专利名称：一种用于磨削轴承外圈内沟的上料定位机构的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种机加工设备，尤其是涉及一种数控磨床的辅助机构，其适用于磨削轴承外圈内沟时的上料和对工件的定位。
背景技术：
轴承外圈在热处理结束后需要磨内、夕卜圆和端面,最后在研磨内圆的沟道，由于轴承通常是大批量生产，因此，在研磨内圆沟道时，需要通过相应的机构实现自动上料。例如，在中国专利文献上公开的“一种轴承套圈磨床上料机”，授权公告号为CN102615558A，它，包括一个进料槽、一个之间连接有一个低位进料槽的提升装置和圆盘贮料装置；提升装置包括一台提升电机和与提升电机传动连接的传动链，传动链上具有若干个贮料槽；圆盘贮料装置包括一个上下贯通的圆筒，圆筒的下底面上具有一个与转动电机传动连接的圆盘，圆筒的圆周面上具有一个出料口，低位进料槽的高端与出料口相连接。通过圆盘的转动，把置于圆盘上的套圈依次推出出料口，套圈在竖直后落入低位进料槽并滚向提升装置，嵌入传动链上的贮料槽内，套圈随传动链提升到顶部后落入进料槽，最终进入磨床的进料口后进行磨削加工。但此类现有的上料机构存在如下问题:由于工件的定位通常是通过夹头定位在加工位置，使工件进出加工位置困难，定位机构和动作程序复杂，工作效率低，并且不能将工件准确可靠地逐一输送，导致后续的工件定位困难。
实用新型内容本实用新型的目的在于解决现有技术所存在的工件定位机构和定位程序复杂、工作效率低的问题，提供一种适用于数控磨床磨削轴承外圈内沟的上料定位机构，其工件定位机构的结构简单可靠，工作效率高。本实用新型的另一目的在于解决现有技术所存在的上料机构不能将工件准确可靠地逐一输送，导致后续的工件定位 困难的问题，提供一种适用于数控磨床磨削轴承外圈内沟的上料定位机构，能准确可靠地将工件逐一送到加工位置。为了实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案:一种用于磨削轴承外圈内沟的上料定位机构，包括倾斜布置的上料槽和出料槽，上料槽的低端与一倾斜布置的进料槽较低一侧的上侧相连接，进料槽和出料槽构成人字形，且进料槽的高端与出料槽的高端之间通过一横向设置的定位槽相连接，进料槽在与上料槽连接的一端设有工件推送装置，定位槽的底面为一与工件外圆适配的圆柱面，定位槽的一侧垂直地设置一与定位槽底面同轴的驱动轴，定位槽靠近驱动轴的侧壁上对应驱动轴位置设有定位孔，所述的驱动轴头部穿设在定位孔内，且驱动轴的端面与该侧壁的内表面齐平；定位槽的另一侧设有可横向移动的压轮座，压轮座上并排设有两个可转动的压轮，压轮座的移动方向垂直于定位槽，两个压轮之间的距离与工件的外径相适应，从而在两个压轮之间形成磨头移动空间，定位槽靠近压轮的侧壁上设有磨头过孔，并且在对应压轮的位置设有压轮过孔。本实用新型中用于输送工件的上料槽、出料槽、进料槽均采用倾斜布置，从而可利用工件的重力作用使圆形的工件自动滚动，工件先由人工或自动排序机送入上料槽的高端内，工件即可沿上料槽向下滚动并进入到进料槽内，然后由进料槽内的工件推送装置将工件向上推送到定位槽内的圆柱面上定位，接着压轮座带动压轮向工件一侧移动，使压轮穿过压轮过孔并推动工件的一个端面使工件的另一侧端面压紧在驱动轴的端面上，驱动轴即可利用摩擦力带动工件转动，此时位于两个压轮之间的磨头即可穿过磨头过孔进入工件内对工件的内沟进行磨削加工。由于压轮与工件的端面之间形成相切关系，因此两者之间为线接触,工件在转动时带动压轮一起转动,使两者之间不会产生相对的滑动摩擦,可避免对工件的损伤，并延长压轮的使用寿命。当一个工件加工完成后，工件推送装置将另一工件推送到定位槽内的圆柱面上，并将已加工好的工件挤到出料槽内，然后即可沿着向下倾斜的出料槽进入到相应的工件收集装置内。