CN103317416B - 一种圆弧凸度滚针研磨设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种圆弧凸度滚针研磨设备，包括机架、进料震动盘、引导管、导轮架组件、导轮、第一修整金刚笔、第一导板、第一定位滑块、砂轮、第二修整金刚笔、第二导板、第二定位滑块和滚针，导轮旁安装有第一修整金刚笔、第一导板和第一定位滑块，第一修整金刚笔与第一定位滑块固定连接，第一导板固定安装在导轮上方，第一导板的下端面由前到后呈圆弧凸度结构，第一定位滑块可沿第一导板前后移动，第一修整金刚笔的前端部与导轮接触；砂轮旁安装有第二修整金刚笔、第二导板和第二定位滑块。本发明不需要增加任何工序就能够直接自动加工出圆弧凸度滚针，提升了十字轴万向节的性能及使用寿命，该设备结构简单、加工效率高、成本低。

Description

一种圆弧凸度滚针研磨设备

【技术领域】

本发明涉及汽车零部件加工设备，尤其是汽车十字轴万向节中用来加工圆弧凸度滚针的设备。

【背景技术】

十字轴万向节是汽车传动系统中的重要部件。在十字轴的轴颈与轴套之间设置有滚针。

如图5所示，目前十字轴万向节中滚针均为正常圆柱体状，滚针长度和滚道均为有限值，在载荷作用下，其接触区域两端会出现严重的边缘效应，从而使十字轴万向节总成寿命降低。因为十字轴万向节中滚针为正常圆柱体状，所以目前也没有专用的圆弧凸度滚针加工设备。

【发明内容】

本发明的目的就是解决现有技术中的问题，提出一种圆弧凸度滚针研磨设备，能够自动研磨出圆弧凸度滚针，且结构简单、效率高。

为实现上述目的，本发明提出了一种圆弧凸度滚针研磨设备，包括机架、进料震动盘、引导管、导轮架组件、导轮、第一修整金刚笔、第一导板、第一定位滑块、砂轮、第二修整金刚笔、第二导板、第二定位滑块和滚针，所述导轮架组件和砂轮分别安装在机架上，导轮架组件上安装有导轮，所述导轮旁安装有第一修整金刚笔、第一导板和第一定位滑块，所述第一修整金刚笔与第一定位滑块固定连接，第一导板固定安装在导轮上方，第一导板的下端面由前到后呈圆弧凸度结构，第一定位滑块可沿第一导板前后移动，第一修整金刚笔的前端部与导轮接触；所述砂轮旁安装有第二修整金刚笔、第二导板和第二定位滑块，所述第二修整金刚笔与第二定位滑块固定连接，第二导板固定安装在砂轮上，第二导板的下端面由前到后呈圆弧凸度结构，第二定位滑块可沿第二导板前后移动，第二修整金刚笔的前端部与砂轮接触，所述机架的侧面设有装有若干滚针的进料震动盘，进料震动盘的出口处连接有引导管，引导管的出口设在导轮与砂轮之间，所述第一修整金刚笔的后端设有可调节第一修整金刚笔前端与导轮之间距离的第一调节柄；第二修整金刚笔的后端设有可调节第二修整金刚笔前端与砂轮之间距离的第二调节柄，还包括导轮修整器水平回转角度调节螺钉、导轮修整器金刚石杆夹紧手把、导轮修整器仿形指支头螺钉、导轮修整器仿形板调节螺钉、导轮修整器垂直回转螺钉，导轮修整器水平回转角度调节螺钉、导轮修整器垂直回转螺钉分别与导轮连接，导轮修整器金刚石杆夹紧手把与第一修整金刚笔连接，还包括砂轮修整器冷却开关、砂轮修整器仿形指支头螺钉、砂轮修整器金刚石杆夹紧手把、冷却液开关，所述砂轮上设有砂轮修整器冷却开关、砂轮修整器仿形指支头螺钉，砂轮修整器金刚石杆夹紧手把与第二修整金刚笔连接，所述滚针本体的全长为Lt，滚针本体与十字轴轴套的有效接触长度为L，滚针本体中心位置的直径为D，滚针本体的材料常数为K，滚针本体的外载荷为P，所述第一导板上的圆弧凸度结构的凸度和第二导板上的圆弧凸度结构的凸度均为其中，所述第一导板上的圆弧凸度结构的凸度和第二导板上的圆弧凸度结构的凸度均为Ty＝0.012～0.035mm，所述导轮架组件包括导轮架、导轮架进给手轮、导轮架水平回转固定螺母、导轮架水平回转调节柄、切入量调节挡块、导轮架调整手柄、导轮架垂直面内回转固定螺母、导轮架垂直面内回转固定螺钉，所述导轮架安装在机架上，导轮架上安装有导轮架水平回转固定螺母、导轮架水平回转调节柄、导轮架调整手柄、导轮架垂直面内回转固定螺母和导轮架垂直面内回转固定螺钉，所述机架上安装有导轮架进给手轮，导轮架与机架之间安装有切入量调节挡块。

