专利名称：双沟道轴承超精研磨机的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种轴承研磨机，尤其涉及一种双沟道轴承超精研磨机。
技术背景轴承是广泛应用于机械领域的一种零件，随着机械技术的进步，对轴承的 精密度要求日趋提高。轴承与轴的精密度直接关系到机械系统的性能和寿命。 例如一种用于水泵的双沟道轴承，其中在沟道与轴之间通过钢珠配合，因此沟 道表面的粗糙度、沟道圆度等是加工的关键。目前使用一种手工超精研磨机来加工此类轴承，其一般是设有至少一个手 动工位，然后由工人持工件在工位上进行研磨加工。但是这种手工设备存在一 些显著的缺点，首先是效率问题，手工设备需要人工上料、下料，耗时多，一 人只能操纵一台设备；其次，手工研磨机超精研磨工件需分粗超、精超两个步 骤，节拍慢，效率低；再者，手动超精研磨的工件沟道较为粗糙(粗糙度较高)， 沟道圆度不高，沟道的沟径差不稳定，导致质量不高；最后，手动控制的超精 研磨机无外防护，不够安全。发明内容本发明所要解决的技术问题是提供一种全自动加工的具有更高精度的双 沟道轴承超精研磨机。本发明为解决上述技术问题而采用的技术方案是提供一种双沟道轴承超 精研磨机，包括具有一操作台的机架、以及设于操作台上的工件座、研磨装置、 以及上料装置，其中所述工件座包括平行设置的三个滚筒，其中相邻的两个 滚筒间分别形成一研磨工位；所述研磨装置包括两个沟道研磨装置，分别对应 所述两个研磨工位设置，用以对研磨工位中的工件进行沟道加工；所述上料装 置包括一设于所述工件座上方的龙门架、设于所述龙门架上的第一、第二横移 机构、以及分别与第一、第二横移机构连接的第一、第二机械手，其中第一机械手用以将工件送至其中一个沟道研磨工位，第二机械手用以将工件由其中一 个沟道研磨工位送至另一个沟道研磨工位。上述的双沟道轴承超精研磨机中，每个所述沟道研磨装置包括一座体，一 水平移位气缸、 一摆动拖板、 一垂直移位气缸、 一摆头、以及一摆动驱动机构； 所述水平移位气缸设于座体一侧，所述摆动拖板设于座体另一侧，并与水平移 位气缸连接；所述垂直移位气缸设于摆动拖板上，所述摆头也设于所述摆动拖 板上，并与垂直移位气缸连接；摆动拖板具有一摆轴，摆轴一端与所述摆动驱 动机构连接，摆轴另一端与所述摆头连接。上述的双沟道轴承超精研磨机中，所述摆头包括设于摆头前端的油石夹、 设于油石夹的油石、设于油石上方的压板、以及对所述压板加压的油石补偿气 缸。上述的双沟道轴承超精研磨机中，所述三个滚筒是由同一电机驱动。 上述的双沟道轴承超精研磨机中，还包括一油液提供装置，其具有第一输 油管和第二输油管，分别向所述两个沟道研磨工位提供润滑油。上述的双沟道轴承超精研磨机中，所述机架上设有封闭罩壳。 本发明由于采用上述技术方案，使之与现有技术相比，具有如下有益效果1. 相比过去的手动操作，本发明的全自动超精研磨机全过程自动循环， 提高了防护安全；2. 以机械手的上料代替过去的人工上料，动作稳定可靠，并使一人可以 操纵多个设备；3. 以气缸代替弹簧来控制沟道研磨中的摆头压力，稳定保证沟道的沟径值；4. 研磨过程中油石可以自动补偿，摆动中心不变；5. 工件一次性超精研磨，不需经过粗超，节奏快、效率高。
以下结合附图和具体实施例说明本发明的特征和优点，其中
图1是本发明的双沟道轴承超精研磨机前侧的立体图。图2是本发明的双沟道轴承超精研磨机后侧的立体图。图3是本发明的双沟道超精研磨机的沟道研磨装置的结构示意图。图4是图3所示沟道研磨装置的摆头剖面结构示意图。图5是本发明的双沟道超精研磨机的上料装置结构示意图。图6是本发明的双沟道超精研磨机的电控系统结构框图。
具体实施方式
请参阅图1所示，本发明的轴承超精研磨机包括机架10、工件座11、研 磨装置12、以及上料装置13。机架床身采用焊接结构，并低温回火处理，床 身上放置有一大厚度的铸铁板101，作为操作台，工件座ll、研磨装置12、以 及上料装置13设置在铸铁板101上，以保持相对位置固定不变。同时，床身 上可安装全封闭的罩壳(图中未示)，用于防止加工中用于冷却工件(即轴承) 的冷却油雾的飞溅。工件座11设于铸铁板101后侧的中央，它具有平行设置的三个滚筒111， 分别设在三个工件主轴112上，其中相邻的两个滚筒111间可放置待加工的工 件，由此分别形成2个研磨工位，分别用以加工轴承的两个沟道。请参阅图2所示，在一个实施例中，上述三个滚筒111是由同一电机113 进行驱动，以保持其同步。