差速器十字轴轴颈自动磨床的制作方法

本发明涉及磨床领域，尤其是涉及的是差速器十字轴轴颈自动磨床。

背景技术：

差速器十字轴是汽车差速器的一个关键零件，而十字轴轴颈的加工更是零件加工的关键。

中国专利zl2017110854666公开了一种十字轴端面全自动研磨机床，包括加工机箱、机械手上料装置、换向装置、送料装置、翻转上料装置和下料装置，机械手上料装置上设有支撑横梁，所述支撑横梁的一侧设有行走导轨，行走导轨的上活动安装有第一行走座，所述第一行走座上安装有两个机械手组件，加工机箱、下料装置分别位于机械手上料装置的两侧，加工机箱内对称设有车刀组件，加工机箱的下方设有纵向导轨，换向装置活动安装在纵向导轨上，换向装置内设有旋转机构，送料装置的一端设有翻转上料装置，所述上料装置与机械手组件相配合，通过换向机构机构能够实现十字轴的转动换向，一次定位。上述专利主要是对十字轴的四个端面进行加工，并不能实现对十字轴轴颈的加工。另外，上述专利中，直接将换向装置作为加工夹具，工件在进行端面加工时，对工件会产生巨大的作用力，作用力通过换向装置传导给旋转机构，容易造成旋转机构损坏，缩短旋转机构的使用寿命。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服上述不足，提供一种自动化高，省时省力的差速器十字轴轴颈自动磨床。

为实现上述目的，本发明的技术解决方案是：差速器十字轴轴颈自动磨床，包括工作台和控制系统，工作台设有送料机构、出料机构、旋转机构、大梁、机械臂组件、夹具机构和磨削机构，上述各个机构都与控制系统电连接；送料机构、出料机构、旋转机构都设于磨削机构的一侧；大梁由工作台的第一支架支撑，横跨于送料机构、出料机构、旋转机构和夹具机构的上方；机械臂组件可水平位移地安装于大梁；磨削机构包括前磨盘组和后磨盘组，夹具机构位于前磨盘组和后磨盘组之间；前磨盘组固定于工作台的前端，后磨盘组滑轨连接于工作台的后端；前、后磨盘组都包括有两个并排的砂轮构成，同一磨盘组的两个砂轮之间留有间隙，该间隙的宽度大于十字轴的轴颈直径。

送料机构用于将十字轴逐一送至大梁正下方。

机械臂组件沿大梁位移至送料机构、夹具机构、旋转机构、出料机构，实施抓取或放置十字轴，

旋转机构用于将十字轴进行90°旋转，使原与大梁平行的两个颈轴将变成与大梁垂直，原与大梁垂直的两个颈轴将变成与大梁平行。

夹具机构用于可旋转地夹紧十字轴，夹具机构中间具有通道，该通道供十字轴的另外两个颈轴穿过。

优选的，夹具机构包括隔着通道相对设置的第一定位座和第二定位座；第一定位座和第二定位座的上表面都设有与颈轴匹配的弧形的凹槽，凹槽的弦长小于轴颈的直径；第一定位座设有于凹槽位移的定位块，定位块的一端连接有导杆，导杆滑套于第一定位座的导向槽，第一定位座和定位块之间安装有弹簧；定位块靠近第二定位座的一面呈弧面，该弧面由上至下逐渐靠近第二定位座。

优选的，进料机构包括固定架和移动架；固定架包括两块并列的挡板、两块并列的限位板和两个第二支架，两块挡板分别固定于两个第二支架顶部，两块限位板则分别固定于两块挡板的内侧；移动架包括两块活动板、连接架、两根导向杆和两块支撑柱，两块活动板分别可上下位移地设于两块限位板的内侧，两块活动板之间通过连接架连接，导向杆和支撑柱固定于连接架；进料机构还包括有上板、下板、位移气缸和顶起气缸；支架和位移气缸的缸体固定于下板，上板通过滑轨连接于下板，位移气缸的活塞杆与上板固定连接；顶起气缸的缸体安装于上板，两个导向杆滑动穿套于上板的两端；上板滑轨连接有两个滑座，两个滑座通过连杆连接，顶起气缸的活塞杆与其中一个滑座固定连接；滑座设有倾斜的导向面，两个支撑柱分别于两个滑座的导向面滑动从而使移动架上下位移；限位板和活动板都均匀设有弧形的限位槽，限位板较挡板向大梁方向延伸，挡板的延伸部分至少有一个限位槽；在限位板外延的一侧还设有第一红外传感器。

