用于端面研磨机上的行星轮及该行星轮内孔的设计方法

摘要

用于端面研磨机上的行星轮及该行星轮内孔的设计方法，它涉及一种行星轮和轮内孔设计方法。现有端面研磨机上的行星轮存在尺寸计算复杂、结构设计不合理，易发生滚子脱落崩盘现象以及行星轮粘砂轮盘的现象，严重影响其安全使用性。本发明中轮本体加工有中心孔，轮本体与机床相配合的一侧面上有一圈凸台，该圈凸台上还均匀加工有多个通槽，轮本体沿其径向方向由内至外依次有N个内孔和M个出油孔，每个内孔内设有一个滚子组，轮本体的外圆周端面处加工有多个外齿。行星轮内孔的设计方法包括：步骤一：内孔的内径为d等于三倍的中心滚子公称直径DW；步骤二：测量留量值△d；步骤三：内孔的内径d的计算公式：d＝3*(Dw+△d)。本发明用于端面研磨机中。

权利要求

1.一种用于端面研磨机上的行星轮，其特征在于：它包括轮本体（1）和N个滚子组，所述轮本体（1）的中心沿其厚度方向加工有中心孔（2），所述轮本体（1）与机床相配合的一侧面上加工有一圈凸台（6），该圈凸台（6）沿中心孔（2）的圆周方向设置，该圈凸台（6）上还均匀加工有多个通槽（7），每个通槽（7）沿中心孔（2）的径向方向设置，所述轮本体（1）沿其径向方向由内至外依次加工有N个内孔（3）和M个出油孔（4），N个内孔（3）均布在中心孔（2）的周围，每个内孔（3）内设置有一个滚子组，M个出油孔（4）沿轮本体（1）的圆周方向均匀布置，所述轮本体（1）的外圆周端面处均匀加工有多个外齿（5）；每个滚子组包括中心滚子（8）和六个侧向辅助滚子（9），中心滚子（8）设置在其所在内孔（3）的中心，六个侧向辅助滚子（9）在内孔（3）的圆周方向均匀布置，每个侧向辅助滚子（9）与中心滚子（8）相贴紧。

2.根据权利要求1所述的用于端面研磨机上的行星轮，其特征在于：所述轮本体（1）为PVC材质制成的轮本体。

3.根据权利要求1或2所述的用于端面研磨机上的行星轮，其特征在于：M的取值范围为

30～50，每个出油孔（4）的内径为5～8mm。

4.根据权利要求3所述的用于端面研磨机上的行星轮，其特征在于：出油孔（4）与外齿（5）一一对应设置，每个出油孔（4）靠近其对应的外齿（5）设置。

5.根据权利要求4所述的用于端面研磨机上的行星轮，其特征在于：凸台（6）的高度为h，所述h的取值范围为0.8～1.2mm。

6.一种对权利要求1所述的用于端面研磨机上的行星轮内孔的设计方法，其特征在于：该设计方法包括以下步骤：

步骤一：设定行星轮中每个内孔（3）的内径为d，同时设定行星轮中每个内孔（3）中设置有一个滚子组，即每个内孔（3）中设置有一个中心滚子（8）和六个侧向辅助滚子（9），测量中心滚子（8）的公称直径为DW，中心滚子（8）的公称直径DW与侧向辅助滚子（9）的公称直径相等，即内孔（3）的内径为d等于三倍的中心滚子（8）公称直径DW；

步骤二：测量并得到上一个工序中滚子外径留量值 ；

步骤三：根据步骤一和步骤二得到内孔（3）的内径d的计算公式如下：

，

上式中，当DW≤8 的滚子，进位保留一位小数；

当DW＞8 的滚子，加0.1进位保留一位小数；

根据内孔（3）的计算公式能够使每个内孔中的相邻两个侧向辅助滚子（9）之间在圆周方向的总间隙为0.1～0.2mm，中心滚子（8）和侧向辅助滚子（9）之间的径向总间隙为0.05～

