冷却液；

3)、要保证砂轮的中心与工件的回转中心高度等高；

4)、用样板检验球面弧度，直至磨削完成。

所述的径向磨头，包括底座、电机、皮带轮、砂轮，电机依次与皮带轮一、底座相连，皮带轮二依次与底座、砂轮相连，皮带轮一和皮带轮二通过皮带相连接。所述的砂轮为杯形砂轮或碗形砂轮，其直径取工件球面宽的1.1～1.4倍，即d＝1.1～1.4H，H为球面宽。

所述的冷却液的组分按重量百分比构成为：

水溶性乳化切削油  8～10％；

碳酸钠  0.5～1.5％；

三乙醇铵  2～3％；

其余为水。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：根据球面形成的原理，能在普通车床上磨削出理想的不同规格的球面体，可以是内球面也可以是外球面，适用范围广，解决了没有专用球面磨床情况下，球面的磨削难题。

附图说明

图1是本发明实施例结构示意图；

图2是图1的侧视示意图；

图3是径向磨头结构示意图；

图4是当砂轮磨削点高于工件中心线的磨纹形状；

图5是当砂轮磨削点低于工件中心线的磨纹形状。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明：

见图1、图2，本发明一种在普通车床上磨削球面的方法实施例结构示意图，以内球面的磨削为例来说明，根据两圆相交形成球面的原理，用普通车床在刀架上安装专用的径向磨头，用Φ250mm的杯形砂轮，磨削时，径向磨头做径向磨削，即磨出理想的球面，其操作步骤叙述如下：

1)、在普通车床刀架7上安装径向磨头8，工件9装夹在普通车床卡盘10上，径向磨头上砂轮3的旋转中心线垂直于工件9球面的旋转中心线并与球面的垂直中心线相交并成夹角α，12°≤α≤25°，夹角越大，球面曲率越大；

2)磨削参数：砂轮的速度V_砂＝18米/秒，工件的速度V_工＝6～8米/分，磨削深度t＝5～10μm/工件转2～4周，注冷却液，精磨时砂轮一定要转动平稳，工件转速要降低一级；

所述的冷却液的组分按重量百分比构成为：

水溶性乳化切削油  8～10％

碳酸钠  0.5～1.5％

三乙醇铵  2～3％

其余为水。

3)要保证砂轮3的中心与工件9的回转中心高度等高；

4)用样板检验球面弧度，直至磨削完成。

见图3，所述的径向磨头，包括底座1、电机2、皮带轮、砂轮3，电机2依次与皮带轮一4、底座1相连，皮带轮二5依次与底座1、砂轮3相连，皮带轮一4和皮带轮二5通过皮带6相连接。所述的砂轮3为杯形砂轮或碗形砂轮，其直径取工件球面宽的1.1-1.4倍，即d＝1.1～1.4H，H为球面宽，材质为白刚玉，粒度46#，硬度R₂。

见图4、图5，在砂轮的中心与工件的回转中心有高度差的情况下，磨出的球面就产生一定的误差，光洁度低，并形成独特的磨纹，通过磨纹可判断砂轮位置是否合适。无论砂轮的中心是高于或低于工件的旋转中心线，磨出的球面都有磨纹。