专利名称：轴承套圈冷辗——车联合加工装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及轴承套圈加工设备，具体是自动化生产的轴承套圈冷辗——车联合加工装置。
背景技术：
轴承套圈(包括轴承外环和内环)是轴承的重要零件，其产品特点是加工精度要求高，工序长，为规模化大批量生产。传统的轴承套圈加工材料是用轴承钢管或锻件，用专用车床和磨床组成流水线进行生产。这种加工方式有许多不足之处工艺路线长，容易出现装夹误差，很难控制产品精度；需要大量的设备来完成套圈的加工；加工过程产生大量铁屑，材料利用率低；加工时轴承沟道处的流线被切断，会影响轴承使用寿命。
另一种采用精密冷辗技术生产轴承套圈，是一种新的生产技术。它使用冷辗环机进行精密辗扩，轴承套圈的内孔、外圆柱、沟道、装配倒角和工艺倒角一次辗压成型，材料利用率和生产效率得到提高，同时金属材料在冷辗过程中，晶粒被细化，组织致密，轴承套圈的综合机械性能得到提高。由于冷辗是采用模具的轧制过程，因此套圈端面是不平整的，存在一定的脱模斜度和毛刺，必须对两个端面精加工；对套圈不平整端面用双端面磨床加工，或使用车床加工，使用车床加工是以一个端面定位加工出基准面后，再用车床或磨床完成套圈另一端面的精加工。这种加工方法容易导致套圈两个端面平行度超出公差、沟道对端面的对称度和平行度超出公差。若采用减小模具脱模角，能改善冷辗套圈端面质量，但是模具上容易出现粘连现象，导致模具寿命下降；而且冷辗是一个压力加工的过程，会因原材料硬度和组织的缺陷，影响套圈的几何精度和形位精度。这些工件如混入半成品中，会对套圈的精磨及产品成品合格率产生影响。
其次传统的冷辗套圈的生产是冷辗扩和端面分开加工，工艺路线较长，占用设备多，套圈流转过程容易出现混料、磕碰伤；而套圈沟道的精度控制是最突出的问题，也是制约精密冷辗技术推广的技术难点。
实用新型内容为克服上述技术的不足，本实用新型目的是提供一种能缩短轴承套圈的加工工序，提高生产效率，提供高精度冷辗的轴承套圈；满足轴承大批量自动化生产要求，并提高材料利用率和产品品质的轴承套圈冷辗——车联合加工装置。
为实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案它是由理料机、提升机B、冷辗环机、集料机、检测机、三点自定心夹具、双端面加工机床、排料机和输送料道A、B、C、传感器、PLC(可编程序控制器)组成。其特征在于理料机与输送料道A连接，在输送料道A上有传感器，输送料道A出口正对冷辗环机，冷辗环机加工后的工件经输送料道B进入集料机，集料机与提升机B连接，提升机B的另一端是输送料道C，在输送料道C上有检测机，根据检测数据修正冷辗环机的尺寸控制，并自动分离出不合格半成品套圈，输送料道C另一端正对三点自定心夹具，把半成品套圈送入夹紧，三点定心夹具装于双端面加工机床的主轴中，由双端面加工机床加工，加工后的工件进入排料机，由排料机集料。传感器、理料机、输送料道、冷辗环机、集料机、检测机、双端面加工机床、三点自定心夹具、排料机均与可编程序控制器PLC连接。
所述的理料机与冷辗环机之间除了输送料道A外，还有输送料道B和提升机A，所述的传感器是传感器A、传感器B，理料机与输送料道A的一端连接，上面有传感器A，输送料道A的另一端是提升机A的一端，提升机A的另一端是输送料道B的一端，在输送料道B上有传感器B，输送料道B另一端正对冷辗环机。