由于工件的夹紧是采用两侧端面夹紧的方式，因此整个定位、夹紧结构较为简单，且工件在进出定位槽时方便、步骤少，从而可有效地提高其效率。作为优选，所述压轮过孔和磨头过孔均为长方形孔，且磨头过孔设置在两个压轮过孔的中间。由于两个压轮过孔刚好对应定位槽内工件的两侧，因而用于磨削加工的磨头刚好位于工件的中心位置，从而使磨头可沿着工件的径向移动以便对工件的内沟进行磨肖|J，并有利于数控系统对工件磨削量的控制。作为优选，所述压轮的圆周面为外凸的弧面。从而使压轮与工件之间形成点接触，以便彻底避免因压轮和工件的接触处的运动方向和速度之不一致而形成的相对滑动摩擦。作为优选，所述上料槽为横截面呈矩形的封闭槽，上料槽在靠近进料槽处外扩形成圆盘形的回转腔，回转腔内可转动地设有圆形的分料转盘，所述分料转盘由电机驱动，并在其圆周上等分设有二个分料卡口，分料卡口由分料转盘的边缘沿径向延伸，分料卡口的宽度与工件的外径适配，分料卡口的深度等于工件外径的1-1.2倍。当工件沿上料槽进入分料转盘的一个分料卡口内时，电机驱动分料转盘，此时其它的工件被分料转盘阻挡停留在上料槽内，当分料转盘转动180度后，容纳工件的分料卡口刚好对准进料槽，工件 即可进入进料槽内，并由工件推送装置推送到定位槽内；此时，另一个分料卡口则刚好转动到对准上料槽，后面的工件即可进入到该分料卡口内，依次转动分料转盘，即可将工件逐一地送入进料槽内，从而实现工件的逐一有序输送。作为优选，所述工件推送装置包括一个推送气缸以及滑动地设置在进料槽内的弧形推板，弧形推板一侧为与工件外径适配内凹的推送面，另一侧与推送气缸的活塞杆相连接。弧形推板可与工件良好贴合有利于工件的平稳推送，而气缸具有动作响应快且无污染的特点，因而可显著地加快工作频率和磨削的效率。作为优选，所述弧形推板内设有电磁铁，所述进料槽内设有可控制电磁铁线圈通断的行程开关。电磁铁可将工件可靠地吸附，以便将其准确地推送到位，当弧形推板将工件推送到位后，行程开关作用，使电磁铁失电从而将工件释放。作为优选，所述弧形推板与推送气缸的活塞杆通过转轴转动连接，转轴上设有扭簧，弧形推板容纳转轴的轴孔内沿圆周方向设有限位槽，转轴上对应限位槽处设有限位销钉，进料槽底面沿长度方向设有卡槽，弧形推板的边缘对应卡槽处设有深入卡槽内的拨杆。由于进料槽为倾斜设置，而定位槽为横向布置，因而两者之间构成一个夹角，当弧形推板向上推送工件到位时，拨杆触碰卡槽，从而使弧形推板克服弹簧的扭力朝向定位槽一侧转动，使弧形推板的推送面朝向水平方向，因而有利于提高工件到位的准确性，而限位槽则可方便地限定弧形推板的转动角度。作为优选，所述定位槽内在靠近出料槽一侧的上部设有悬挂轴，悬挂轴上可转动地悬挂有工件挡板，工件挡板在靠近出料槽一侧设有竖直的螺杆，螺杆上螺纹连接有调节螺母。工件挡板可起到阻挡工件的作用，避免推送到位的工件因惯性作用而脱离定位槽内用于工件定位的底面，并直接进入到出料槽内。由于工件挡板为悬挂式设计，因而加工好的工件在后续工件的推动下挤开工件挡板而进入到出料槽内。调节螺母则可起到配重块的作用，转动调节螺母即可改变其在螺杆上的高度位置，从而方便快捷地改变推开工件挡板所需要的力，确保工件挡板能可靠地阻挡工件，同时便于工件推开工件挡板进入到出料槽内。综上所述，本实用新型的工件定位机构的结构简单可靠，工作效率高；并且能准确可靠地将工件逐一送到加工位置。
图1是本实用新型的一种结构示意图。图2是本实用新型的剖视结构示意图。图3是本实用新型中 工件推送装置的结构示意图。图4是本实用新型中工件挡板的结构示意图。图中:1、上料槽11、回转腔12、分料转盘121、分料卡口 122、永久磁铁2、进料槽21、卡槽3、出料槽4、定位槽41、底面42、定位孔43、压轮过孔44、磨头过孔 5、工件推送装置 51、弧形推板 511、推送面 512、轴孔 513、限位槽 514、拨杆52、推送气缸53、转轴531、限位销钉6、驱动轴7、压轮座71、压轮8、悬挂轴81、工件挡板811、螺杆812、调节螺母9、磨头
