專利名稱：芯軸超精研磨機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種芯軸研磨機(jī)，尤其涉及一種具有溝道的芯軸超精研磨機(jī)。
技術(shù)背景軸承是廣泛應(yīng)用于機(jī)械領(lǐng)域的一種零件，隨著機(jī)械技術(shù)的進(jìn)步，對軸承的 精密度要求日趨提高。軸承與軸的精密度直接關(guān)系到機(jī)械系統(tǒng)的性能和壽命。 例如一種雙列紡織機(jī)專用的軸承與芯軸，其中軸承內(nèi)設(shè)有溝道，芯軸表面也設(shè) 有溝道，其中在軸承與芯軸的溝道之間通過鋼珠配合，因此溝道表面的粗糙度、 溝道圓度等是加工的關(guān)鍵。目前使用一種手工超精研磨機(jī)來加工此類芯軸，其一般是設(shè)有至少一個手 動工位，然后由工人持工件在工位上進(jìn)行研磨加工。但是這種手工設(shè)備存在一 些顯著的缺點(diǎn)，首先是效率問題，手工設(shè)備需要人工上料、下料，耗時多，一 人只能操縱一臺設(shè)備；其次，手工研磨機(jī)超精研磨工件需分粗超、精超兩個步 驟，節(jié)拍慢，效率低；再者，手動超精研磨的工件溝道較為粗糙(粗糙度較高)， 溝道圓度不高，溝道的溝徑差不穩(wěn)定，導(dǎo)致質(zhì)量不高；最后，手動控制的超精 研磨機(jī)無外防護(hù)，不夠安全。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種全自動的具有更高精度的芯軸超 精研磨機(jī)。本發(fā)明為解決上述技術(shù)問題而采用的技術(shù)方案是提供一種芯軸超精研磨 機(jī)，包括具有一操作臺的機(jī)架、以及設(shè)于操作臺上的工件座、研磨裝置和上料 裝置，其中所述工件座包括平行設(shè)置的三個滾筒，其中相鄰的兩個滾筒間分別形成一研磨工位；所述研磨裝置包括兩個溝道研磨裝置，分別對應(yīng)所述兩個 研磨工位設(shè)置，用以對研磨工位中的工件進(jìn)行溝道加工；所述上料裝置包括一 送料機(jī)構(gòu)、 一置料臺、以及一推料架，所述置料臺置于所述工件座前方，所述送料機(jī)構(gòu)位于所述置料臺上方，用以將工件送至所述置料臺，所述推料架設(shè)于 所述置料臺前端，用以將工件從所述置料臺分別推入所述兩個研磨工位。上述的芯軸超精研磨機(jī)中，每個所述溝道研磨裝置包括一座體， 一水平移 位氣缸、 一擺動拖板、 一垂直移位氣缸、 一擺頭、以及一擺動驅(qū)動機(jī)構(gòu)；所述 水平移位氣缸設(shè)于座體一側(cè)，所述擺動拖板設(shè)于座體另一側(cè)，并與水平移位氣 缸連接；所述垂直移位氣缸設(shè)于擺動拖板上，所述擺頭也設(shè)于所述擺動拖板上， 并與垂直移位氣缸連接；擺動拖板具有一擺軸，擺軸一端與所述擺動驅(qū)動機(jī)構(gòu) 連接，擺軸另一端與所述擺頭連接。上述的芯軸超精研磨機(jī)中，所述擺頭包括設(shè)于擺頭端部的油石夾、設(shè)于油 石夾的油石、設(shè)于油石上方的壓板、以及對所述壓板加壓的油石補(bǔ)償氣缸。上述的芯軸超精研磨機(jī)中，所述送料機(jī)構(gòu)包括一橫跨于所述工件座上方的 龍門架、 一設(shè)于龍門架上的橫移機(jī)構(gòu)、以及一與所述橫移機(jī)構(gòu)連接的機(jī)械手。上述的芯軸超精研磨機(jī)中，所述三個滾筒是由同一電機(jī)驅(qū)動。上述的芯軸超精研磨機(jī)中，所述機(jī)架上設(shè)有封閉罩殼。