本发明的有益效果：本发明采用具有圆弧凸度结构的导板，使金刚笔对导轮及砂轮进行打磨时形成中间直径小两端直径大的凹陷结构，这样在导轮和砂轮之间及西宁打磨的滚针就形成中间直径大两端直径小的凸度结构，从而不需要增加任何工序就能够直接自动加工出圆弧凸度滚针，圆弧凸度滚针的使用改善了滚针和十字轴轴颈及轴承盖的接触压力分布状态，滚针与滚道之间接触压力不会出现边缘效应，也不会出现压力集中，从而提升了十字轴万向节的性能及使用寿命，在同等试验条件下同一产品改进后的疲劳是改进前的1.5倍以上。该设备结构简单、使用操作方便、加工效率高、成本低。

本发明的特征及优点将通过实施例结合附图进行详细说明。

【附图说明】

图1是本发明一种圆弧凸度滚针研磨设备的结构示意图；

图2是本发明一种圆弧凸度滚针研磨设备中导轮修整器的结构示意图；

图3是本发明一种圆弧凸度滚针研磨设备中砂轮修整器的结构示意图；

图4是本发明一种圆弧凸度滚针研磨设备中定位滑块与导板的配合示意图；

图5是现有技术中十字轴万向节用滚针的结构示意图；

图6是本发明一种用于十字轴万向节的圆弧凸度滚针的结构示意图；

图7是本发明一种用于十字轴万向节的圆弧凸度滚针的原理示意图；

图8是图1中A部放大图；

图9是图1中B部放大图；

图10是图1中C部放大图。

图中，导轮架进给手轮1、导轮架水平回转固定螺母2、电源引进开关3、导轮架水平回转调节柄4、切入量调节挡块5、导轮架调整手柄6、导轮架垂直面内回转固定螺母7、电器按钮8、导轮架垂直面内回转固定螺钉9、导轮修整器水平回转角度调节螺钉10、导轮修整器金刚石杆夹紧手把11、导轮修整器仿形指支头螺钉12、导轮修整器仿形板调节螺钉13、导轮修整器垂直回转螺钉14、第一调节柄15、第二调节柄16、砂轮修整器冷却开关17、砂轮修整器仿形指支头螺钉18、砂轮修整器金刚石杆夹紧手把19、冷却液开关20、第二导板调整螺钉21、液压系统压力调整阀22、机架23、滚针24、进料震动盘25、引导管26、导轮27、砂轮28、第一修整金刚笔29、第二修整金刚笔30、第一导板31、第一定位滑块32、第二导板33、第二定位滑块34、导轮架35。

【具体实施方式】

参阅图1、2、3、4、8、9、10，圆弧凸度滚针研磨设备，包括机架23、进料震动盘25、引导管26、导轮架组件、导轮27、第一修整金刚笔29、第一导板31、第一定位滑块32、砂轮28、第二修整金刚笔30、第二导板33、第二定位滑块34和滚针24，所述导轮架组件和砂轮28分别安装在机架23上，导轮架组件上安装有导轮27，所述导轮27旁安装有第一修整金刚笔29、第一导板31和第一定位滑块32，所述第一修整金刚笔29与第一定位滑块32固定连接，第一导板31固定安装在导轮27上方，第一导板31的下端面由前到后呈圆弧凸度结构，第一定位滑块32可沿第一导板31前后移动，第一修整金刚笔29的前端部与导轮27接触；所述砂轮28旁安装有第二修整金刚笔30、第二导板33和第二定位滑块34，所述第二修整金刚笔30与第二定位滑块34固定连接，第二导板33固定安装在砂轮28上，第二导板33的下端面由前到后呈圆弧凸度结构，第二定位滑块34可沿第二导板33前后移动，第二修整金刚笔30的前端部与砂轮28接触，所述机架23的侧面设有装有若干滚针24的进料震动盘25，进料震动盘25的出口处连接有引导管26，引导管26的出口设在导轮27与砂轮28之间。

