專利名稱：雙溝道軸承超精研磨機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種軸承研磨機(jī)，尤其涉及一種雙溝道軸承超精研磨機(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。 例如一種用于水泵的雙溝道軸承，其中在溝道與軸之間通過鋼珠配合，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)來加工此類軸承，其一般是設(shè)有至少一個(gè)手 動(dòng)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(shí)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(gè)步 驟，節(jié)拍慢，效率低；再者，手動(dòng)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(dòng)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(dòng)加工的具有更高精度的雙 溝道軸承超精研磨機(jī)。本發(fā)明為解決上述技術(shù)問題而采用的技術(shù)方案是提供一種雙溝道軸承超 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、 以及上料裝置，其中所述工件座包括平行設(shè)置的三個(gè)滾筒，其中相鄰的兩個(gè) 滾筒間分別形成一研磨工位；所述研磨裝置包括兩個(gè)溝道研磨裝置，分別對應(yīng) 所述兩個(gè)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 置包括一設(shè)于所述工件座上方的龍門架、設(shè)于所述龍門架上的第一、第二橫移 機(jī)構(gòu)、以及分別與第一、第二橫移機(jī)構(gòu)連接的第一、第二機(jī)械手，其中第一機(jī)械手用以將工件送至其中一個(gè)溝道研磨工位，第二機(jī)械手用以將工件由其中一 個(gè)溝道研磨工位送至另一個(gè)溝道研磨工位。上述的雙溝道軸承超精研磨機(jī)中，每個(gè)所述溝道研磨裝置包括一座體，一 水平移位氣缸、 一擺動(dòng)拖板、 一垂直移位氣缸、 一擺頭、以及一擺動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)； 所述水平移位氣缸設(shè)于座體一側(cè)，所述擺動(dòng)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(dòng)拖板上，所述擺頭也設(shè)于所述擺動(dòng)拖 板上，并與垂直移位氣缸連接；擺動(dòng)拖板具有一擺軸，擺軸一端與所述擺動(dòng)驅(qū) 動(dòng)機(jī)構(gòu)連接，擺軸另一端與所述擺頭連接。上述的雙溝道軸承超精研磨機(jī)中，所述擺頭包括設(shè)于擺頭前端的油石夾、 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。上述的雙溝道軸承超精研磨機(jī)中，所述三個(gè)滾筒是由同一電機(jī)驅(qū)動(dòng)。 上述的雙溝道軸承超精研磨機(jī)中，還包括一油液提供裝置，其具有第一輸 油管和第二輸油管，分別向所述兩個(gè)溝道研磨工位提供潤滑油。上述的雙溝道軸承超精研磨機(jī)中，所述機(jī)架上設(shè)有封閉罩殼。 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(dòng)操作，本發(fā)明的全自動(dòng)超精研磨機(jī)全過程自動(dòng)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(dòng)作穩(wěn)定可靠，并使一人可以 操縱多個(gè)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(dòng)補(bǔ)償，擺動(dòng)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)明的雙溝道軸承超精研磨機(jī)前側(cè)的立體圖。圖2是本發(fā)明的雙溝道軸承超精研磨機(jī)后側(cè)的立體圖。圖3是本發(fā)明的雙溝道超精研磨機(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)明的雙溝道超精研磨機(jī)的上料裝置結(jié)構(gòu)示意圖。圖6是本發(fā)明的雙溝道超精研磨機(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)明的軸承超精研磨機(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(shí)，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(即軸承) 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(gè)滾筒111， 分別設(shè)在三個(gè)工件主軸112上，其中相鄰的兩個(gè)滾筒111間可放置待加工的工 件，由此分別形成2個(gè)研磨工位，分別用以加工軸承的兩個(gè)溝道。請參閱圖2所示，在一個(gè)實(shí)施例中，上述三個(gè)滾筒111是由同一電機(jī)113 進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，以保持其同步。