0.15mm，以保障滚子组在加工过程中自转。

说明书

用于端面研磨机上的行星轮及该行星轮内孔的设计方法

技术领域

[0001] 本发明具体涉及一种用于端面研磨机上的行星轮及该行星轮内孔的设计方法。

背景技术

[0002] 行星轮是圆柱滚子端面研磨机的主要工装。在研磨机中，行星轮既具有公转又有自转，工件在行星轮内由内环带动做往复行星运动，并有上、下研磨盘旋转研磨。在平面研磨中，要求工件运动轨迹均匀地遍及整个研具表面，以利于研具均匀磨损。行星研磨加工的研磨轨迹复杂，且内外加工情况一致，从而使工件端面可以得到良好的垂直差和平行差。

[0003] 端面研磨机分不同规格，目前普遍用于圆柱滚子加工的端面研磨机加工范围为φ3～φ50，加工后的滚子精度：端面跳动、平行差小于0.002mm、端面粗糙度小于Ra0.125。加工效率：每盘滚子的加工时间为5～10分钟，每盘滚子的加工数量根据滚子的直径大小在6～1300粒之间。加工精度、效率较高。端面研磨机一般用于圆柱滚子端面的终磨加工。

[0004] 行星轮的现有设计方法是在行星轮上开4～5个大孔，滚子沿着孔的内径排一圈，为防止滚子晃动和侧翻，要在中间加一个隔套。

[0005] 行星轮的材质一般采用45号钢调制，隔套采用GCr15。具体计算方法需要涉及三个公式，步骤繁琐且麻烦。当计算隔套外径时，径向间隙留0.3～0.5mm。这种计算方法比较复杂。尤其对于滚子直径较小的滚子，其直径7mm以下，在计算过程中总间隙δ和滚子直径方向露出砂轮盘尺寸的取值稍有不慎，或加工过程中孔的公差取值接近极限时，就会产生滚子掉落或最后一粒滚子装不下的现象。如果加工过程中产生掉滚子现象，会造成砂轮盘崩盘，是非常危险的。

[0006] 原有行星轮两端面设计为平的。原有国产端面研磨机如MB43100、MB4363使用的砂轮盘为橡胶砂轮，由于砂轮材质和粒度较粗，行星轮不会粘到砂轮盘上。而目前使用的高精度研磨机砂轮盘材质为CBN砂轮片，粒度较细。由于冷却系统的不同，行星轮经常会粘到砂轮盘上，粘到下砂轮盘时，行星轮取不下；若粘到上砂轮盘，容易掉下砸伤砂轮盘。以上问题至今未得到有效解决。

发明内容

[0007] 本发明的目的是提供一种用于端面研磨机上的行星轮及该行星轮内孔的设计方法，以解决现有端面研磨机上的行星轮存在尺寸计算复杂、结构设计不合理，易发生滚子脱落崩盘现象以及行星轮粘砂轮盘的现象，严重影响其安全使用性的问题。

[0008] 本发明为解决上述技术问题采取的技术方案是：

[0009] 一种用于端面研磨机上的行星轮，它包括轮本体和N个滚子组，所述轮本体的中心沿其厚度方向加工有中心孔，所述轮本体与机床相配合的一侧面上加工有一圈凸台，该圈凸台沿中心孔的圆周方向设置，该圈凸台上还均匀加工有多个通槽，每个通槽沿中心孔的径向方向设置，所述轮本体沿其径向方向由内至外依次加工有N个内孔和M个出油孔，N个内孔均布在中心孔的周围，每个内孔内设置有一个滚子组，M个出油孔沿轮本体的圆周方向均匀布置，所述轮本体的外圆周端面处均匀加工有多个外齿。