上述的芯軸超精研磨機(jī)中，還包括一油液輸送裝置，其具有第一輸油管和 第二輸油管，用以分別向所述兩溝道研磨工位提供超精油液。本發(fā)明由于采用上述技術(shù)方案，使之與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下有益效果1. 相比過去的手動操作，本發(fā)明的全自動超精研磨機(jī)全過程自動循環(huán)， 提高了防護(hù)安全；2. 以機(jī)械手的上料代替過去的人工上料，動作穩(wěn)定可靠，并使一人可以 操縱多個設(shè)備；3. 以氣缸代替彈簧來控制溝道研磨中的擺頭壓力，穩(wěn)定保證溝道的溝徑值；4. 研磨過程中油石可以自動補(bǔ)償，擺動中心不變；5. 工件一次性超精研磨，節(jié)奏快、效率高。
以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施例說明本發(fā)明的特征和優(yōu)點(diǎn)，其中

圖1是本發(fā)明的芯軸超精研磨機(jī)前側(cè)的立體圖。圖2是本發(fā)明的芯軸超精研磨機(jī)后側(cè)的立體圖。圖3是本發(fā)明的芯軸超精研磨機(jī)的溝道研磨裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。圖4是圖3所示溝道研磨裝置的擺頭剖面結(jié)構(gòu)示意圖。 圖5是本發(fā)明的芯軸超精研磨機(jī)的送料機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)示意圖。 圖6是本發(fā)明的芯軸超精研磨機(jī)的電控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖。
具體實(shí)施方式
請參閱圖1所示，本發(fā)明的芯軸超精研磨機(jī)包括機(jī)架10、工件座11、研 磨裝置12、以及上料裝置13。機(jī)架床身采用焊接結(jié)構(gòu)，并低溫回火處理，床 身上放置有一大厚度的鑄鐵板101，作為操作臺，工件座ll、研磨裝置12、以 及上料裝置13設(shè)置在鑄鐵板101上，以保持相對位置固定不變。同時，床身 上可安裝全封閉的罩殼(圖中未示)，用于防止加工中用于冷卻工件(即芯軸) 的冷卻油霧的飛濺。工件座11設(shè)于鑄鐵板101后側(cè)的中央，它具有平行設(shè)置的三個滾筒111， 分別設(shè)在三個工件主軸112上，其中相鄰的兩個滾筒111間可放置待加工的工 件，由此分別形成2個研磨工位。本發(fā)明是按照"兩個工件一次定位，兩溝道 分別加工，同時加工兩個工件"的工藝原則設(shè)計的，其具體表現(xiàn)在，2個研磨 工位分別獨(dú)立地加工芯軸的溝道，而兩個溝道是先后加工完成。請參閱圖2所示，在一個實(shí)施例中，上述三個滾筒111是由同一電機(jī)113 進(jìn)行驅(qū)動，以保持其同步。電機(jī)113通過皮帶輪帶動鄰近的主軸(進(jìn)而設(shè)于其 上的滾筒111)旋轉(zhuǎn)，并通過使兩個摩擦筒114上升到相鄰兩個滾筒111之間， 產(chǎn)生摩擦來依次帶動另外兩個滾筒同步旋轉(zhuǎn)。研磨裝置12包括對應(yīng)兩個研磨工位的兩個溝道研磨裝置12，分別設(shè)于鑄 鐵板101前側(cè)兩邊，其結(jié)構(gòu)完全相同。請參照圖3，以右邊的研磨裝置12為例， 其包括一座體121，座體121前側(cè)一水平移位氣缸122，座體后側(cè)設(shè)有擺動拖 板124，擺動拖板124與水平移位氣缸122連接，在水平移位氣缸122伸縮時， 擺動拖板124隨之前后(即Y方向)移動。