所述第一修整金刚笔29的后端设有可调节第一修整金刚笔29前端与导轮27之间距离的第一调节柄15；第二修整金刚笔30的后端设有可调节第二修整金刚笔30前端与砂轮28之间距离的第二调节柄16。还包括导轮修整器水平回转角度调节螺钉10、导轮修整器金刚石杆夹紧手把11、导轮修整器仿形指支头螺钉12、导轮修整器仿形板调节螺钉13、导轮修整器垂直回转螺钉14，导轮修整器水平回转角度调节螺钉10、导轮修整器垂直回转螺钉14分别与导轮27连接，导轮修整器金刚石杆夹紧手把11与第一修整金刚笔29连接，导轮修整器水平回转角度调节螺钉10调节砂轮27的平行，导轮修整器金刚石杆夹紧手把11用于夹紧金刚石(即：第一修整金刚笔29)的，后面为调节导轮27与砂轮28的垂直。还包括砂轮修整器冷却开关17、砂轮修整器仿形指支头螺钉18、砂轮修整器金刚石杆夹紧手把19、冷却液开关20，所述砂轮28上设有砂轮修整器冷却开关17、砂轮修整器仿形指支头螺钉18，砂轮修整器金刚石杆夹紧手把19与第二修整金刚笔30连接，砂轮修整器冷却开关17控制冷却液的，砂轮修整器仿形指支头螺钉18、砂轮修整器金刚石杆夹紧手把19用来调节夹紧金刚石(即：第二修整金刚笔30)，冷却液开关20是控制在加工过程中防止加工工件磨削烧伤。

所述导轮架组件包括导轮架35、导轮架进给手轮1、导轮架水平回转固定螺母2、导轮架水平回转调节柄4、切入量调节挡块5、导轮架调整手柄6、导轮架垂直面内回转固定螺母7、导轮架垂直面内回转固定螺钉9，所述导轮架35安装在机架23上，导轮架35上安装有导轮架水平回转固定螺母2、导轮架水平回转调节柄4、导轮架调整手柄6、导轮架垂直面内回转固定螺母7和导轮架垂直面内回转固定螺钉9，所述机架23上安装有导轮架进给手轮1，导轮架35与机架23之间安装有切入量调节挡块5。根据不同的产品计算出来的圆弧凸度量，对砂轮28和导轮27进行修整，调节金钢笔调节手柄(包括第一修整金刚笔29和第二修整金刚笔30)，使金钢笔修整砂轮28和导轮27。调整好金钢笔修整的进给量，是定位块按计算好的参数，设定好凸度量的数值，使定位块按设定好的导板上来回地运动，使第一修整金刚笔29和第二修整金刚笔30分别将砂轮28和导轮27修整好计算出的理想值。

所述滚针24本体的全长为Lt，滚针24本体与十字轴轴套的有效接触长度为L，滚针24本体中心位置的直径为D，滚针24本体的材料常数为K，滚针24本体的外载荷为P，所述第一导板31上的圆弧凸度结构的凸度和第二导板33上的圆弧凸度结构的凸度均为其中，所述第一导板31上的圆弧凸度结构的凸度和第二导板33上的圆弧凸度结构的凸度均为Ty＝0.012～0.035mm。

将滚针24放入震动盘中，滚针24由震动盘作用下通过引导管26流入专用磨加工设备中，滚针24通过修正好的砂轮28和导轮27加工成圆弧凸度滚针24。该设备为加工圆弧凸度滚针24专用设备，由我司自开发的设备来完成加工，通过自行发明的工装加工，加工效率高，凸度量能严格按要求控制，以前国内所谓的凸度滚针24都是用串光工艺来加工，此加工凸度量不能达到设计要求，串光工艺只能是将滚针24么头部去锐角(串光只是用最原始的滚桶式加工，将滚针24装入一个六边形滚桶内，将滚桶转动使桶内的滚针24在里面相互串动，来达到加工目的)，小R过渡增加磨后光洁，加工效率低，每次加工20万根滚针24数量串光需要12-16小时。而用专用设备来加工每八小时可加工30万根滚针24，而圆弧凸度量在轮廓议上检查达到设计要求，不但提高了加工效率，经过万向节总成试验证明，此设备加工的圆弧凸度滚针24十字轴总成疲劳寿命比现有普通滚针24提高了1.5倍以上。

