自动化轴承表面加工系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型的自动化轴承表面加工系统，包括用于加工轴承侧圆表面的双端面机床，用于轴承外圆表面粗加工的粗加工无心磨床和用于轴承外圆表面精加工的精加工无心磨床，还包括用于连接双端面机床出口和粗加工无心磨床入口的第一连接装置以及用于连接初加工无心磨床出口和精加工无心磨床入口的第二连接装置。有益效果在于，实现了将轴承坯件经这三种机床后即可自动完成所有流程。节省人力，减少劳动型体力消耗，使加工工人能投入更加有效率的脑力工作中。减少时间成本30％-40％，可以优化加工产线，为企业节省成本，增加利润。大幅节省了人工劳动力成本，操作轻松且易行，并大幅节省时间和空间，使轴承表面加工环节实现全自动化流程控制。
【专利说明】自动化轴承表面加工系统
【技术领域】
[0001]本实用新型属于工业自动化设备【技术领域】，涉及轴承表面加工技术，具体涉及一种自动化的轴承表面加工系统。
【背景技术】
[0002]轴承加工工业中需要对轴承进行平面、内圆和外圆的加工以达到预定尺寸。如图2所示，在对轴承进行表面加工时，因存在侧圆表面和外圆表面加工的区别，往往需要至少2种机床依次加工,对侧圆加工需要双端面机床,对外圆加工需要无心磨床。且由于外圆表面加工工作量较大，为了保证生产环节的有效衔接，在对外圆进行加工时一般需要2种无心磨床协同工作:即粗加工无心磨床和精细加工无心磨床。可是，在轴承数量达到数万之巨时，传统加工方法为适应分工协作的规律，首先将全部轴承零件进行侧圆加工，全部完成并检测合格后再进行下一步外圆加工。外圆加工中，因无心磨床的每次加工量较小，而轴承总加工量(需要磨削去掉的部分)较大，因而往往需要进行反复多次加工。在一个车间同时拥有这几种机床时，因为空间有限，除机床所占空间外，还需流出整批轴承的临时储存空间。繁复的轴承搬移和付出的人力成本限制了该加工流水线的顺畅和效率，也在一定程度上影响了加工时间和利润。
实用新型内容
[0003]本实用新型的目的是为了实现轴承表面加工的协同自动化工作，同时实现在有限的空间内尽可能高效率利用空间，增加每种机床的自动检测功能，减少人力支出和时间成本，提高加工质量和加工速度，提出了一种自动化轴承表面加工系统。
[0004]本实用新型的技术方案为:自动化轴承表面加工系统，包括用于加工轴承侧圆表面的双端面机床，用于轴承外圆表面粗加工的粗加工无心磨床和用于轴承外圆表面精加工的精加工无心磨床，其特征在于，还包括用于连接双端面机床出口和粗加工无心磨床入口的第一连接装置以及用于连接初加工无心磨床出口和精加工无心磨床入口的第二连接装置。
[0005]进一步的，第一连接装置包括与双端面机床出料端口连接的出料导槽、整形导槽和与无心磨床进料端口连接的进料导槽；整形导槽的一端部与出料导槽在水平面内垂直连接，连接部位包括下斜导板，出料导槽中顺序滚出的轴承队列经过下斜导板后进入整形导槽，并在整形导槽中以端面相接触的形式排成一列；整形导槽内沿长度方向设置有单端固定的弹簧，弹簧的固定端固定于整形导槽的另一端部，自由端延伸至整形导槽与出料导槽连接的端部，整形导槽包括可翻转侧挡板，在整形导槽可翻转侧挡板一侧与整形导槽平行设置有进料导槽，整形导槽侧挡板与整形导槽主体之间包括解锁机构，弹簧被压缩时可促发解锁机构动作使侧挡板翻转，并使整形导槽中按端面相接触得形式排列的轴承整体滚入进料导槽中。
[0006]进一步的，进料导槽包括推进杆，用于将进料导槽中的轴承推进粗加工无心磨床。