电机113通过皮带轮带动邻近的主轴(进而设于其 上的滚筒111)旋转，并通过使两个摩擦筒114上升到相邻两个滚筒111之间， 产生摩擦来依次带动另外两个滚筒同步旋转。研磨装置12包括对应两个研磨工位的两个沟道研磨装置12，其结构基本 相同，其中右边的研磨装置12用于加工轴承的第一个沟道(例如前侧的沟道)， 左边的研磨装置12用于加工轴承的第二个沟道(例如后侧的沟道)。请参照图3，以右边的研磨装置12为例，其包括一座体121，座体121前 侧一水平移位气缸122，座体后侧设有摆动拖板124,摆动拖板124与水平移 位气缸122连接，在水平移位气缸122伸縮时，摆动拖板124随之前后(即Y 方向)移动。摆动拖板124上设有一垂直移位气缸125，以及用于沟道加工的 摆头126，摆头126与垂直移位气缸125连接，并受垂直移位气缸驱动，产生 一上下移动(Z方向)，且此摆头126处于该沟道研磨工位的滚筒的前方，用 以加工轴承前侧的沟道。座体121上并设有一电机123，该电机例如与一曲轴、 一连杆及一摆臂组成一摆动驱动机构，其中电机123驱动曲轴和连杆，输出一 前后运动(Y轴方向)，然后连杆驱动摆臂输出一绕Y轴的转角摆动。由于能 输出此摆动的驱动机构已为本领域技术人员所熟知，在此不再展开描述。摆动 拖板124具有一摆轴(图中未示)，摆轴一端与该摆臂连接，摆轴另一端连接摆头126。由于摆轴的传递作用，摆头126具有绕Y轴的转角摆动方向R。请 结合参阅图3、图4所示，摆头126进一步包括设于摆头端部的油石夹1261、 设于油石夹1261上的油石1262、设于油石1262上方的压板1263、以及对压 板加压的油石补偿气缸1264。其中，油石补偿气缸1264使油石1262上下移动， 而油石1262用于工件的研磨，由于油石会随研磨而损耗，因而油石补偿气缸 1264通过压板1263对油石1262保持向下的压力，使其自动补偿。这种自动补 偿技术可以保证所研磨的沟道的圆度。左边的研磨装置与右边的研磨装置基本相同，其相同的结构采用相同的标 号，不再赘述；其区别仅在于，左边的研磨装置的摆头是位于对应的沟道研磨 工位的后方，用以加工轴承后侧的沟道，如图1所示。当然，也可以将左右两 边的摆头的位置互换，以先加工轴承后侧的沟道，再加工轴承前侧的沟道。请结合图5参阅图1所示，上料装置13包括一横跨工件座11上方的龙门 架131、设于龙门架131上的第一、第二横移机构132、 133、以及分别与第一、 第二横移机构132、 133连接的第一、第二机械手134、 135。其中，第一机械 手134用以将一工件51从机架右边的进料槽20送至右边的沟道研磨工位，第 二机械手135用以将经过该沟道研磨后的工件52送至左边的沟道研磨工位。 上述第一、第二横移机构132、 133由气缸136驱动，具有X方向移动能力， 而第一、第二机械手134、 135分别由气缸137、 138驱动，具有Z方向移动能 力。此外，加工完毕后，该研磨机是通过下述方式排料三个滚筒lll中的外 侧两个滚筒向外平移而产生一间隙，使每个工位中的工件下落。可在左边的沟 道研磨工位下方设置一下料道(图未示)，通过下料道将工件送出机架。再者，在两个沟道研磨工位的上方，还可分别设有油管(图未示)，它和 设于机身内或机身外的超精油液箱组成油液提供装置。在研磨时，油管从超精 液箱中输出油液对该两个工位进行油液冷却和润滑，以保证研磨的顺利进行。图6是本发明的双沟道轴承超精研磨机的电控系统结构框图。请参阅图6 所示，本发明的电控系统包括一 PLC 30、 一触摸屏31、 一变频器32、两个直 流无刷驱动器33、多个电磁阀34、多个接近开关35、及多个按钮开关36。其 中PLC 30用于研磨机的工作过程控制，其具有一 RS232接口 301，与触摸屏 31连接， 一输入接口 302，与接近开关和按钮开关连接，以及一输出接口 303， 与变频器32、两个电机驱动器33及多个电磁阀34连接。其中变频器32与电机驱动器33需经过继电器37驱动。触摸屏31可显示系统工作参数，并可接 收使用者的输入设定。变频器32用以分别驱动滚筒111的电机113。两个直流 无刷驱动器用以驱动两个研磨装置的电机123。接近开关35用于检测各个部件 的位置，例如机械手的上、下位置，摆头的位置等，本领域技术人员可根据检 测需要设置在适当位置。多个电磁阀34则用于控制各气缸的动作。上述电控 系统对于各部件的控制，将通过下面对本发明的轴承超精研磨机的工作过程描 述而变得清楚，本领域技术人员可根据该过程实现对PLC的编程。