[发明专利]用于轴承外圈内滚道的可替换式气囊抛光装置

说明书

本发明涉及一种用于轴承外圈内滚道的可替换式气囊抛光装置，主轴前端连接伺服电机，主轴末端通过液压胀套固定连接气囊抛光头，气囊抛光头中的金属基座上设有橡胶圈，橡胶圈内侧与金属基座内部的气室相连通构成气囊橡胶圈，气囊橡胶圈内壁粘贴有镍钛记忆合金薄片，镍钛记忆合金薄片上粘贴有薄片压力传感器和加热电阻丝；气囊橡胶圈通过金属基座气室上的连通孔经轴端连接头和主轴内的通孔与主轴箱体上的进气孔相连通，金属基座通过压紧螺母固定于轴端连接头上，构成模块化的可替换式气囊抛光头。该抛光装置可以在充气与通电状态下使气囊抛光头有效贴合轴承外圈内滚道，并能够实现独立控制抛光参数，最终提高轴承外圈内滚道的加工廓形精度及工艺灵活性。

技术领域

本发明涉及一种抛光装置，尤其是涉及一种用于轴承外圈内滚道的气囊抛光装置。

背景技术

气囊抛光是20世纪90年代由D.D.WALKER教授联合英国伦敦光学实验室共同提出的一种新型抛光技术，该技术采用充气式气囊作为抛光工具，在抛光过程中气囊随着主轴做旋转运动，在抛光液的作用下达到抛光工件表面的目的。

轴承作为一种机械设备中的重要零部件，其工作表面主要包含滚动体表面、内圈外滚道表面和外圈内滚道表面，根据统计数据显示，由于表面加工质量较低等影响因素，外圈的失效更为普遍。轴承外圈内滚道的抛光评价标准主要为：廓形精度、表面粗糙度和加工一致性，目前，常见的轴承外圈内滚道的抛光方法均无法实现一道工序同时满足上述评价标准。针对这一技术瓶颈，需要设计一种能够同时满足廓形精度、表面粗糙度和加工一致性的抛光装置。

发明内容

本发明的目的在于解决现有轴承外圈内滚道抛光技术的局限性，提供一种用于轴承外圈内滚道的可替换式气囊抛光装置。

为实现上述目的，本发明的技术方案是：

一种用于轴承外圈内滚道的可替换式气囊抛光装置，包括主轴、主轴箱体、伺服电机，所述主轴通过轴承安装在主轴箱体内，所述主轴前端连接伺服电机，所述主轴的末端通过液压胀套固定连接气囊抛光头，所述气囊抛光头包括轴端连接头、金属基座、橡胶圈，所述金属基座外圆柱中间设有向外凸起呈圆弧形的橡胶圈，且橡胶圈内侧与金属基座内部的气室相连通构成气囊橡胶圈，所述气囊橡胶圈内壁粘贴有镍钛记忆合金薄片，所述镍钛记忆合金薄片上粘贴有薄片压力传感器和加热电阻丝；所述气囊橡胶圈通过金属基座气室上的连通孔经轴端连接头和主轴内的通孔与主轴箱体上的进气孔相连通，所述金属基座通过压紧螺母固定于轴端连接头上，构成模块化的可替换式气囊抛光头。

进一步，所述橡胶圈内部设有不锈钢加强层。

进一步，所加热电阻丝与外部电源及外部控制系统连接，在施加电流后产生焦耳热，从而促使镍钛记忆合金薄片在热驱动回复力作用下带动气囊抛光头向外膨胀。

进一步，所述镍钛记忆合金薄片表面阵列式粘贴薄片压力传感器，所述薄片压力传感器向外部控制系统传出电压信号，通过外部控制系统显示电压信号来判断橡胶圈与轴承外圈内滚道的接触情况，并接收控制系统传出的电压信号，实时调整加热电阻丝内部电流和通电时间以改变镍钛记忆合金薄片热流密度。

进一步，所述加热电阻丝通过电流大小和通电时间计算其发热量，并根据加热电阻丝重量与比热容计算出加热电阻丝温度变化值，并根据公式：Q＝I²·R·t、ΔT＝ΔQ/(m·c)、的数学模型达到控制镍钛记忆合金薄片回复力，式中，Q表示电阻丝热量，I表示通过电流，R表示电阻丝密度，t表示通电时间，m表示电阻丝质量，c表示电阻丝比热容，C_A表示记忆合金温度与应力转换系数，E表示记忆合金马氏体分数，E_U表示记忆合金弹性模量。

进一步，所述主轴通过成对轴承固定于主轴箱体中间，主轴箱体顶部通过螺纹固定连接气动快接头，所述气动快接头与主轴箱体内部连通，所述主轴箱体两内侧分别装有端盖，两个端盖配合动、静密封圈在主轴箱体内部形成密封轴承室，所述伺服电机通过联轴器与主轴相连。