[0007]进一步的，上述可翻转侧挡板通过连接整形导槽主体和可翻转侧挡板的弹性绳恢复至锁紧状态。
[0008]进一步的，上述弹簧的自由端连接有挡板，用于使弹簧均匀作用于轴承上。
[0009]进一步的，上述解锁机构为弹性杠杆卡扣，所述弹性杠杆卡扣设置于可翻转侧挡板靠近弹簧固定端的一端的整形导槽主体上。
[0010]进一步的，上述弹簧自由端的挡板接触弹性杠杆卡扣时解锁可翻转侧挡板。
[0011]进一步的,粗加工无心磨床包括进料推进单元，所述进料推进单元包括两条转轴平行放置组成的与进料导槽对接的推进导轨，推进导轨之一条转轴粗细均匀并水平放置，另一条转轴靠近进料导槽的一端直径大于另一端并均匀过渡，进料推进单元还包括驱动电机，驱动电机通过传动皮带和带轮驱动推进导轨的两条转轴同向同步转动。
[0012]进一步的，上述第二连接装置用于将粗加工无心磨床出料端的轴承水平转送入精加工无心磨床的进料端。
[0013]进一步的，机床的出料端包括用于检测被加工轴承参数的检测单元、分离参数合格轴承和不合格轴承的分离单元以及用于将不合格轴承返回至机床进料端的传输单元。
[0014]本实用新型的有益效果:本实用新型的自动化轴承表面加工系统实现了将轴承坯件(未加工的原零件)经这三种机床后即可自动完成所有流程。节省人力约20% -30%,减少劳动型体力消耗，使加工工人能投入更加有效率的脑力工作中。减少时间成本30% -40%，可以优化加工产线，为企业节省成本，增加利润。大幅节省了人工劳动力成本，操作轻松且易行，并大幅节省时间和空间，使轴承表面加工环节实现全自动化流程控制。
【专利附图】
【附图说明】
[0015]图1为本实用新型的自动化轴承表面加工系统结构示意图；
[0016]图2为轴承各加工面命名示意图；
[0017]图3为双端面加工机床结构示意图；
[0018]图4为双端面加工机床出料口轴承状态图示；
[0019]图5为本实用新型的系统的第一连接装置结构示意图；
[0020]图6为第一连接装置中轴承传输状态及被整形原理图；
[0021]图7为本实用新型的系统的进料推进单元结构示意图；
[0022]图8为无心磨床中轴承状态图示；
[0023]图9为图7所示进料推进单元的正视图；
[0024]图10为无心磨床结构示意图；
[0025]图11为本实用新型的系统出料轴承状态图示。
[0026]附图标记说明:双端面机床机身1，双端面机床进料口 2，操作面板3，操作盘4，轴承5 (13，18，28，36)，双端面机床出料导槽6，出料导槽7，整形导槽8，整形导槽主体9，弹簧10，挡板11，挡板卡扣12，弹性绳14，推进杆15，进料导槽16，可翻转侧挡板17，进料推进单元转轴19 (20)，安装底座21，导带轮支架22，导带轮23 (26，27)，电机24，传动皮带25，无心磨床进料端29,无心磨床机身30,进料端导板支架31,砂轮32,导板33,铁制转轮34,出料导槽35。
【具体实施方式】
[0027]本实用新型的以下实施例是根据本实用新型的原理而设计，下面结合附图和具体的实施例对本实用新型作进一步的阐述。
[0028]如图1所示为本实用新型的自动化轴承表面加工系统结构示意图，包括进料、双端面机床、双端面机床和无心磨床衔接装置、粗加工无心磨、粗加工和精加工无心磨床衔接装置、精加工无心磨床、出料几个部分。因粗加工无心磨床和精加工无心磨床结构相似，只是对轴承零件的加工量有区别，因此在以下图示中将不再重复阐述和标示。系统包括用于加工轴承侧圆表面的双端面机床，用于轴承外圆表面粗加工的粗加工无心磨床和用于轴承外圆表面精加工的精加工无心磨床，还包括用于连接双端面机床出口和粗加工无心磨床入口的第一连接装置以及用于连接初加工无心磨床出口和精加工无心磨床入口的第二连接