优选的，旋转机构包括上座、下座、旋转气缸、上升气缸、和第二红外传感，上座通过旋转气缸连接于下座，旋转气缸驱动上座水平旋转；上座包括呈十字交叉的上连接板和下连接板；下连接板的顶面安装有支撑板，上升气缸的缸体安装于支撑板，上升气缸的活塞杆与上连接板固定连接；下连接板的两端设有相对设置的第一、二支板，上连接板的两端设有相对设置的第三、四支板；四个支板的顶端都开有v槽，第一、二支板的v槽两侧都安装有滚轮，第一支板还安装有驱动轮及驱动其转动的转动电机，驱动轮与第一支板的两个滚轮都相切；上升气缸将上连接板顶起至最高位时，四个支板齐平；第二红外传感器正对第三支板，用于检测十字轴是否水平。

优选的，第一、二支板滑轨连接于下连接板并用螺栓锁定；第三、四支板滑轨连接于上连接板并用螺栓锁定。

优选的，大梁设有行走座、及驱动行走座于大梁水平位移的位移电机；行走座安装有两个机械臂组件；机械臂组件包括升降气缸、夹紧气缸、升降架、以及第一卡爪和第二卡爪；升降气缸的缸体安装于行走座，其活塞杆与升降架连接，升降架的导向柱竖直穿过行走座的导向套；第一卡爪和第二卡爪都滑轨连接于升降架的底部，夹紧气缸安装于升降架并用于控制第一卡爪和第二卡爪水平位移。

优选的，第一卡爪底部设有对称的两块限位块，两块限位块的对应面呈倾斜设置；第二卡爪设有定位柱。

优选的，出料机构包括支座和安装于支座的传动链条。

优选的，工作台还设有冷却机构，大梁还延伸至冷却机构的正上方。

优选的，工作台旁边设置固液分离设备，冷却机构通过管道连接至固液分离设备。

通过采用上述的技术方案，本发明的有益效果是：本发明设置有送料机构、出料机构、旋转机构、大梁、机械臂组件、夹具机构和磨削机构，通过机械臂组件带动十字轴于多个机构流转，保证工件流水式加工，自动化程度高，人工成本低，有利于企业有效控制生产成本，提高企业竞争力。本发明的夹具机构弹性施力于十字轴轴颈的两个端面，对其圆周侧面不实施限制使其可自由旋转，磨削机构的四个砂轮分列于这两个轴颈的前后侧，从而同步完成对两个轴颈的360°磨削修整，结构布置合理，工作效率高。本发明还增加有旋转机构，可将十字轴进行90°旋转，实现对十字轴的换向，从而一次性完成对十字轴四个轴颈的磨削修整，大大提高了工作效率。