所述的集料机是由推料油缸、集料机油箱、水平料道、油泵构成，推料油缸与水平料道连接，水平料道是置放半成品套圈，半成品套圈上的切削润滑冷却油经水平料道的筛网流入集料机油箱，油泵与集料机油箱连接并与冷辗环机连接。
所述的三点自定心夹具是由拉杆、夹具体、径向柱轴、钢球构成，夹具体装在双端面加工机床的主轴上，拉杆伸入夹具体的轴向孔中，在夹具体有三个沿径向等分的柱孔，柱孔内有径向柱轴，径向柱轴的一端是钢球，径向柱轴的另一端与拉杆的一端紧贴，钢球能伸入到半成品套圈构道内。所述的钢球是硬质合金钢球。
所述的双端面加工机床上还有定位卸料部件，它由定位卸料油缸和定位卸料杆构成，定位卸料油缸与可编程序控制器PLC连接，定位卸料油缸上有定位卸料杆，并置于三点自定心夹具一侧。
由于采用以上技术方案，本实用新型的有益效果是1、联合加工装置由设置在冷辗环机上的可编程序控制器PLC实现集成控制，在各个工位间工件自动输送和收集，生产、检测过程实现自动化。
2、生产流程短、效率高，套圈的全部几何尺寸内、外径，高度，装配倒角，工艺倒角等只要一台冷辗环机和一台双端面加工机床完成精加工。
3、设置有自动检测机，实现加工后检测，有效控制加工精度。自动分选不合格品，避免了不合格品混入。
4、三点自定心夹具的使用实现了套圈两个端面的同时加工，提高生产效率，减少了设备数量。同时由于采用套圈沟道作为定位基准，套圈沟道对端面的对称度和平行度得到准确控制，可以适当加大冷辗模具脱模角，减少工件粘连，延长模具使用寿命，降低模具调试难度。
5、套圈在联合加工装置各工位间通过输送料道流转，不落地，不会产生挤压和撞击，避免出现磕碰伤。只产生少量的切屑，切削润滑冷却油通过回收装置回收，有利于环保。
6、联合加工装置内的各种设备，均可快捷实现联系，并根据生产线现场条件，方便的进行调整和重新组合，占地面积小，输送料道架空，方便人员接近。
图1是本实用新型主视结构示意图。
图2是本实用新型的集料机结构示意图。
图3是本实用新型的三点自定心夹具结构示意图。
图4是PLC的控制系统框图。
图的符号及其说明1是理料机，2是输送料道A，3是提升机A，4是冷辗环机，5是输送料道B，6是集料机，7是提升机B，8是双端面加工机床，9是三点自定心夹具，10是排料机，11是检测机，12是输送料道C，13是输送料道D，14是传感器B，15是传感器A，16是半成品套圈，17是主轴，18是刀夹，19是定位卸料杆，20是定位卸料油缸，61是推料油缸，62是集料机油箱，63是油泵，64是水平料道，91是拉杆，92是夹具体，93是径向柱孔，94是径向柱轴，95是硬质合金钢球，96是杆头，97是柱轴头。
具体实施方式
以下结合附图阐述本实用新型实施例。它是由输送待加工套圈毛坯的理料机1，用于辗扩毛坯套圈的冷辗环机4，用于夹紧半成品套圈16的三点自定心夹具9，加工此工件两个端面的双端面加工机床8，用于中转和输送待加工或制成套圈的提升机A3、B7和输送料道A2、B5、C12、D13，用于工件的收集、排列并回收切削润滑冷却油的集料机6，用于检验完成半成品套圈16加工成为成品的检测机11，用于排列和堆放成品轴承套圈的排料机10，装于输送料道A2的传感器A15，装于输送料道D13的传感器B14组成。整个装置的各部件依次动作由设置在冷辗环机4上的可编程序控制器PLC控制。
