一种雕刻机专用主轴轴承、加工设备及其加工方法
技术领域
本发明属于轴承加工技术领域，具体涉及一种雕刻机专用主轴轴承、加工设备及其加工方法。
背景技术
随着现在科技的不断发展，雕刻机作为钻铣工具，在车场加工等领域发挥着重要作用，随着现在数控技术的不断普及，在雕刻机上的应用也极为广泛，电脑雕刻机有激光雕刻和机械雕刻两类，这两类都有大功率和小功率之分。因为雕刻机的应用范围非常广泛，因此有必要了解各种雕刻机的最合适的应用范围。小功率的适合做双色板、建筑模型、小型标牌、三维工艺品等，雕刻玉石、金属等。大功率雕刻机可以做小功率雕刻机的东西。最适合做大型切割、浮雕、雕刻。
由于数控机床在雕刻机上的应用极为广泛，但是雕刻机轴承需要在高强度环境下长时间工作，对其精度要求极高，传统的轴承一般包括外圈和内圈，在内圈和外圈之间连接用于转动的滚珠，例如中国专利申请号：申请号：201410029548.9公开了一种轴承。该轴承可旋转地支撑轴并且由轴支撑件保持。轴承包括具有油槽、入口、以及出口的轴承本体。润滑油通过入口供给至油槽并被保持在油槽中。油槽在轴承本体的内周表面中形成为在轴承本体的周向方向上延伸。轴承本体由轴支撑件的内周表面保持，其中轴承本体的外周表面与轴支撑件的内周表面接触。通过出口通向轴承本体的轴向端，以允许油槽中的润滑油从轴承本体排出。但是单排的内圈和外圈结构在高强度的环境下造成一定磨损，磨损后的内圈和外圈贴合不紧密，而在内圈内设置的转动杆在转动过程中，会因为内圈与外圈存在的磨损间隙，导致转动杆摆动和转动时不稳定，存在一定偏差，并影响雕刻机的雕刻精度。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种雕刻机专用主轴轴承、加工设备及其加工方法，解决了现有技术中单排的内圈和外圈结构在高强度的环境下造成一定磨损，导致贯穿在内圈内的转动杆摆动和转动时不稳定，存在一定偏差，并影响雕刻机的雕刻精度。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
一种雕刻机专用主轴轴承，包括外圈、设置在外圈内的内圈、滚珠，所述外圈为圆筒状结构，并在外圈的内壁开设有至少两组同心的滑道，所述滑道内同心设置有内圈；
所述内圈的上下两端部分别开设有向外侧延伸的第二凸沿，并在第二凸沿之间设置有上下相互对称的限位盲孔，同时所述限位盲孔阵列分布在内圈的外侧，所述限位盲孔之间设置有转动辊，所述转动辊之间预留间隙，并且转动辊转动连接在上下设置的限位盲孔之间，在每两组转动辊之间设置有滚珠；
所述滚珠设置在外圈的滑道内，使内圈与所述滑道同心，所述内圈为多组平行设置，并且每组内圈与滑道一一对应，同时内圈之间上下相互贴合，所述内圈相互之间转动；
所述外圈的两端部开设置有向内伸出的第一凸沿，并使得内圈的两端部设置在外圈的第一凸沿之间。
进一步的，所述转动辊包括两端部向外伸出的凸起，并在所述转动辊的外周向开设有凹口，使每两组转动辊的凹口之间嵌装有滚珠。
进一步的，所述内圈的第二凸沿向外延伸的直径小于所述外圈的内径。
所述的雕刻机专用主轴轴承的加工设备，包括U型底座、夹持机构、铣刀机构，所述U型底座的中部为工作区，并在U型底座的一端部设置有夹持机构，另一端部设置有铣刀机构，同时所述夹持机构、铣刀机构为同心设置；
所述夹持机构通过设置在U型底座一外侧的第一驱动电机驱动，所述夹持机构包括底座、设置在底座前端面的滑槽，所述滑槽为三组，并阵列分布在所述底座的前端面，所述滑槽内滑动连接有定位块，所述定位块所在的上端面开设为多梯度结构，所述定位块通过外部的PCL控制器实现滑动，同时定位块的多梯度结构夹持在所述外圈的内壁；