具体实施方式
以下结合附图与具体实施方式
对本实用新型做进一步的描述。如图1、图2所示的实施例中，一种用于磨削轴承外圈内沟的上料定位机构，包括位于同一竖直平面内且倾斜布置的上料槽1、出料槽3和进料槽2，上料槽为横截面呈矩形的封闭槽，且上料槽的内腔尺寸与工件的外形尺寸适配，而进料槽和出料槽则可以是横截面呈矩形的封闭槽，或者也可以是上侧开通的U型槽，工件在上述上料槽、出料槽和进料槽内均为直立放置，以方便工件的滚动。进料槽和出料槽呈人字形布置，且进料槽的高端与出料槽的高端之间通过一横向水平设置的定位槽4相连接，定位槽的底面41为一与工件外圆适配的圆柱面，且该底面与进料槽和出料槽的底面圆滑过渡。上料槽的低端与进料槽较低一侧的上侧相连接，上料槽的高端为工件的入口，待加工的工件可由人工或自动排序机等送入上料槽的高端内，工件即可沿上料槽向下滚动并进入到进料槽内。为了控制工件的逐一输送，上料槽在靠近进料槽处外扩形成圆盘形的回转腔11，回转腔内设置一圆形的分料转盘12，该分料转盘由设于上料槽外的步进电机驱动，以使其可在回转腔内按事先设置的角度转动，分料转盘的圆周上等分设置二个分料卡口 121，分料卡口由分料转盘的边缘沿径向向内延伸，分料卡口的宽度与工件的外径适配，其底边为半圆形，且分料卡口的深度等于工件外径的1-1.2倍，优选值为1.1倍。两个分料卡口的连线与上料槽的中心轴线重合，这样，一个分料卡口刚好对准上料槽靠近工件入口一侧，另一个分料卡口则刚好对准上料槽连接进料槽一侧，当工件沿着上料槽向下滚动时，首先进入到对准上料槽靠近工件入口一侧的分料卡口内，且分料卡口内刚好只能容纳一个工件，步进电机带动分料转盘转动时，分料转盘将上料槽封死，与分料卡口内的工件相贴的后续工件即被阻挡在上料槽内，当分料转盘转过180度后，原本对准工件入口一侧的分料卡口转到对准上料槽连接进料槽一侧，此时，其内部的工件即可在重力的作用下向下滚动进入到进料槽内，而原本对准上料槽连接进料槽一侧的分料卡口则转动对准工件入口一侧，后续的工件即可进入该分料卡口内，如此重复，即可将工件逐一送入进料槽内。当然，我们还可以在分料转盘的边缘以及回转腔的内侧壁对应位置设置二对极性相反的永久磁铁122，并且二对永久磁铁呈中心对称布置，利用永久磁铁的吸力，可确保分料转盘在自由状态下能定位在准确的位置上，而工作时步进电机则可克服该吸力转动。此外，为了将工件推送到定位槽内定位，我们还需在进料槽内与上料槽连接的一端设置相应的工件推送装置5，如图3所示，工件推送装置包括一个滑动地设置在进料槽内的弧形推板51以及驱动弧形推板推送气缸52，弧形推板一侧为内凹的推送面511，推送面优选地为与工件外径适配的圆柱面，另一侧与推送气缸的活塞杆通过转轴53转动连接，同时，在弧形推板容纳转轴的轴孔512内壁上设置沿圆周方向布置的限位槽513，并相应地在转轴上对应限位槽处设置径向的限位销钉531，限位销钉伸入到限位槽内，通过合理地设置限位槽的尺寸，即可限定弧形推板的转动角度。当然，可以理解的是，上述转轴与活塞杆之间需要设置定位销或者紧定螺钉等，以便使转轴和活塞杆之间不能产生相对转动，从而确保弧形推板与活塞杆之间能在限位槽所限定的两个极限位置之间转动。[0027]进一步地，我们还需在转轴上设置扭簧(图中未示出)，扭簧一端别住活塞杆，另一端别住弧形推板，使弧形推板能在扭簧的作用下转动到一侧极限位置，此时的弧形推板的推送面朝向与进料槽的纵向一致，即推送面在进料槽纵向的中心轴线上成对称状。当弧形推板转动到另一极限位置时，弧形推板的朝向为水平方向，从而可完全朝向水平的定位槽。