擺動拖板124上一側(cè)設(shè)有一垂直移 位氣缸125，以及一用于溝道加工的擺頭126，其中擺頭126受垂直移位氣缸 125的驅(qū)動，可上下移動(即Z方向)。此擺頭126處于溝道研磨工位的滾筒 的后方，其例如可首先加工芯軸后側(cè)的溝道，然后加工芯軸前側(cè)的溝道。座體 121上并設(shè)有一電機(jī)123，該電機(jī)例如與一曲軸、 一連桿及一擺臂組成一擺動 驅(qū)動機(jī)構(gòu)，其中電機(jī)123驅(qū)動曲軸和連桿輸出一前后運(yùn)動(Y軸方向)，再驅(qū) 動擺臂輸出一繞Y軸的轉(zhuǎn)角擺動。由于能輸出此擺動的驅(qū)動機(jī)構(gòu)已為本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知，在此不再展開描述。擺動拖板124具有一擺軸(圖中未示)， 擺軸一端與該擺臂連接，擺軸另一端連接擺頭126。由于擺軸的傳遞作用，擺 頭126具有繞Y軸的轉(zhuǎn)角擺動方向R。請結(jié)合參閱圖3、圖4所示，擺頭126 進(jìn)一步包括設(shè)于擺頭端部的油石夾1261、設(shè)于油石夾1261上的油石1262、設(shè) 于油石1262上方的壓板1263、以及對壓板加壓的油石補(bǔ)償氣缸1264。其中， 油石補(bǔ)償氣缸1264使油石1262上下移動，而油石1262用于工件的研磨，由 于油石會隨研磨而損耗，因而油石補(bǔ)償氣缸1264通過壓板1263對油石1262 保持向下的壓力，使其自動補(bǔ)償。這種自動補(bǔ)償技術(shù)可以保證所研磨的溝道的 圓度。請回到圖l所示，上料裝置13包括一置料臺131、 一推料架132、以及一 送料機(jī)構(gòu)133。置料臺131置于工件座11前方，用于放置工件。送料機(jī)構(gòu)133 設(shè)于置料臺131上方，以抓取工件送至置料臺131，而推料架132設(shè)于置料臺 131前端，受氣缸139驅(qū)動，具有Y方向移動能力，用以將工件從置料臺131 推至兩個研磨工位。請結(jié)合圖5所示，該送料機(jī)構(gòu)133進(jìn)一步包括一橫跨于工件座11上方的 龍門架134、 一設(shè)于龍門架上的橫移機(jī)構(gòu)135，以及一與橫移機(jī)構(gòu)135連接的 機(jī)械手136。橫移機(jī)構(gòu)135由氣缸137驅(qū)動，其具有X方向平移能力，機(jī)械手 136具有Z方向移動能力，它是由氣缸138來驅(qū)動。通過機(jī)械手136可將工件 (即芯軸)從一進(jìn)料槽20中抓取并送至置料臺131。此外，加工完畢后，該研磨機(jī)是通過下述方式排料三個滾筒lll中的外 側(cè)兩個滾筒向外平移而產(chǎn)生一間隙，使每個工位中的工件下落至一下料道21， 通過與下料道21連接的一排料機(jī)構(gòu)22，將工件推出機(jī)架。再者，在兩個溝道研磨工位的上方，還可分別設(shè)有油管(圖未示)，它和 設(shè)于機(jī)身內(nèi)或機(jī)身外的超精油液箱組成油液提供裝置。在研磨時，油管從超精 液箱中輸出油液對該兩個工位進(jìn)行油液冷卻和潤滑，以保證研磨的順利進(jìn)行。圖6是本發(fā)明的芯軸超精研磨機(jī)的電控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖。請參閱圖6所示， 本發(fā)明的電控系統(tǒng)包括一 PLC 30、 一觸摸屏31、 一變頻器32、兩個直流無刷 驅(qū)動器33、多個電磁閥34、多個接近開關(guān)35、及多個按鈕開關(guān)36。