附图说明

图1为本发明的结构立体图；

图2为进料机构的结构示意图；

图3为进料机构的局部示意图；

图4为旋转机构的结构示意图；

图5夹具机构的结构示意图；

图6为第一定位座的剖视图；

图7为机械臂组件的结构示意图；

图8为出料机构的结构示意图；

图9为冷却机构的结构示意图；

主要附图标记说明：(1、工作台；11、第一支架；12、大梁；20、第一红外传感器；21、挡块；22、限位板；23、第二支架；24、活动板；241、连接架；242、导向杆；243、支撑柱；251、上板；252、下板；26、位移气缸；27、顶起气缸；28滑座；29、限位槽；31、上座；311、上连接板；312、支撑板；313、下连接板；32、下座；33、旋转气缸；34、上升气缸；351、第一支板；352、第二支板；353、第三支板；354、第四支板；36、滚轮；37、驱动轮；38、转动电机；39、第二红外传感器；41、前磨盘组；42、后磨盘组；51、第一定位座；52、第二定位座；53、通道；54、凹槽；55、定位块；56、导杆；57、导向槽；58、弹簧；61、行走座；62、位移电机；63、升降气缸；64、夹紧气缸；65、升降架；66、第一卡爪；67、第二卡爪；68、导向柱；69、导向套；71、支座；72、传动链条；81、水槽；82、喷淋头；83、固液分离设备)。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例来进一步说明本发明。

需要注意的是，本发明中所提及的方向术语，如：上、下、前、后、左、右、顶、底、内、外等，是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

如图1所示，差速器十字轴轴颈自动磨床，包括工作台1、送料机构、出料机构、旋转机构、大梁、机械臂组件、夹具机构、磨削机构、冷却机构以及与上述各个机构都与控制系统电连接。磨削机构安装于工作台1的中部；送料机构、出料机构、旋转机构也安装于工作台1但位于磨削机构的一侧；冷却机构安装于工作台1，位于磨削机构的另外一侧，夹具机构安装于磨削机构中；控制系统包括电柜箱、操作面板、显示屏等，可以设置与工作台，也可以安装于控制柜，其通过导线与各个机构电连接。工作台1安装有第一支架11，大梁12安装于第一支架11的顶部从而横跨送料机构、出料机构、旋转机构、夹具机构和冷却机构。机械臂组件可水平位移地安装于大梁12。

如图2和3所示，进料机构包括固定架和移动架。固定架主要由两块并列的挡块21、两块并列的限位板22和两个第二支架23构成。第二支架23开有长条孔，通过螺栓可调节地锁定于工作台1或工作台1上方下板252。挡板21则通过铆钉或螺钉等方式固定于第二支架23的顶端，挡板21之间的间隙大于十字轴的最大宽度，从而防止十字轴由侧面掉落；限位板22通过铆钉或螺钉等方式固定于挡板21的内侧(内是指位于两块挡板21之间的一侧)，两块限位板22之间的间隙小于十字轴最大宽度，用于支撑十字轴；限位板22设有弧形的限位槽29，弧形的直径与十字轴匹配；限位板22较挡板21向大梁12方向延伸，延伸的部分具有至少一个限位槽29，从而保证每次有一个十字轴露于挡板21外，方便机械臂组件夹取。

如图2和3所示，移动架主要由两块活动板24、及将两块活动板24连接在一起的连接架241构成。其中，两块活动板24分别可上下位移地设于两块限位板22的内侧，活动板22设有弧形的限位槽29，弧形的直径与十字轴匹配，常态下，活动板24较限位板22低。连接架241还安装有竖直向下的两根导向杆242和两根支撑柱243。移动架下方安装驱使其上下位移的机构，该机构包括上板251、下板252、位移气缸26、顶起气缸27和两块滑座28。上板251和下板252为板状结构，都设置有轨道结构(未示出)。下板252通过螺栓等方式固定于工作台1。上板251设有滑槽(未示出)，上板251通过滑轨连接于下板252。位移气缸26的缸体固定于下板252，其活塞杆与上板251固定连接，从而控制上板251的水平位移，两根导向杆242滑动穿套于上板251的两端。两个滑座28具有滑槽(未示出)，通过滑轨连接于上板251，且两个滑座28之间通过连杆(未示出)连接在一起。滑座28上表面具有倾斜的导向门面，两个支撑柱243分别于两个滑座28的导向面滑动从而使移动架上下位移。顶起气缸27的缸体固定于上板251，其活塞杆与其中一个滑座28固定连接。