[0010] 所述轮本体为PVC材质制成的轮本体。

[0011] 每个滚子组包括中心滚子和六个侧向辅助滚子，中心滚子设置在其所在内孔的中心，六个侧向辅助滚子沿其所在内孔的圆周方向均匀布置，每个侧向辅助滚子与中心滚子相贴紧。

[0012] M的取值范围为30～50，每个出油孔的内径为5～8mm。

[0013] 出油孔与外齿一一对应设置，每个出油孔靠近其对应的外齿设置。

[0014] 凸台的高度为h，所述h的取值范围为0.8～1.2mm。

[0015] 一种对端面研磨机上的行星轮内孔的设计方法，该设计方法包括以下步骤：

[0016] 步骤一：设定行星轮中每个内孔的内径为d，同时设定行星轮中每个内孔中设置有一个滚子组，即每个内孔中设置有一个中心滚子和六个侧向辅助滚子，测量中心滚子的公称直径为DW，中心滚子的公称直径DW与侧向辅助滚子的公称直径相等，即内孔的内径为d等于三倍的中心滚子公称直径DW；

[0017] 步骤二：测量并得到上一个工序中滚子外径留量值Δd；

[0018] 步骤三：根据步骤一和步骤二得到内孔的内径d的计算公式如下：

[0019] d＝3*(Dw+Δd)，

[0020] 上式中，当DW≤8的滚子，进位保留一位小数；

[0021] 当DW＞8的滚子，加0.1进位保留一位小数；

[0022] 根据内孔的计算公式能够使每个内孔中的相邻两个侧向辅助滚子之间在圆周方向的总间隙为0.1～0.2mm，中心滚子和侧向辅助滚子之间的径向总间隙为0.05～0.15mm，以保障滚子组在加工过程中自传。

[0023] 本发明具有以下有益效果：

[0024] 1、本发明是针对现有行星轮粘砂轮盘的现象改进了行星轮材质及外形的设计。本发明中行星轮的材质用PVC板代替原有45号钢，减轻了行星轮的重量，避免工装对砂轮盘的损伤。本发明中的行星轮结构简单且运行稳定、安全性高。本发明在行星轮上设计的一圈凸台、多个通槽和多个出油孔之间相互配合有利于滚子加工过程中油性冷却液排出，避免行星轮粘到砂轮盘上，能够有效避免滚子掉落和行星轮粘到砂轮盘上后掉落对砂轮盘的损伤。

[0025] 2、本发明中行星轮内孔的设计方法操作简单且效率高，该设计方法需在每个内孔内设置有一个中心滚子和六个侧向辅助滚子，这种设计方法较原有方法计算简便，省去了隔套的设计和加工。滚子与行星轮内孔接触面积较大，滚子露出砂轮盘边缘位置的尺寸较原有设计方法比较容易控制，避免产生掉滚子现象。

[0026] 3、通过本发明中行星轮内孔的设计方法能够使每个内孔中的相邻两个侧向辅助滚子之间在圆周方向的总间隙为0.1～0.2mm，中心滚子和侧向辅助滚子之间的径向总间隙为0.05～0.15mm，完全可以保障滚子组在加工过程中形成良好的自传。

[0027] 4、本发明中经过多遍的样品加工试验后得出，滚子的加工精度与现有设计相比有所提高。

附图说明

[0028] 图1为现有行星轮的主视结构示意图；

[0029] 图2为图1的侧视结构示意图；

[0030] 图3为本发明的主视结构示意图；

[0031] 图4为图3中A-A处的剖面图；

[0032] 图5为本发明中一个内孔3装夹一个滚子组的使用状态图。

具体实施方式

[0033] 具体实施方式一：结合图1、图2、图3、图4和图5说明本实施方式，本实施方式包括轮本体1和N个滚子组，所述轮本体1的中心沿其厚度方向加工有中心孔2，所述轮本体1与机床相配合的一侧面上加工有一圈凸台6，该圈凸台6沿中心孔2的圆周方向设置，该圈凸台6上还均匀加工有多个通槽7，每个通槽7沿中心孔2的径向方向设置，所述轮本体1沿其径向方向由内至外依次加工有N个内孔3和M个出油孔4，N个内孔3均布在中心孔2的周围，每个内孔3内设置有一个滚子组，M个出油孔4沿轮本体1的圆周方向均匀布置，所述轮本体1的外圆周端面处均匀加工有多个外齿5。