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[0029]双端面机床的结构如图3所示，包括机身1、进料口 2、操作面板3和操作盘4。轴承5 (13，18，28，36)经双端面机床加工后从其出料口的出料导槽6滚出，滚出时的状态如图4所示，为排成一列逐个滚出的状态。为了使双端面机床输出的轴承能自动进入粗加工无心磨床，本实施例采用了以下连接装置，即第一连接装置。
[0030]上述第一连接装置如图7及图8所示，包括与双端面机床出料端口连接的出料导槽7、整形导槽8和与无心磨床进料端口连接的进料导槽16;整形导槽的一端部与出料导槽在水平面内垂直连接，连接部位包括下斜导板，出料导槽中顺序滚出的轴承队列经过下斜导板后进入整形导槽，并在整形导槽中以端面相接触的形式排成一列；整形导槽内沿长度方向设置有单端固定的弹簧10，弹簧的固定端固定于整形导槽的另一端部，自由端延伸至整形导槽与出料导槽连接的端部，整形导槽包括可翻转侧挡板17，在整形导槽可翻转侧挡板一侧与整形导槽平行设置有进料导槽，整形导槽侧挡板与整形导槽主体9之间包括解锁机构，弹簧被压缩时可促发解锁机构动作使侧挡板翻转，并使整形导槽中按端面相接触得形式排列的轴承整体滚入进料导槽中。
[0031]在进料导槽的一端设置有推进杆15，用于将进料导槽中的轴承推进粗加工无心磨床。上述推进杆为可控推进杆，可以采用单片机或其他控制单元控制推进杆的推进速度。作为优选方案，上述可翻转侧挡板通过连接整形导槽主体和可翻转侧挡板的弹性绳14恢复至锁紧状态。上述弹簧的自由端还连接有挡板11，用于使弹簧均匀作用于轴承上。为了防止轴承滑落，在挡板上还包括挡板卡扣12。解锁机构为弹性杠杆卡扣，所述弹性杠杆卡扣设置于可翻转侧挡板靠近弹簧固定端的一端的整形导槽主体上。弹簧自由端的挡板接触弹性杠杆卡扣时解锁可翻转侧挡板。
[0032]粗加工无心磨床包括如图7及图9所示的进料推进单元，进料推进单元与无心磨床进料端29相连接，其中的轴承28排列状态如图8所示，进料推进单元包括两条转轴19(20)平行放置组成的与进料导槽对接的推进导轨，推进导轨之一条转轴粗细均匀并水平放置，另一条转轴靠近进料导槽的一端直径大于另一端并均匀过渡，进料推进单元还包括驱动电机24，驱动电机通过传动皮带25和导带轮23(26，27)驱动推进导轨的两条转轴同向同步转动。其中导带轮23为张紧导带轮，安装于支架22上，与导带轮26 (27)成三角形分布，目的在于使传动皮带不影响轴承28运动。进料推进单元安装于地面或者底座21上。实施例中的第二连接装置用于将粗加工无心磨床出料端的轴承水平转送入精加工无心磨床的进料端。由于第二连接装置连接的机床的输出端和另一机床的输入端的轴承状态无需改变，故可以采用常规技术直接将输出的轴承直接转入另一设备的输入端即可，故具体结构在此不做详述。
[0033]为了实现轴承端面加工的自动化，减少人工介入，并提高加工良品率，本实施例的机床(包括轴承双端面机床、粗加工无心磨床和精加工无心磨床)的出料端包括用于检测被加工轴承参数的检测单元、分离参数合格轴承和不合格轴承的分离单元以及用于将不合格轴承返回至机床进料端的传输单元。
[0034]为了进一步理解本实用新型的技术原理，下面是对本实用新型各部分功能的进一步详述:
[0035]本实用新型的系统实施例的思路是将三种机床的出料口和进料口进行衔接，以保障零件在不同加工环节间的准确及时的切换。该系统分成三个部分:双端面机床(侧圆表面加工)，粗加工无心磨床(外圆表面粗加工)，精加工无心磨床(外圆表面精细加工)。每种机床增加状态转换和推进装置，并对其进行无缝高效的衔接。
