一种轴承强化研磨机的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种机械加工设备，具体涉及一种轴承强化研磨机。
【背景技术】
[0002]轴承是广泛应用于现代机械设备的重要基础零件，在机械行业中被称为机械的关节，其主要作用是支撑设备旋转轴、减小设备工作中的摩擦、保证旋转精度，实现设备平稳安全地工作。因此，轴承的寿命、精度和可靠性决定着设备的性能和寿命。如汽车的前后轴的噪声与振动，轴承的质量起到决定性的作用；在航天航空领域里，若轴承发生故障，更会引发严重的事故，造成不可估计的损失；在精密测量仪表中，轴承直接影响测量的准确性。
[0003]轴承一般需要经过切削、磨削加工才能生产出来，而在磨削加工的过程中，由于磨削热而不可避免要在表面产生变质层，可使轴承表面层硬度下降，而且是拉应力层，易产生疲劳裂纹，从而降低轴承的疲劳寿命和可靠性；在一般硬切削中，机械加工表面也会出现残余拉应力而且也难于主动控制；在采用液氮作为冷却介质的强冷切削中，其效果依然不够理想，且加工成本也较高；而在采用预应力硬切削方法加工中，虽然这种加工方法可以使机械加工表面产生残余压应力，但是这种基于机械零部件施加预应力进行切削加工的方法，有如下几个问题难以解决:(I)特殊形状及尺寸的工件难以进行预应力切削加工；(2)预应力的施加将使机加工件产生较大的弹塑性变形，难以提高加工精度和表面质量。
[0004]为了改善切削加工生产的残余拉应力，提高机械零部件的疲劳寿命，目前广泛使用的表面强化技术主要有:表面覆层、表面改性和表面机械化。然而，这些方法均存在涂层与基体结合力差，工艺尚不成熟，成本昂贵等不足，表面机械化工艺还存在使表面层产生过冷作硬化而变脆，反而降低疲劳寿命。在诸如精密器械、医疗设备等工业中对表面粗糙度又有较高要求时，表面强化后的机械零部件还需要增加一道重要的表面研磨工序，甚至是需要有经验的工程师进行手动研磨，不仅加工能力差，劳动强度大，而且不易实现自动化，效率低，加工品质难以保证。
[0005]申请公布号为CN 101972980A的发明专利申请公开了“一种机械表面自动强化研磨加工设备”，该设备能够对回转体金属工件表面进行强化研磨加工，实现了加工的自动化，不仅提高了加工效率，保证了加工品质，而且降低了劳动强度和人力成本。上述机械表面自动强化研磨加工设备包括“机架，及设置在机架上的用于自动传输工件的上料装置，及与上料装置相连的用于自动装夹工件和驱动工件同步旋转的主轴驱动装置，及设置在主轴驱动装置上侧的用于把强化研磨料喷射到旋转工件表面上的高压喷射装置，及设置在主轴驱动装置旁边的用于自动把加工后的工件装入成品存放箱的下料装置，及设置在主轴驱动装置下方的强化研磨料回收装置”。其中，所述“上料装置，它包括用于排列工件的振动盘，及与振动盘相连的用于传输工件的传输机构，及与传输机构相连的用于转换工件角度的旋转机构，及设置在旋转机构一端的用于把工件推到装夹位置的推料机构”。上述上料装置存在部件多、结构复杂、控制难度大等不足，每个工件在上料过程中需要经过复杂的传送过程，使得设备的设计、制造成本较高、可靠性不高。
【发明内容】
[0006]本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种轴承强化研磨机，该轴承强化研磨机中的上料机构具有结构简单、控制方便、制造成本低等优点，并且能够保证每次输送一个工件，可靠性好。
[0007]本发明解决上述技术问题的技术方案是:
[0008]一种轴承强化研磨机，包括机架、设在机架上用于装夹轴承的电磁无心夹具、设在机架上的上下料机构、设在机架上用于把研磨料喷射到加工轴承表面上的研磨料喷射装置以及控制单元，其中，所述电磁无心夹具上连接有伺服电机，所述电磁无心夹具的下方设有两个用于定位工件的支承座；
[0009]所述上下料机构包括上料机构和下料机构，其中，所述上料机构包括进料通道和设在进料通道上的两个电磁阀门，所述进料通道从上向下延伸至电磁无心夹具的上方，所述电磁阀门与控制单元连接；所述下料机构包括出料通道和电磁铁推料机构，所述出料通道的入口端位于电磁无心夹具的一侧，所述电磁铁推料机构位于电磁无心夹具的下侧，所述电磁铁推料机构与所述控制单元连接。