電機(jī)113通過皮帶輪帶動(dòng)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(gè)摩擦筒114上升到相鄰兩個(gè)滾筒111之間， 產(chǎn)生摩擦來依次帶動(dòng)另外兩個(gè)滾筒同步旋轉(zhuǎn)。研磨裝置12包括對應(yīng)兩個(gè)研磨工位的兩個(gè)溝道研磨裝置12，其結(jié)構(gòu)基本 相同，其中右邊的研磨裝置12用于加工軸承的第一個(gè)溝道(例如前側(cè)的溝道)， 左邊的研磨裝置12用于加工軸承的第二個(gè)溝道(例如后側(cè)的溝道)。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(dòng)拖板124,擺動(dòng)拖板124與水平移 位氣缸122連接，在水平移位氣缸122伸縮時(shí)，擺動(dòng)拖板124隨之前后(即Y 方向)移動(dòng)。擺動(dòng)拖板124上設(shè)有一垂直移位氣缸125，以及用于溝道加工的 擺頭126，擺頭126與垂直移位氣缸125連接，并受垂直移位氣缸驅(qū)動(dòng)，產(chǎn)生 一上下移動(dòng)(Z方向)，且此擺頭126處于該溝道研磨工位的滾筒的前方，用 以加工軸承前側(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(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，其中電機(jī)123驅(qū)動(dòng)曲軸和連桿，輸出一 前后運(yùn)動(dòng)(Y軸方向)，然后連桿驅(qū)動(dòng)擺臂輸出一繞Y軸的轉(zhuǎn)角擺動(dòng)。由于能 輸出此擺動(dòng)的驅(qū)動(dòng)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(dòng) 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(dòng)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(dòng)， 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(dòng)補(bǔ)償。這種自動(dòng)補(bǔ) 償技術(shù)可以保證所研磨的溝道的圓度。左邊的研磨裝置與右邊的研磨裝置基本相同，其相同的結(jié)構(gòu)采用相同的標(biāo) 號，不再贅述；其區(qū)別僅在于，左邊的研磨裝置的擺頭是位于對應(yīng)的溝道研磨 工位的后方，用以加工軸承后側(cè)的溝道，如圖1所示。當(dāng)然，也可以將左右兩 邊的擺頭的位置互換，以先加工軸承后側(cè)的溝道，再加工軸承前側(cè)的溝道。請結(jié)合圖5參閱圖1所示，上料裝置13包括一橫跨工件座11上方的龍門 架131、設(shè)于龍門架131上的第一、第二橫移機(jī)構(gòu)132、 133、以及分別與第一、 第二橫移機(jī)構(gòu)132、 133連接的第一、第二機(jī)械手134、 135。其中，第一機(jī)械 手134用以將一工件51從機(jī)架右邊的進(jìn)料槽20送至右邊的溝道研磨工位，第 二機(jī)械手135用以將經(jīng)過該溝道研磨后的工件52送至左邊的溝道研磨工位。 上述第一、第二橫移機(jī)構(gòu)132、 133由氣缸136驅(qū)動(dòng)，具有X方向移動(dòng)能力， 而第一、第二機(jī)械手134、 135分別由氣缸137、 138驅(qū)動(dòng)，具有Z方向移動(dòng)能 力。此外，加工完畢后，該研磨機(jī)是通過下述方式排料三個(gè)滾筒lll中的外 側(cè)兩個(gè)滾筒向外平移而產(chǎn)生一間隙，使每個(gè)工位中的工件下落。可在左邊的溝 道研磨工位下方設(shè)置一下料道(圖未示)，通過下料道將工件送出機(jī)架。再者，在兩個(gè)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(shí)，油管從超精 液箱中輸出油液對該兩個(gè)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)明的雙溝道軸承超精研磨機(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(gè)直 流無刷驅(qū)動(dòng)器33、多個(gè)電磁閥34、多個(gè)接近開關(guān)35、及多個(gè)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(gè)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器33及多個(gè)電磁閥34連接。其中變頻器32與電機(jī)驅(qū)動(dòng)器33需經(jīng)過繼電器37驅(qū)動(dòng)。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(dòng)滾筒111的電機(jī)113。兩個(gè)直流 無刷驅(qū)動(dòng)器用以驅(qū)動(dòng)兩個(gè)研磨裝置的電機(jī)123。接近開關(guān)35用于檢測各個(gè)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(gè)電磁閥34則用于控制各氣缸的動(dòng)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)明的軸承超精研磨機(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)明的雙溝道超精研磨機(jī)的工作過程。