[0034] 具体实施方式二：本实施方式为具体实施方式一的进一步限定，本实施方式中所述轮本体1为PVC材质制成的轮本体。PVC材质制成的轮本体1质轻且价廉，避免与砂轮盘粘连。

[0035] 具体实施方式三：本实施方式为具体实施方式一或二的进一步限定，本实施方式中每个滚子组包括中心滚子8和六个侧向辅助滚子9，中心滚子8设置在其所在内孔3的中心，六个侧向辅助滚子9沿其所在内孔3的圆周方向均匀布置，每个侧向辅助滚子9与中心滚子8相贴紧。

[0036] 本实施方式中中心滚子8和侧向辅助滚子9的结构和尺寸相同，仅设置位置不同，通过中心滚子8和侧向辅助滚子9设置位置的配合能够有效实现对内孔3的孔径值精确的计算和加工。

[0037] 具体实施方式四：结合图3和图4说明本实施方式，本实施方式中M的取值范围为30～50，每个出油孔4的内径为5～8mm。本实施方式中通过多次样品试验得出，M的最佳取值为48，即48个出油孔4，每个出油孔4最佳的内径值为6mm。其他未提及的结构及连接关系与具体实施方式三相同。

[0038] 具体实施方式五：本实施方式为具体实施方式四的进一步限定，出油孔4与外齿5一一对应设置，每个出油孔4靠近其对应的外齿5设置。

[0039] 具体实施方式六：本实施方式为具体实施方式一或五的进一步限定，凸台6的高度为h，所述h的取值范围为0.8～1.2mm。本实施方式中凸台6的高度H的最佳取值为1mm。

[0040] 具体实施方式七：结合图5说明本实施方式，本实施方式包括以下步骤：

[0041] 步骤一：设定行星轮中每个内孔3的内径为d，同时设定行星轮中每个内孔3中设置有一个滚子组，即每个内孔3中设置有一个中心滚子8和六个侧向辅助滚子9，测量中心滚子8的公称直径为DW，中心滚子8的公称直径DW与侧向辅助滚子9的公称直径相等，即内孔3的内径为d等于三倍的中心滚子8公称直径DW；

[0042] 步骤二：测量并得到上一个工序中滚子外径留量值Δd；

[0043] 步骤三：根据步骤一和步骤二得到内孔3的内径d的计算公式如下：

[0044] d＝3*(Dw+Δd)，

[0045] 上式中，当DW≤8的滚子，进位保留一位小数；

[0046] 当DW＞8的滚子，加0.1进位保留一位小数；

[0047] 根据内孔3的计算公式能够使每个内孔中的相邻两个侧向辅助滚子9之间在圆周方向的总间隙为0.1～0.2mm，中心滚子8和侧向辅助滚子9之间的径向总间隙为0.05～0.15mm，完全可以保障滚子组在加工过程中形成良好的自传。

[0048] 本实施方式中中心孔2的孔径为D，中心孔2孔径D的计算公式如下：

[0049] D＝A+2Δ-d

[0050] 上式中：A为砂轮盘的径向厚度为【砂轮外径-砂轮内径】/2，Δ为滚子直径方向露出砂轮盘的尺寸，Δ取露出砂轮盘1/4的长度。

[0051] 本实施方式中凸台6的高度h与行星轮厚度H之间的关系式如下：

[0052] H＝Lw-h

[0053] 上式中：Lw为中心滚子8的公称长度。当h的取值为1mm时，H＝Lw-1。