参阅图6、7，加工出的圆弧凸度滚针，包括滚针本体，所述滚针本体整体呈圆柱体状，圆柱体的侧面为圆弧凸度结构，圆柱体中心位置的直径为D，两端直径为d，所述D＞d。所述滚针本体的全长为Lt，滚针本体与十字轴轴套的有效接触长度为L，该有效接触长度L是滚针在工作过程中，实际能够与十字轴的轴套以及十字轴的轴颈相接触的长度，滚针本体中心位置的直径为D，滚针本体的材料常数为K，材料常数K是指不同材料的常数有差别，例如：轴承钢的常数是K，滚针本体的外载荷为P，每个型号的滚针，在轴承中能够承受的最大外力为外载荷，所述圆柱体侧面的圆弧凸度结构的凸度其中，一般Lt-L＝0.3～0.8mm左右。滚针的全长Lt与有效长度L之间的关系是：如全长是15mm，滚针的倒角是0.3mm，那么它的有效长度就是15-0.6＝14.4mm。

根据上述公式计算，结合多个不同型号滚针的尺寸，得出圆柱体侧面的圆弧凸度结构的凸度Ty＝0.012～0.035mm为最佳，凸度在该范围内滚针，滚针与滚道之间接触压力不会出现边缘效应，也不会出现压力集中，有效改善了滚针的抗疲劳强度。

上述设备中，通过简单的导板与定位滑块的配合结构，由导板是来确定凸度量，定位滑块是在导板上来回运动时金钢笔将砂轮和导轮修整到想要的理想状态，这样的结构非常简单，能够在工作过程中自动修整，实现凸度滚针的精确加工。

上述实施例是对本发明的说明，不是对本发明的限定，任何对本发明简单变换后的方案均属于本发明的保护范围。

Claims (1)

1.一种圆弧凸度滚针研磨设备，其特征在于：包括机架、进料震动盘、引导管、导轮架组件、导轮、第一修整金刚笔、第一导板、第一定位滑块、砂轮、第二修整金刚笔、第二导板、第二定位滑块和滚针，所述导轮架组件和砂轮分别安装在机架上，导轮架组件上安装有导轮，所述导轮旁安装有第一修整金刚笔、第一导板和第一定位滑块，所述第一修整金刚笔与第一定位滑块固定连接，第一导板固定安装在导轮上方，第一导板的下端面由前到后呈圆弧凸度结构，第一定位滑块可沿第一导板前后移动，第一修整金刚笔的前端部与导轮接触；所述砂轮旁安装有第二修整金刚笔、第二导板和第二定位滑块，所述第二修整金刚笔与第二定位滑块固定连接，第二导板固定安装在砂轮上，第二导板的下端面由前到后呈圆弧凸度结构，第二定位滑块可沿第二导板前后移动，第二修整金刚笔的前端部与砂轮接触，所述机架的侧面设有装有若干滚针的进料震动盘，进料震动盘的出口处连接有引导管，引导管的出口设在导轮与砂轮之间，所述第一修整金刚笔的后端设有可调节第一修整金刚笔前端与导轮之间距离的第一调节柄；第二修整金刚笔的后端设有可调节第二修整金刚笔前端与砂轮之间距离的第二调节柄，还包括导轮修整器水平回转角度调节螺钉、导轮修整器金刚石杆夹紧手把、导轮修整器仿形指支头螺钉、导轮修整器仿形板调节螺钉、导轮修整器垂直回转螺钉，导轮修整器水平回转角度调节螺钉、导轮修整器垂直回转螺钉分别与导轮连接，导轮修整器金刚石杆夹紧手把与第一修整金刚笔连接，还包括砂轮修整器冷却开关、砂轮修整器仿形指支头螺钉、砂轮修整器金刚石杆夹紧手把、冷却液开关，所述砂轮上设有砂轮修整器冷却开关、砂轮修整器仿形指支头螺钉，砂轮修整器金刚石杆夹紧手把与第二修整金刚笔连接，所述滚针本体的全长为Lt，滚针本体与十字轴轴套的有效接触长度为L，滚针本体中心位置的直径为D，滚针本体的材料常数为K，滚针本体的外载荷为P，所述第一导板上的圆弧凸度结构的凸度和第二导板上的圆弧凸度结构的凸度均为其中，所述第一导板上的圆弧凸度结构的凸度和第二导板上的圆弧凸度结构的凸度均为Ty＝0.012～0.035mm，所述导轮架组件包括导轮架、导轮架进给手轮、导轮架水平回转固定螺母、导轮架水平回转调节柄、切入量调节挡块、导轮架调整手柄、导轮架垂直面内回转固定螺母、导轮架垂直面内回转固定螺钉，所述导轮架安装在机架上，导轮架上安装有导轮架水平回转固定螺母、导轮架水平回转调节柄、导轮架调整手柄、导轮架垂直面内回转固定螺母和导轮架垂直面内回转固定螺钉，所述机架上安装有导轮架进给手轮，导轮架与机架之间安装有切入量调节挡块。