进料机构的工作：通过人工将十字轴架设于两限位板22之间。1、顶起气缸27控制滑座28位移，在滑座28的导向面作用下，支撑柱243被顶起，活动板24随之上升直至十字轴的底端高于限位板22的顶端。2、位移气缸26伸张，控制上板251向大梁12方向位移，位移直至十字轴位于前一限位槽29的正上方。3、顶起气缸27向下收缩，活动板24下位移至限位板22的下方。4、位移气缸26收缩，活动板24回复原位。5、不断重复上述步骤1-4，直至限位板22最前端有一个十字轴。工作期间，人工可以不断增加限位板22。为保证设备运行的准确性，限位板22外延的一侧还设有第一红外传感器20，用于检测限位板22的前端是否有十字轴。

如图4所示，旋转机构用于将十字轴进行90°旋转，使原与大梁12平行的两个颈轴将变成与大梁12垂直，原与大梁12垂直的两个颈轴将变成与大梁12平行。旋转机构包括上座31、下座32、旋转气缸33、上升气缸34、和第二红外传感4。上座31通过旋转气缸33连接于下座32，从而使上座31能相对下座32进行90°正反旋转或360°旋转。旋转气缸33采用回转气缸，由导气头、缸体、活塞及活塞杆组成。回转气缸工作时，外力带动缸体、缸盖及导气头回转，而活塞及活塞杆只能作往复的直线运动，并且导气头体外接管路，固定不动。下座32由若干型材拼装而成。上座31包括上连接板311、支撑板312和下连接板313。支撑板312通过螺栓等方式固定于下连接板313，上连接板311可上下位移活动安装于支撑板312，上连接板311和下连接板313呈十字交叉设置，支撑板312和上连接板311平行设置。上升气缸34的缸体固定于支撑板312，其活塞杆与上连接板311固定连接，两者之间还具有相应的导向装置，在此不作进一步赘述。下连接板313的两端设有相对设置的第一支板351和第二支板352，上连接板311设置有相对设置的第三支板353和第四支板354。四个支板(351、352、353、354)的顶端都开有v槽，用于容纳十字轴的轴颈。第一、二支板(351、352)的v槽两侧都安装有滚轮36，这些滚轮36与十字轴的轴颈相切，当滚轮36转动时，十字轴将转动直至水平。第一支板351还安装有驱动轮37及驱动其转动的转动电机38，转动电机38位于两个滚轮36下方并与都与两个滚轮36相切。第二红外传感器39正对应第三支板352，用于检测十字轴是否水平。为适应多种规格十字轴的使用，第一、二支板(351、352)滑轨连接于下连接板313并用螺栓锁定；第三、四支板(353、354)滑轨连接于上连接311板并用螺栓锁定。

旋转机构的工作：初始状态，第一支板351和第二支板352位于大梁12正下方，第三、四支板(353、354)较第一、二支板(351、352)低(避免其十字轴的纵向旋转)。机械臂组件将十字轴置于第一、二支板(351、352)之间；转动电机38驱动滚轮36旋转，从而使十字轴于垂直面旋转直至水平，十字轴是否水平通过第二红外传感器39检测；上升气缸34伸张，使上连接板311上升，第三、四支板(353、354)和第一、二支板(351、352)齐平；旋转气缸33带动上座31旋转；然后机械臂组件取走十字轴；最后旋转机构回复原始状态。

如图1所示，磨削机构包括前磨盘组41和后磨盘组42。前、后磨盘组(41、42)都包括有两个并排的砂轮构成。同一磨盘组的两个砂轮共用同一陶瓷主轴(未示出)，该主轴由电机伺服电机(未示出)驱动旋转，并且两个个砂轮之间留有间隙，该间隙的宽度大于十字轴的轴颈直径。前磨盘组41固定于工作台1的前端。后磨盘组42滑轨连接于工作台1的后端，后磨盘组还有驱动行走的电机和相关涡轮结构，这些结构为现有技术，在这里不作进一步赘述。