請根據(jù)需要參閱圖l 圖5所示，開機(jī)后，兩個(gè)工位的三個(gè)滾筒lll一直保持滾動(dòng)，首先由第一機(jī)械 手134從進(jìn)料槽20夾取工件(即軸承)，平移至右邊的溝道研磨工位后放下， 然后水平移位氣缸122驅(qū)動(dòng)擺動(dòng)拖板124向后(+Y方向)移動(dòng)，擺動(dòng)頭126跳 進(jìn)軸承內(nèi)部，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)行溝道加工。加工完畢后，擺頭26上跳(+Z方向)，并從軸承 內(nèi)退出(-Y方向)。第二機(jī)械手135將工件送至左邊的溝道研磨工位放下，然 后由溝道研磨裝置12的擺頭126向前(-Y方向)移動(dòng)，擺頭126跳進(jìn)軸承內(nèi) 部，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)行溝道加工。加工完畢后，擺頭126上跳(+Z方向)，并從軸承內(nèi)退出(+Y 方向)。兩個(gè)溝道研磨工位的外側(cè)的兩個(gè)滾筒111相對中間的滾筒移動(dòng)，使工 件下落至下料道中，完成工件加工。綜上所述，本發(fā)明的軸承超精研磨機(jī)與現(xiàn)有手工研磨機(jī)相比有以下優(yōu)點(diǎn)1. 相比過去的手動(dòng)操作，本發(fā)明的全自動(dòng)超精研磨機(jī)全過程自動(dòng)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(dòng)作穩(wěn)定可靠，并使一人可以 操縱多個(gè)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)定保證溝道溝徑值；4. 研磨過程中油石可以自動(dòng)補(bǔ)償，擺動(dòng)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
1.一種雙溝道軸承超精研磨機(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、以及上料裝置，其中所述工件座包括平行設(shè)置的三個(gè)滾筒，其中相鄰的兩個(gè)滾筒間分別形成一研磨工位；所述研磨裝置包括兩個(gè)溝道研磨裝置，分別對應(yīng)所述兩個(gè)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設(shè)于所述工件座上方的龍門架、設(shè)于所述龍門架上的第一、第二橫移機(jī)構(gòu)、以及分別與第一、第二橫移機(jī)構(gòu)連接的第一、第二機(jī)械手，其中第一機(jī)械手用以將工件送至其中一個(gè)溝道研磨工位，第二機(jī)械手用以將工件由其中一個(gè)溝道研磨工位送至另一個(gè)溝道研磨工位。
2. 如權(quán)利要求1所述的雙溝道軸承超精研磨機(jī)，其特征在于，每個(gè)所述 溝道研磨裝置包括一座體， 一水平移位氣缸、 一擺動(dòng)拖板、 一垂直移位氣缸、 一擺頭、以及一擺動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)；所述水平移位氣缸設(shè)于座體一側(cè)，所述擺動(dòng)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(dòng)拖板 上，所述擺頭也設(shè)于所述擺動(dòng)拖板上，并與垂直移位氣缸連接；擺動(dòng)拖板具有 一擺軸，擺軸一端與所述擺動(dòng)驅(qū)動(dòng)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所述的雙溝道軸承超精研磨機(jī)，其特征在于，所述擺頭 包括設(shè)于擺頭前端的油石夾、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所述的雙溝道軸承超精研磨機(jī)，其特征在于，所述三個(gè) 滾筒是由同一電機(jī)驅(qū)動(dòng)。
5. 如權(quán)利要求1所述的雙溝道軸承超精研磨機(jī)，其特征在于，還包括一 油液提供裝置，其具有第一輸油管和第二輸油管，分別向所述兩個(gè)溝道研磨工 位提供潤滑油。
6. 如權(quán)利要求1所述的雙溝道軸承超精研磨機(jī)，其特征在于，所述機(jī)架 上設(shè)有封閉罩殼。
全文摘要
本發(fā)明公開一種雙溝道軸承超精研磨機(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、以及上料裝置，其中所述工件座包括平行設(shè)置的三個(gè)滾筒，其中相鄰的兩個(gè)滾筒間分別形成一研磨工位；所述研磨裝置包括兩個(gè)溝道研磨裝置，分別對應(yīng)所述兩個(gè)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設(shè)于所述工件座上方的龍門架、設(shè)于所述龍門架上的第一、第二橫移機(jī)構(gòu)、以及分別與第一、第二橫移機(jī)構(gòu)連接的第一、第二機(jī)械手，其中第一機(jī)械手用以將工件送至其中一個(gè)溝道研磨工位，第二機(jī)械手用以將工件由其中一個(gè)溝道研磨工位送至另一個(gè)溝道研磨工位。本發(fā)明具有全自動(dòng)運(yùn)行、加工精確等諸多優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號B24B57/00GK101306515SQ200710040809
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