理料机1与输送料道A2的一端连接，输送料道A2上有传感器A15，另一端与提升机A3连接，提升机A3另一端是输送料道D13，在输送料道D13上有传感器B14，其另一端正对冷辗环机4，输送料道B5一端在冷辗环机4上，另一端在集料机6，集料机6与提升机B7连接，提升机B7另一端是输送料道C12，在输送料道C12上有检测机11，其另一端正对双端面加工机床8，在双端面加工机床8中有三点自定心夹具9，双端面加工机床8又与排料机10连接。所述集料机6是由推料油缸61、水平料道64、油泵63、集料机油箱62构成，集料机6设置在冷辗环机4的出口，辗扩后的半成品套圈16靠自重落入集料机6后，推料油缸61把半成品套圈16推倒，并进入水平料道64，水平料道64上有筛网，加工套圈的切削润滑冷却油进入集料机油箱62，集料机油箱62与油泵63连接，油泵63出油口与冷辗环机4连接，当集料机油箱62中的切削润滑冷却油达到一定高度时，油泵63自动把此油送入冷辗环机4。所述三点自定心夹具9是由拉杆91、夹具体92、径向柱轴94、硬质合金钢球95构成，拉杆91一端有杆头96，径向柱轴94一端是硬质合金钢球95，另一端是柱轴头97，夹具体92装在双端面加工机床8的主轴17上，拉杆91在夹具体92的轴向孔中，在夹具体92上有三个径向柱孔93，内是径向柱轴94，柱轴头97紧贴拉杆91的一端杆头96。
使用时，冷辗环机4上的PLC的控制器发出工作指令后，理料机1开始旋转，堆放在理料机1料仓中的毛坯套圈在离心力作用下，被依次推入输送料道A2，靠自重滚入提升机A3，举升到设定高度后，从输送料道D滚入冷辗环机4，当传感器B14检测到毛坯套圈后，冷辗环机4开始动作；当传感器A15检测到毛坯套圈停留时，理料机1将暂停，以控制输送料道A2中毛坯套圈的数量，毛坯套圈进入冷辗环机4的工作区后，在模具的轧制下，毛坯套圈的内径、外径、沟道、倒角等一次成型。冷辗扩后的半成品套圈16送入集料机6，在推料油缸61的作用下，立着的半成品套圈16被推倒平放，半成品套圈16沿水平料道64依次前进，同时附着在半成品套圈16上的切削润滑冷却油通过筛网收集流入集料机油箱62，在液面达到一定高度时，油泵63工作，把切削润滑冷却油送回冷辗环机4，这样既减少浪费，又避免对环境污染。上述水平料道64中的半成品套圈16被推到尽头时翻转成直立状态，依靠自重滚入提升机B7的底部，然后被提升到提升机B7的上部，后进入输送料道C12，并经过检测机11，由检测机11测量半成品套圈16的外径、内径，把测量结果反馈给PLC，控制冷辗环机4的工作，修正加工工件的尺寸，把尺寸超差的工件分选出去，合格的半成品套圈16送入双端面加工机床8，与三点自定心夹具9平行设置的定位卸料油缸20退到后位，半成品套圈16送入夹具体92，由定位卸料油缸20的定位卸料杆19粗定位，随后拉杆91推出，推动三个径向柱轴94同步向外扩张，使其头部的硬质合金钢球95与半成品套圈16的沟道全部吻合并涨紧。主轴17带动半成品套圈16旋转，安装两把刀具的刀夹18径向进给，同时加工两个端面，由于两个端面是在一次装夹中加工，因此平行度好，加工定位基准为套圈的沟道，故沟道对端面的形位公差得到精确控制。套圈端面加工完成后，拉杆91退回，定位卸料油缸20上的定位卸料杆19把套圈卸入料道后，随即复位，准备下一个工作循环。套圈沿料道进入排料机10，按适当的长度堆放，当累积到一个包装容器的数量时，由人工或自动放入包装容器内。