[0036]图3所示的双端面机床用于对轴承侧圆表面进行加工。图4为双端面加工机床出料口轴承状态图示由于在机床内部需要对侧圆表面进行磨削加工，因此轴承零件是以竖直站立状态依次序逐个进行加工，出料时的状态也保持加工时的状态。图5为本实用新型的系统的第一连接装置结构示意图，该连接装置可以实现将轴承的竖直站立前后排序状态更改为并排排列状态。图6为第一连接装置中轴承传输状态及被整形原理图，该装置的工作流程是:将来自双端面机床出料口的轴承送至状态更改装置(整形导槽)中，该装置中以一个中等强度的弹簧为主要装置，弹簧充满大部分状态更改槽，弹簧顶部的圆形板可由铁制，与竖直方向有约45度夹角，以便与轴承落入时可以挤压弹簧后退。为了使后续轴承能够顺利滚入队列，整形导槽连接弹簧固定端的一端倾斜向下，使弹簧在轴承重力的作用下被压缩，并才出料导槽的一端留出一个轴承的空间。因为重力影响，该轴承也会侧斜在圆形板上，以流出一定空间给下一个轴承进入该状态更改槽，该状态更改槽是半圆纵切面。当第一个轴承右侧的槽壁在弹簧压缩到一定程度时，状态更改槽内有超过6个轴承零件时，弹簧顶盖(挡板)有一卡扣，该卡扣运动到槽壁水平线处时，可以将该槽壁的壁栓(解锁装置)打开。状态更改槽优选的倾斜角度是整体向下倾斜约30度，槽壁打开后，状态更改槽中的轴承将整体落入下一个半圆纵切面的可控推进器(进料导槽)中。此时槽壁上连接的弹性伸缩绳将下垂的槽壁拉回到状态更改槽，准备下一次的接收，此时弹簧也回到最初的伸开状态。可控推进器在接触到有轴承进入后，将用铁制挤压锤(推进杆)向前推进，使该组轴承能顺利进入粗加工无心磨床的进料推进器(进料推进单元)中。进料推进器连接粗加工无心磨床进料口。图9为进料推进单元的正视图，该进料推进单元是由两根不锈钢转轴为主体，经电机提供转动力和匀速转动速度，转动方向是顺时针，使得其上的轴承也顺时针转动。由于两根转轴呈异面直线，其中一个转轴水平放置，另外一个转轴外端略低于另一转轴外端，里端略高于另一转轴里端。为轴承转动后提供一个向里面推进的驱动力。
[0037]图10为无心磨床结构示意图，该机械装置用于完成对轴承外圆表面的加工，因本实用新型中分粗加工无心磨床和精加工无心磨床，且两者只因对适应的轴承尺寸和加工量有所不同，其他部分没有明显差别，因此本实用新型中将不再重复描述和标示这两种机械装置，且这两者的轴承进料状态相同，因此采用相同的进料推进器。无心磨床包括无心磨床机身30、进料端导板支架31、砂轮32、导板33、铁制转轮34和出料导槽35。轴承36为经过精加工无心磨床后自出料端排出是的状态。其中砂轮32是对轴承外圆表面进行磨削的部件；导板33是无心磨床中承托轴承的底部导板，该导板是由两块呈一定角度下斜的铁板，可以使轴承在无心磨床中状态稳定；铁制转轮34用于支撑磨削过程中的轴承另一侧；出料导槽35是出料口半圆形切面的出料导槽。轴承在滑出时，只是两侧接触导槽，大部分地面不接触，在尽可能减小下滑摩擦力的同时，也可以有效保护刚加工完成的轴承表面免受刮擦。
[0038]本实用新型实施例的主要原理:将双端面机床、粗加工无心磨床和精细加工无心磨床通过一定的出料和进料口部分的衔接，实现将上一种机床完成后的轴承送至下一个加工环节。这种衔接充分考虑了轴承的进料推送情况，即双端面机床加工完成的轴承是竖直滚动依次序前后排列，而两种无心磨床进料口的轴承状态需要轴承竖直站立并排排列。对每种机床需要检测加工质量部分，本实用新型增加了每种机床的尺寸测量自动检测装置，可以大幅减少人力检测成本。每个环节均实现自动化，将不同环节进行无缝衔接，实现全自动化流程控制。