所述铣刀机构通过设置在U型底座另一外侧的第二驱动电机驱动，所述铣刀机构包括第一伸缩柱、第二伸缩柱以及铣刀头，所述第一伸缩柱固定在所述U型底座的内侧壁，并与所所述夹持机构的底座同心，所述第二伸缩柱设置在所述第一伸缩柱的前端部，并且所述第二伸缩柱与所述第一伸缩柱相互垂直连接；
所述第二伸缩柱的前端部设置有铣刀头。
进一步的，所述铣刀头的前端面为半弧形结构，并在铣刀头的前端面开设有弧形流槽，在所述铣刀头前端部开设有通水孔，所述通水孔通过与外部的水管连通，并且半弧形结构用于铣开外圈的滑道。
一种雕刻机专用主轴轴承加工设备的加工方法，包括以下步骤：
S1、将取待加工的外圈固定在所述夹持机构上，随后通过PCL控制器驱动定位块沿着滑槽滑动，定位块的多梯度结构对外圈的内壁进行夹持固定；
S2、驱动第一伸缩柱使得铣刀头置于外圈内部，再驱动第二伸缩柱使得铣刀头贴合在外圈的内壁；
S3、向铣刀头所在的通水孔通清洗液，并驱动铣刀头工作，沿着外圈的内壁做轴向运动一圈，形成滑道。
进一步的，所述清洗液为密度0.9～0.95×103kg/m3的油液。
进一步的，所述外圈加工时先在液氮的-100～-150℃环境下静置1～2h。
本发明的有益效果：
1、本装置通过将外圈内壁开设的多组同心的滑道，并在滑道内同心设置有内圈，内圈的外壁与外圈内的滑道之间通过滚珠连接，并且每组滑道对应设置一组内圈，内圈之间相互转动并贴合，对组内圈共同实现在外圈内的转动，减少单独一个内圈转动时的过多磨损。
2、本装置通过将内圈的外壁转动连接有转动辊，转动辊将滚珠相互分割，防止内圈在高速转动过程中，滚珠过于集中在内圈的某一个部位，对外圈的滑道以及内圈的外壁造成不必要的磨损，可提高滚珠的抗疲劳强度，也提高了滚珠的使用寿命，并使得内圈在转动工作时的精度得以提高。
3、本装置提供的一种雕刻机专用主轴轴的承加工设备，通过夹持机构对外圈进行夹紧，然后通过铣刀头在第一伸缩柱和第二伸缩柱的相互配合作用下，对外圈的内壁开设成环形的滑道，使得滑道一次成型，减少多次成型时其表面的不平整和不光滑现象的产生。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例的主轴轴承整体结构示意图；
图2是本发明实施例的外圈整体结构示意图；
图3是本发明实施例的内圈整体结构示意图；
图4是本发明实施例的转动辊结构示意图；
图5是本发明实施例的滚珠连接状态结构示意图；
图6是本发明实施例的主轴轴承截面结构示意图；
图7是本发明实施例的主轴轴承的加工设备整体结构示意图；
图8是本发明实施例的主轴轴承加工设备的夹持机构结构示意图；
图9是本发明实施例的主轴轴承的加工设备正面结构示意图；
图10是本发明实施例的铣刀机构结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1所示，本发明提供一种雕刻机专用主轴轴承，包括外圈1、设置在外圈1内的内圈2、滚珠3，如图2所示，外圈1为圆筒状结构，并在外圈1的内壁开设有至少两组同心的滑道11，本申请中采用四组设置，滑道11内同心设置有内圈2。内圈2的第二凸沿21向外延伸的直径小于外圈1的内径。
如图3所示，内圈2的上下两端部分别开设有向外侧延伸的第二凸沿21，并在第二凸沿21之间设置有上下相互对称的限位盲孔211，同时限位盲孔211阵列分布在内圈2的外侧，限位盲孔211之间设置有转动辊22，如图4所示，转动辊22包括两端部向外伸出的凸起221，并在转动辊22的外周向开设有凹口222，使每两组转动辊22的凹口222之间嵌装有滚珠3。转动辊22之间预留间隙，并且转动辊22转动连接在上下设置的限位盲孔211之间，在每两组转动辊22之间设置有滚珠3。