[0010]本发明的一个优选方案，其中，所述上料机构中:所述进料通道由向下倾斜的倾斜段和竖直向下的竖直段连接而成，两个电磁阀门沿竖向并列设置在竖直段上，分别为上电磁阀门和下电磁阀门，其中，所述上电磁阀门包括电磁铁以及设置在电磁铁的铁芯上的上阀体，所述上阀门为圆柱体(其好处在于:分离待加工轴承时，与轴承接触面积小，降低对轴承表面的损伤)；所述下电磁阀门包括电磁铁以及设置在电磁铁的铁芯上的下阀体，所述下阀体为平板(其好处在于:平板与轴承接触面积大，可以挡住下滑的待加工轴承，保持轴承垂直，与导轨侧板平行，有利于准确滑落至加工区域)。
[0011]所述上料机构中，通过设置进料通道的倾斜段，使得送入到该倾斜段中的工件能够自动地滑落到竖直段中；通过设置在竖直段上的两个电磁阀门，控制一次只输送一个工件，使得工件的加工有条不紊。
[0012]优选地，所述竖直段的下端的其中一个侧边上设有向下延伸至超过所述电磁无心夹具的进料挡板，用于对从竖直段中掉落的工件进行导向和限位，确保工件准确地落入到电磁无心夹具以及两个支承座处。
[0013]本发明的一个优选方案，其中，所述两个支承座互成120°设置，两个支承座所成夹角的顶点与工件装夹在电磁无心夹具中时的中心相重合；所述电磁铁推料机构设置在两个支承座之间。通过互成120°的两个支承座，使得工件落入到该支承座处时，能够准确并可靠地定位，以便准确地装夹到电磁无心夹具中。
[0014]本发明的一个优选方案，其中，所述下料机构中，所述出料通道倾斜设置，所述出料通道的入口端的其中一个侧边上设有延伸至所述进料挡板处的出料挡板，当电磁铁推料机构将加工完毕的工件推出时，所述出料挡板起到限位和导向的作用；所述出料通道上设有用于控制工件通过的电磁阀门。
[0015]本发明的一个优选方案，其中，所述研磨料喷射装置包括用于喷射研磨料的研磨料喷头和设在研磨料喷头旁边的用于喷射氮气的氮气喷头，所述研磨料喷头和氮气喷头固定在安装架上，所述安装架通过转动结构连接在机架上，所述机架上还设有用于驱动安装架绕着转动结构转动的凸轮电机。
[0016]上述研磨料喷射装置中，研磨料在高压气体的作用下由研磨料喷头喷射到工件表面，完成研磨料的喷射，而氮气则由氮气喷头喷到加工区域，实现工件的渗氮处理；所述凸轮电机驱动安装架绕转动结构转动，使得研磨料喷头和氮气喷头实现摆动喷射，让研磨料和氮气均匀地作用在工件表面。
[0017]本发明的一个优选方案，其中，所述电磁无心夹具的下方设有料斗，该料斗的下方连接有用于研磨料的回收和供给的储料罐，所述储料罐包括罐体，所述罐体的顶部设有用于输入研磨料的单向阀门，所述罐体的中部设有用于输入高压气体的进气管，所述罐体的底部设有文丘里管；其中，所述文丘里管的一端为用于输入高压气体的进气口，所述文丘里管的另一端为用于输出研磨料的出料口，所述文丘里管的中部与罐体的底部连接形成文丘里结构；所述进气管上设有用于分流高压气体的分流口，所述分流口通过管道与文丘里管的进气口连接。
[0018]上述储料罐的工作原理是:当进行研磨加工时，高压气体由进气管进入储罐体中，单向阀门在高压气体的作用下处于闭合状态，料斗中的研磨料不能进入罐体中；罐体中的研磨料在高压气体的作用下向下运动，由分流口分出的高压气体通入进气口，罐体下部的研磨料在高压气体和文丘里结构的作用下，进入到文丘里管中并从出料口中流出，被输送到研磨料喷头，完成研磨料的高压输出；当停止研磨加工时，进气管中停止输入高压气体，单向阀门打开，储存在料斗里的研磨料由出口流入储料罐，完成研磨料的循环利用。
[0019]本发明的一个优选方案，其中，所述机架上还设有用于补充研磨料的研磨料补充装置，该研磨料补充装置包括拌料箱以及设在拌料箱上的拌料机构，其中，所述拌料箱的上部的侧向设有研磨料补充口，所述拌料箱的底部设有研磨料排出口，所述研磨料排出口位于所述料斗的上方；所述拌料机构包括拌料电机、连接在拌料电机的主轴上的拌料杆以及设置在拌料杆上的拌料叶片，所述拌料杆从上向下伸入到拌料箱内。
[0020]设置上述研磨料补充装置的目的在于及时补充研磨料，其工作原理是:研磨料按一定的配比从研磨料补充口中加入到拌料箱内，所述拌料电机带动拌料杆以及拌料叶片转动，对研磨料进行均匀的搅拌，搅拌后的研磨料从研磨料排出口中流到料斗中。
[0021]本发明的一个优选方案，其中，所述氮气喷头通过软管与氮气机连接，通过氮气机向氮气喷头输送氮气，实现氮气的供应。
[0022]本发明的