[0039]本领域的普通技术人员将会意识到，这里所述的实施例是为了帮助读者理解本实用新型的原理，应被理解为本实用新型的保护范围并不局限于这样的特别陈述和实施例。本领域的普通技术人员可以根据本实用新型公开的这些技术启示做出各种不脱离本实用新型实质的其它各种具体变形和组合，这些变形和组合仍然在本实用新型的保护范围内。
【权利要求】
1.自动化轴承表面加工系统，包括用于加工轴承侧圆表面的双端面机床，用于轴承外圆表面粗加工的粗加工无心磨床和用于轴承外圆表面精加工的精加工无心磨床，其特征在于，还包括用于连接双端面机床出口和粗加工无心磨床入口的第一连接装置以及用于连接初加工无心磨床出口和精加工无心磨床入口的第二连接装置。
2.根据权利要求1所述的自动化轴承表面加工系统，其特征在于，第一连接装置包括与双端面机床出料端口连接的出料导槽、整形导槽和与无心磨床进料端口连接的进料导槽；整形导槽的一端部与出料导槽在水平面内垂直连接，连接部位包括下斜导板，出料导槽中顺序滚出的轴承队列经过下斜导板后进入整形导槽，并在整形导槽中以端面相接触的形式排成一列；整形导槽内沿长度方向设置有单端固定的弹簧，弹簧的固定端固定于整形导槽的另一端部，自由端延伸至整形导槽与出料导槽连接的端部，整形导槽包括可翻转侧挡板，在整形导槽可翻转侧挡板一侧与整形导槽平行设置有进料导槽，整形导槽侧挡板与整形导槽主体之间包括解锁机构，弹簧被压缩时可促发解锁机构动作使侧挡板翻转，并使整形导槽中按端面相接触得形式排列的轴承整体滚入进料导槽中。
3.根据权利要求2所述的自动化轴承表面加工系统，其特征在于，进料导槽包括推进杆，用于将进料导槽中的轴承推进粗加工无心磨床。
4.根据权利要求2或3所述的自动化轴承表面加工系统，其特征在于，可翻转侧挡板通过连接整形导槽主体和可翻转侧挡板的弹性绳恢复至锁紧状态。
5.根据权利要求4所述的自动化轴承表面加工系统，其特征在于，弹簧的自由端连接有挡板，用于使弹簧均匀作用于轴承上。
6.根据权利要求5所述的自动化轴承表面加工系统，其特征在于，解锁机构为弹性杠杆卡扣，所述弹性杠杆卡扣设置于可翻转侧挡板靠近弹簧固定端的一端的整形导槽主体上。
7.根据权利要求6所述的自动化轴承表面加工系统，其特征在于，弹簧自由端的挡板接触弹性杠杆卡扣时解锁可翻转侧挡板。
8.根据权利要求1所述的自动化轴承表面加工系统，其特征在于，粗加工无心磨床包括进料推进单元，所述进料推进单元包括两条转轴平行放置组成的与进料导槽对接的推进导轨，推进导轨之一条转轴粗细均匀并水平放置，另一条转轴靠近进料导槽的一端直径大于另一端并均匀过渡，进料推进单元还包括驱动电机，驱动电机通过传动皮带和带轮驱动推进导轨的两条转轴同向同步转动。
9.根据权利要求5-8之任一项权利要求所述的自动化轴承表面加工系统，其特征在于，第二连接装置用于将粗加工无心磨床出料端的轴承水平转送入精加工无心磨床的进料端。
10.根据权利要求9所述的自动化轴承表面加工系统，其特征在于，机床的出料端包括用于检测被加工轴承参数的检测单元、分离参数合格轴承和不合格轴承的分离单元以及用于将不合格轴承返回至机床进料端的传输单元。
【文档编号】B24B41/00GK204195450SQ201420684971
【公开日】2015年3月11日 申请日期:2014年11月16日 优先权日:2014年11月16日
【发明者】刘传勇, 刘芳萍, 崔晓静, 刘庆玉, 刘传磊, 庞书峰 申请人:刘传勇