如图5、图6所示，滚珠3设置在外圈1的滑道11内，使内圈2与滑道11同心，滚珠3在内圈的外壁与外圈1的滑道11内滚动，并且滚珠3之间通过转动辊22相互分离，减少滚珠3之间的相互摩擦，而且转动辊22为转动式连接，不影响内圈2的实际转动效果。同时内圈2为多组平行设置，并且每组内圈2与滑道11一一对应，同时内圈2之间上下相互贴合，每组内圈2相互之间转动。
外圈1的两端部开设置有向内伸出的第一凸沿101，并使得内圈2的两端部设置在外圈1的第一凸沿101之间。
如图7所示，一种雕刻机专用主轴轴承的加工设备，包括U型底座4、夹持机构5、铣刀机构6，U型底座4的中部为工作区，并在U型底座4的一端部设置有夹持机构5，另一端部设置有铣刀机构6，同时夹持机构5、铣刀机构6为同心设置；
如图8、图9所示，夹持机构5通过设置在U型底座4一外侧的第一驱动电机501驱动，夹持机构5包括底座51、设置在底座51前端面的滑槽511，滑槽511为三组，并阵列分布在底座51的前端面，滑槽511内滑动连接有定位块52，定位块52所在的上端面开设为多梯度结构，定位块52通过外部的PCL控制器实现滑动，同时定位块52的多梯度结构夹持在外圈1的内壁；
铣刀机构6通过设置在U型底座4另一外侧的第二驱动电机601驱动，铣刀机构6包括第一伸缩柱61、第二伸缩柱62以及铣刀头63，第一伸缩柱61固定在U型底座4的内侧壁，并与所夹持机构5的底座51同心，第二伸缩柱62设置在第一伸缩柱61的前端部，并且第二伸缩柱62与第一伸缩柱61相互垂直连接；
第二伸缩柱62的前端部设置有铣刀头63。
如图10所示，铣刀头63的前端面为半弧形结构，并在铣刀头63的前端面开设有弧形流槽631，在铣刀头63前端部开设有通水孔632，通水孔632通过与外部的水管连通，并且半弧形结构用于铣开外圈1的滑道11。弧形流槽631可实现通水孔632流出的清洗液在润滑降温铣刀头63表面快速流动的同时，还能钻滑道11时的碎屑快速排出，避免影响切割铣钻的精度。
一种雕刻机专用主轴轴承加工设备的加工方法，包括以下步骤：
S1、外圈1加工时先在液氮的-100～-150℃环境下静置1-2h，将取待加工的外圈1固定在夹持机构5上，随后通过PCL控制器驱动定位块52沿着滑槽511滑动，定位块52的多梯度结构对外圈1的内壁进行夹持固定；
S2、驱动第一伸缩柱61使得铣刀头63置于外圈1内部，再驱动第二伸缩柱62使得铣刀头63贴合在外圈1的内壁；
S2、向铣刀头63所在的通水孔632通清洗液，并驱动铣刀头63工作，沿着外圈1的内壁做轴向运动一圈，形成滑道11。
进一步的，清洗液为密度0.9-0.95×103kg/m3的油液，油液防止铣刀头在高强度的工作环境下产生高温，对成型的滑道造成精度误差。通过夹持机构对外圈进行夹紧，然后通过铣刀头在第一伸缩柱和第二伸缩柱的相互配合作用下，对外圈的内壁开设成环形的滑道，使得滑道一次成型，减少多次成型时其表面的不平整和不光滑现象的产生。
总上所述，本装置通过将外圈内壁开设的多组同心的滑道，并在滑道内同心设置有内圈，内圈的外壁与外圈内的滑道之间通过滚珠连接，并且每组滑道对应设置一组内圈，内圈之间相互转动并贴合，对组内圈共同实现在外圈内的转动，减少单独一个内圈转动时的过多磨损，导致贯穿在内圈内的转动杆摆动和转动时不稳定，会存在一定偏差，独立设置的滑道，以及转动辊的设置可提高滚珠的抗疲劳强度，也提高了滚珠的使用寿命，并使得内圈在转动工作时的精度得以提高。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。