权利要求1.一种由理料机(1)、提升机B(7)、冷辗环机(4)、集料机(6)、检测机(11)、三点自定心夹具(9)、双端面加工机床(8)、排料机(10)和输送料道A(2)、B(5)、C(12)、传感器、可编程序控制器PLC组成的轴承套圈冷辗——车联合加工装置；其特征在于理料机(1)与输送料道A(2)连接，在输送料道A(2)上有传感器，输送料道A(2)出口正对冷辗环机(4)，冷辗环机加工后的工件经输送料道B(5)进入集料机(6)，集料机(6)与提升机B(7)连接，提升机B(7)的另一端是输送料道C(12)，在输送料道C(12)上有检测机(11)，输送料道C(12)另一端正对三点自定心夹具(9)，把半成品套圈(16)送入夹紧，三点定心夹具(9)装于双端面加工机床(8)的主轴(17)中，由双端面加工机床(8)加工，加工后的工件进入排料机(10)，由排料机(10)集料，传感器、理料机(1)、输送料道、冷辗环机(4)、集料机(6)、检测机(11)、双端面加工机床(8)、三点自定心夹具(9)、排料机(10)均与可编程序控制器PLC连接。
2.根据权利要求1所述的轴承套圈冷辗——车联合加工装置，其特征在于所述的理料机(1)与冷辗环机(4)之间除了输送料道A(2)外，还有输送料道D(13)和提升机A(3)，所述的传感器是传感器A(15)、传感器B(14)，理料机(1)与输送料道A(2)的一端连接，上面有传感器A(15)，输送料道A(2)的另一端是提升机A(3)的一端，提升机A(3)的另一端是输送料道D(13)的一端，在输送料道D(13)上有传感器B(14)，输送料道D(13)另一端正对冷辗环机(4)。
3.根据权利要求1所述的轴承套圈冷辗——车联合加工装置，其特征在于所述的集料机(6)是由推料油缸(61)、集料机油箱(62)、水平料道(64)、油泵(63)构成，推料油缸(61)与水平料道(64)连接，水平料道(64)是置放半成品套圈(16)，半成品套圈(16)上的切削润滑冷却油经水平料道(64)的筛网流入集料机油箱(62)，油泵(63)与集料机油箱(62)连接并与冷辗环机(4)连接。
4.根据权利要求1所述的轴承套圈冷辗——车联合加工装置，其特征在于所述的三点自定心夹具(9)是由拉杆(91)、夹具体(92)、径向柱轴(94)、钢球构成，夹具体(92)装在双端面加工机床(8)的主轴上，拉杆(91)伸入夹具体(92)的轴向孔中，在夹具体(92)有三个沿径向等分的径向柱孔(93)，径向柱孔(93)内有径向柱轴(94)，径向柱轴(94)的一端是钢球，径向柱轴(94)的另一端与拉杆(91)的一端紧贴，钢球能伸入到半成品套圈(16)构道内。
5.根据权利要求4所述的轴承套圈冷辗——车联合加工装置，其特征在于所述的钢球是硬质合金钢球(95)。
6.根据权利要求1所述的轴承套圈冷辗——车联合加工装置，其特征在于所述的双端面加工机床(8)上还有定位卸料部件，它由定位卸料油缸(20)和定位卸料杆(19)构成，定位卸料油缸(20)与可编程序控制器PLC连接，定位卸料油缸(20)上有定位卸料杆(19)，并置于三点自定心夹具(9)一侧。
专利摘要本实用新型涉及轴承套圈冷辗——车联合加工装置，由理料机、提升机B、冷辗环机、集料机、检测机、三点自定心夹具、双端面加工机床、排料机和输送料道A、B、C、传感器、PLC组成。理料机与输送料道A连接，在输送料道A上有传感器，输送料道A出口正对冷辗环机，冷辗环机加工后的工件经输送料道B进入集料机，集料机与提升机B连接，提升机B的另一端是输送料道C，在输送料道C上有检测机，输送料道C另一端正对三点自定心夹具，并置于双端面加工机床一侧，该机床加工后的工件进入排料机，并集料。上述各机均与PLC连接。它具有自动化程序高、占地面积小、加工精度高、生产效率高，适合大批量生产的特点。
文档编号B23P23/02GK2794726SQ20052001278
公开日2006年7月12日 申请日期2005年6月24日 优先权日2005年6月24日
发明者金凯岷, 刘岷 申请人:宁波雄狮机械制造有限公司