其中PLC 30 用于研磨機(jī)的工作過程控制，其具有一RS232接口 301，與觸摸屏31連接，一 輸入接口 302，與接近開關(guān)和按鈕開關(guān)連接，以及一輸出接口 303，與變頻器 32、兩個電機(jī)驅(qū)動器33及多個電磁閥34連接。其中變頻器32與電機(jī)驅(qū)動器33需經(jīng)過繼電器37驅(qū)動。觸摸屏31可顯示系統(tǒng)工作參數(shù)，并可接收使用者的 輸入設(shè)定。變頻器32用以分別驅(qū)動滾筒111的電機(jī)113。兩個直流無刷驅(qū)動器 用以驅(qū)動兩個研磨裝置的電機(jī)123。接近開關(guān)35用于檢測各個部件的位置，例 如機(jī)械手的上、下位置，擺頭的位置等，本領(lǐng)域技術(shù)人員可根據(jù)檢測需要設(shè)置 在適當(dāng)位置。多個電磁閩34則用于控制各氣缸的動作。上述電控系統(tǒng)對于各 部件的控制，將通過下面對本發(fā)明的超精研磨機(jī)的工作過程描述而變得清楚， 本領(lǐng)域技術(shù)人員可根據(jù)該過程實(shí)現(xiàn)對PLC的編程。下面描述本發(fā)明的芯軸超精研磨機(jī)的工作過程。請根據(jù)需要參閱圖1 圖 5所示，開機(jī)后，兩個工位的滾筒111 一直保持滾動，首先由機(jī)械手134從進(jìn) 料槽20夾取工件(即芯軸)，平移至置料臺131后放下，接著由推料架132 將工件從置料臺131分別推至兩個研磨工位。此后，水平移位氣缸122驅(qū)動擺 動拖板124向前(-Y方向)移動，擺頭126跳至工件上方，接著，垂直移位氣 缸125使擺頭126下壓(-Z方向)至與工件接觸，對工件進(jìn)行一個溝道的加工。 加工完畢后，擺頭126上跳(+Z方向)，水平移位氣缸122 (經(jīng)擺動拖板124) 驅(qū)動擺頭126向前(-Y方向)移至另一個溝道的加工位置上方，接著，垂直移 位氣缸125使擺頭126下壓(-Z方向)至與工件接觸，對工件進(jìn)行另一個溝道 的加工。加工完畢后，擺頭36上跳(+Z方向)，并向后從芯軸上方退出(+Y 方向)。兩個溝道研磨工位的外側(cè)的兩個滾筒lll相對中間的滾筒移動，使工 件下落至下料道21中，完成工件加工。最后，由氣缸221驅(qū)動排料機(jī)構(gòu)22，將成品芯軸送至機(jī)架。綜上所述，本發(fā)明的芯軸超精研磨機(jī)與現(xiàn)有的手工研磨機(jī)相比，具有以下 優(yōu)點(diǎn).-1. 相比過去的手動操作，本發(fā)明的全自動超精研磨機(jī)全過程自動循環(huán)， 提高了防護(hù)安全；2. 以機(jī)械手的上料代替過去的人工上料，動作穩(wěn)定可靠，并使一人可以 操縱多個設(shè)備；3. 以氣缸代替彈簧來控制溝道研磨中的擺頭壓力，穩(wěn)定保證溝道的溝徑值；4. 研磨過程中油石可以自動補(bǔ)償，擺動中心不變；5. 工件一次性超精研磨，不需經(jīng)過粗超，節(jié)奏快、效率高。 以上的實(shí)施例說明僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例說明，本領(lǐng)域技術(shù)人員可依據(jù)本發(fā)明的上述實(shí)施例說明而作出其它種種等效的替換及修改。