如图1所示，夹具机构位于前磨盘组41和后磨盘组之间42，夹具机构可以随后磨盘组42一起位移，也可以独立固定于工作台1。如图5和6所示，夹具机构包括隔着通道相对设置的第一定位座51和第二定位座52，通道53能供十字轴的颈轴穿过。第一定位座51和第二定位座52的上表面都设有与颈轴匹配的弧形的凹槽54，使十字轴于凹槽54内旋转；凹槽54的弦长小于轴颈的直径，从而保证轴颈的端部向前或向后露出，方便砂轮实施修整而不碰撞到定位座。第一定位座51设有于凹槽54位移的定位块55，定位块55的一端连接有导杆56，导杆56滑套于第一定位座51的导向槽57，第一定位座51和定位块55之间安装有弹簧58。定位块55靠近第二定位座52的一面呈弧面，该弧面由上至下逐渐靠近第二定位座52。机械臂组件放置十字轴时，其向下位移后、作用于定位块55的弧面，使定位块55逐渐远离第二定位座52；机械臂组件的卡爪松开，十字轴自由掉落架于第一定位座51和第二定位座52；机械臂组件向上位移后，定位块55在弹簧58作用下，向第二定位座52靠近从而夹紧十字轴。机械臂组件抓取十字轴时，其先向下位移后并作用于定位块55的弧面，使定位块55逐渐远离第二定位座52，机械臂组件的卡爪接触十字轴的两个端面并夹紧十字轴，机械臂组件向上位移取走十字轴，定位块55在弹簧58作用下回复原位。

如图7所示，大梁12设有行走座61、及驱动行走座61于大梁水平位移的位移电机62，这里结构采用现有技术，不作进一步赘述。行走座61安装有两个机械臂组件。机械臂组件包括升降气缸63、夹紧气缸64、升降架65、以及第一卡爪66和第二卡爪67。升降气缸63的缸体安装于行走座61，其活塞杆与升降架65连接，升降架65还设有的导向柱68，导向柱67竖直穿过行走座61的导向套69。第一卡爪66和第二卡爪67都滑轨连接于升降架65的底部，夹紧气缸64安装于升降架65并用于控制第一卡爪66和第二卡爪67水平位移，实施夹紧或松开。第一卡爪66底部设有对称的两块限位块661，两块限位块661的对应面呈倾斜设置。第二卡爪67设有定位柱671，定位柱671可以伸入十字轴端面的凹点，进一步保证抓取十字轴的可靠性。

如图8所示，出料机构包括支座71和安装于支座71的传动链条72，直接将十字轴架于两条传动链条72即可。

如图9所示，冷却机构包括水槽81和喷淋头82。工作台1旁边设置固液分离设备83，水槽81通过管道连接至固液分离设备83，减少环境污染。

本发明的工作流程：人工将十字轴置于进料机构；进料机构将其中一个十字轴至最前端的限位槽29；机械臂组件位移至进料机构，抓取最前端的十字轴；机械臂组件将十字轴带至并置于夹具机构内；前、后磨盘组(41、42)的四个砂轮其中两个颈轴实施磨削，由于前后砂轮不断旋转且后磨盘组不断向前位移，磨削过程中，颈轴将于垂直面进行不断360°旋转，使得颈轴的圆周侧面都实施加工；机械臂组件将十字轴位移至冷却机构进行冷却；冷却后，机械臂组件将十字轴位移至旋转机构，旋转机构将十字轴进行90°旋转；机械组件再次将十字轴位移至磨削机构，对另外两个十字轴实施磨削；机械臂组件将十字轴位移至冷却机构进行冷却；最后机械臂组件将十字轴位移至出料机构。在上述过程中，两组机械臂组件可以交替轮流工作，以最大限度提高工作效率为准。

以上所述的，仅为本发明的较佳实施例而已，不能限定本发明实施的范围，凡是依本发明申请专利范围所作的均等变化与装饰，皆应仍属于本发明涵盖的范围内。