下面描述本发明的双沟道超精研磨机的工作过程。请根据需要参阅图l 图5所示，开机后，两个工位的三个滚筒lll一直保持滚动，首先由第一机械 手134从进料槽20夹取工件(即轴承)，平移至右边的沟道研磨工位后放下， 然后水平移位气缸122驱动摆动拖板124向后(+Y方向)移动，摆动头126跳 进轴承内部，接着，垂直移位气缸125使摆头126下压(-Z方向)至与工件接 触，对工件进行沟道加工。加工完毕后，摆头26上跳(+Z方向)，并从轴承 内退出(-Y方向)。第二机械手135将工件送至左边的沟道研磨工位放下，然 后由沟道研磨装置12的摆头126向前(-Y方向)移动，摆头126跳进轴承内 部，接着，垂直移位气缸125使摆头126下压(-Z方向)至与工件接触，对工 件进行沟道加工。加工完毕后，摆头126上跳(+Z方向)，并从轴承内退出(+Y 方向)。两个沟道研磨工位的外侧的两个滚筒111相对中间的滚筒移动，使工 件下落至下料道中，完成工件加工。综上所述，本发明的轴承超精研磨机与现有手工研磨机相比有以下优点1. 相比过去的手动操作，本发明的全自动超精研磨机全过程自动循环， 提高了防护安全；2. 以机械手的上料代替过去的人工上料，动作稳定可靠，并使一人可以 操纵多个设备；3. 以气缸代替弹簧来控制沟道研磨中的摆头压力，稳定保证沟道沟径值；4. 研磨过程中油石可以自动补偿，摆动中心不变；5. 工件一次性超精研磨，不需经过粗超，节奏快、效率高。 以上的实施例说明仅为本发明的较佳实施例说明，本领域技术人员可依据本发明的上述实施例说明而作出其它种种等效的替换及修改。然而这些依据本 发明实施例所作的种种等效替换及修改，属于本发明的发明精神及由权利要求 所界定的专利范围内。
权利要求
1.一种双沟道轴承超精研磨机，其特征在于包括具有一操作台的机架、以及设于操作台上的工件座、研磨装置、以及上料装置，其中所述工件座包括平行设置的三个滚筒，其中相邻的两个滚筒间分别形成一研磨工位；所述研磨装置包括两个沟道研磨装置，分别对应所述两个研磨工位设置，用以对研磨工位中的工件进行沟道加工；所述上料装置包括一设于所述工件座上方的龙门架、设于所述龙门架上的第一、第二横移机构、以及分别与第一、第二横移机构连接的第一、第二机械手，其中第一机械手用以将工件送至其中一个沟道研磨工位，第二机械手用以将工件由其中一个沟道研磨工位送至另一个沟道研磨工位。
2. 如权利要求1所述的双沟道轴承超精研磨机，其特征在于，每个所述 沟道研磨装置包括一座体， 一水平移位气缸、 一摆动拖板、 一垂直移位气缸、 一摆头、以及一摆动驱动机构；所述水平移位气缸设于座体一侧，所述摆动拖 板设于座体另一侧，并与水平移位气缸连接；所述垂直移位气缸设于摆动拖板 上，所述摆头也设于所述摆动拖板上，并与垂直移位气缸连接；摆动拖板具有 一摆轴，摆轴一端与所述摆动驱动机构连接，摆轴另一端与所述摆头连接。
3. 如权利要求2所述的双沟道轴承超精研磨机，其特征在于，所述摆头 包括设于摆头前端的油石夹、设于油石夹的油石、设于油石上方的压板、以及 对所述压板加压的油石补偿气缸。
4. 如权利要求1所述的双沟道轴承超精研磨机，其特征在于，所述三个 滚筒是由同一电机驱动。
5. 如权利要求1所述的双沟道轴承超精研磨机，其特征在于，还包括一 油液提供装置，其具有第一输油管和第二输油管，分别向所述两个沟道研磨工 位提供润滑油。
6. 如权利要求1所述的双沟道轴承超精研磨机，其特征在于，所述机架 上设有封闭罩壳。
全文摘要
本发明公开一种双沟道轴承超精研磨机，包括具有一操作台的机架、以及设于操作台上的工件座、研磨装置、以及上料装置，其中所述工件座包括平行设置的三个滚筒，其中相邻的两个滚筒间分别形成一研磨工位；所述研磨装置包括两个沟道研磨装置，分别对应所述两个研磨工位设置，用以对研磨工位中的工件进行沟道加工；所述上料装置包括一设于所述工件座上方的龙门架、设于所述龙门架上的第一、第二横移机构、以及分别与第一、第二横移机构连接的第一、第二机械手，其中第一机械手用以将工件送至其中一个沟道研磨工位，第二机械手用以将工件由其中一个沟道研磨工位送至另一个沟道研磨工位。本发明具有全自动运行、加工精确等诸多优点。
文档编号B24B57/00GK101306515SQ200710040809
公开日2008年11月19日 申请日期2007年5月18日 优先权日2007年5月18日
发明者杨伯南, 程建伟, 宏 范 申请人:上海奔球精密机械有限公司