然而這些依據(jù)本 發(fā)明實(shí)施例所作的種種等效替換及修改，屬于本發(fā)明的發(fā)明精神及由權(quán)利要求 所界定的專利范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種芯軸超精研磨機(jī)，其特征在于，包括具有一操作臺的機(jī)架、以及設(shè)于操作臺上的工件座、研磨裝置和上料裝置，其中所述工件座包括平行設(shè)置的三個滾筒，其中相鄰的兩個滾筒間分別形成一研磨工位；所述研磨裝置包括兩個溝道研磨裝置，分別對應(yīng)所述兩個研磨工位設(shè)置，用以對研磨工位中的工件進(jìn)行溝道加工；所述上料裝置包括一送料機(jī)構(gòu)、一置料臺、以及一推料架，所述置料臺置于所述工件座前方，所述送料機(jī)構(gòu)位于所述置料臺上方，用以將工件送至所述置料臺，所述推料架設(shè)于所述置料臺前端，用以將工件從所述置料臺分別推入所述兩個研磨工位。
2. 如權(quán)利要求1所述的芯軸超精研磨機(jī)，其特征在于，每個所述溝道研 磨裝置包括一座體， 一水平移位氣缸、 一擺動拖板、 一垂直移位氣缸、 一擺頭、 以及一擺動驅(qū)動機(jī)構(gòu)；所述水平移位氣缸設(shè)于座體一側(cè)，所述擺動拖板設(shè)于座 體另一側(cè)，并與水平移位氣缸連接；所述垂直移位氣缸設(shè)于擺動拖板上，所述 擺頭也設(shè)于所述擺動拖板上，并與垂直移位氣缸連接；擺動拖板具有一擺軸， 擺軸一端與所述擺動驅(qū)動機(jī)構(gòu)連接，擺軸另一端與所述擺頭連接。
3. 如權(quán)利要求2所述的芯軸超精研磨機(jī)，其特征在于，所述擺頭包括設(shè) 于擺頭端部的油石夾、設(shè)于油石夾的油石、設(shè)于油石上方的壓板、以及對所述 壓板加壓的油石補(bǔ)償氣缸。
4. 如權(quán)利要求1所述的芯軸超精研磨機(jī)，其特征在于，所述送料機(jī)構(gòu)包 括一橫跨于所述工件座上方的龍門架、 一設(shè)于龍門架上的橫移機(jī)構(gòu)、以及一與 所述橫移機(jī)構(gòu)連接的機(jī)械手。
5. 如權(quán)利要求1所述的芯軸超精研磨機(jī)，其特征在于，所述三個滾筒是 由同一電機(jī)驅(qū)動。
6. 如權(quán)利要求1所述的芯軸超精研磨機(jī)，其特征在于，所述機(jī)架上設(shè)有 封閉罩殼。
7. 如權(quán)利要求1所述的芯軸超精研磨機(jī)，其特征在于，還包括一油液輸 送裝置，其具有第一輸油管和第二輸油管，用以分別向所述兩溝道研磨工位提 供超精油液。
全文摘要
本發(fā)明公開一種芯軸超精研磨機(jī)，包括具有一操作臺的機(jī)架、以及設(shè)于操作臺上的工件座、研磨裝置和上料裝置，其中所述工件座包括平行設(shè)置的三個滾筒，其中相鄰的兩個滾筒間分別形成一研磨工位；所述研磨裝置包括兩個溝道研磨裝置，分別對應(yīng)所述兩個研磨工位設(shè)置，用以對研磨工位中的工件進(jìn)行溝道加工；所述上料裝置包括一送料機(jī)構(gòu)、一置料臺、以及一推料架，所述置料臺置于所述工件座前方，所述送料機(jī)構(gòu)位于所述置料臺上方，用以將工件送至所述置料臺，所述推料架設(shè)于所述置料臺前端，用以將工件從所述置料臺分別推入所述兩個研磨工位。本發(fā)明具有全自動運(yùn)行、加工精確等諸多優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號B24B57/02GK101306514SQ20071004080
公開日2008年11月19日 申請日期2007年5月18日 優(yōu)先權(quán)日2007年5月18日
發(fā)明者楊伯南, 程建偉, 宏 范 申請人:上海奔球精密機(jī)械有限公司