当然，我们需要在进料槽底面沿长度方向设置卡槽21，并且在弧形推板的下侧的边缘对应卡槽处设置深入卡槽内的拨杆514，这样，拨杆和卡槽之间构成滑动连接，从而对弧形推板在进料槽内的滑动起到导向作用，同时，当弧形推板被推送到进料槽与定位槽连接处时，卡槽阻挡拨杆，使弧形推板克服扭簧的扭力转动到完全朝向水平的定位槽方向，进而将工件顺利地推送到定位槽内，并定位在定位槽的底面上。更近一步地，为了避免工件在推送过程中与弧形推板分离，可在弧形推板内设置电磁铁(图中未示出)，同时在进料槽内靠近定位槽一端设置一个压杆式、常闭的行程开关，该行程开关串接在电磁铁线圈的供电回路中(图中未示出)。这样，当弧形推板在进料槽内的下端时，电磁铁线圈通电产生吸力，进入进料槽的工件可被吸附固定在弧形推板的推送面上，当弧形推板被推送到上端与定位槽连接处时，行程开关起作用使电磁铁的线圈失电，从而将工件释放并定位在定位槽内；弧形推板向下回退时，电磁铁重新恢复吸力。行程开关可设置在进料槽与定位槽连接处的上侧，相应地在弧形推板上与拨杆相对的上侧设置一个压片(图中未示出)，当弧形推板因拨杆被卡槽阻挡而转动时，压片推压行程开关的压杆，从而使行程开关开路，电磁铁失去吸力，吸附在弧形推板上的工件被释放，并刚好转动定位槽的底面上。如图1、图2所示，为了夹紧定位在定位槽内的工件并使其转动，我们可在定位槽的一侧设置一横向放置的驱动轴6，驱动轴可由电机通过现有的皮带轮、齿轮等传动机构驱动，驱动轴与定位槽侧壁相垂直，并且与定位槽的底面同轴，而定位槽则需在靠近驱动轴的侧壁上对应驱动轴位置设置定位孔42，驱动轴头部穿设在定位孔内，且驱动轴的端面与该侧壁的内表面齐平，以便工件能顺利地从进料槽进入到定位槽内，并贴靠在驱动轴的端面上。当然，驱动轴与定位孔之间须留有间隙，以便驱动轴转动。定位槽的另一侧设置可横向移动的压轮座7，压轮座上并排设置两个可转动的压轮71，压轮座可由气缸推动，其移动方向垂直于定位槽侧壁，两个压轮之间的距离与工件的外径相适应，以便压轮能压住工件的两侧，优选地，两个压轮的中心之间的距离与工件的内、外径的平均值相等，从而在两个压轮之间形成磨头移动空间，可以理解的是，定位槽在靠近压轮的侧壁上对应压轮的位置应设置压轮过孔43，以便压轮能穿过压轮过孔压紧工件。另外，我们还需在定位槽靠近压轮的侧壁上设置一个磨头过孔44，并且压轮过孔和磨头过孔优选地为长方形孔。特别是，磨头过孔应设置在两个压轮过孔的中间，这样，可使磨头9位于两个压轮的正中间位置，磨床的磨头即可通过数控系统的控制穿过磨头过孔进入工件内，并沿着工件的径向移动而磨削工件的内沟。需要说明的是，压轮的圆周面优选地为外凸的弧面，从而使压轮与工件之间可形成点接触，以便使压轮和工件的接触处的运动方向和速度保持一致，从而避免两者之间的相对滑动摩擦。最后，我们还可以在定位槽内靠近出料槽一侧的上部设置悬挂轴8，悬挂轴上可转动地悬挂一工件挡板81，工件挡板的下端悬空，使其在受到外力作用时可自行转动，并且，工件挡板在自身重力的作用下会产生一个自动复位的力矩。当工件进入定位槽时，工件挡板可阻挡工件，避免工件因惯性作用而直接滚落到出料槽内。本实用新型在工作时，工件首先进入到上料槽内，并沿着上料槽滚入分料转盘的一个分料卡口内，此时分料转盘转动180度，该工件被转到分料转盘另一侧的上料槽，并自动进入进料槽内吸附在弧形 推板的推送面上，而后续的工件则进入另一个分料卡口内准备。接着弧形推板在推送气缸的推动下将工件向上推送到与定位槽连接处，由于卡槽的作用，使弧形推板翻转将工件送入定位槽内，此时弧形推板使行程开关动作，切断电磁铁线圈的供电，使工件得以释放并定位在定位槽的底面上，且工件的一个端面同轴地贴靠在驱动轴的端面上，而工件挡板则可确保工件可靠地定位。然后，推送气缸带动弧形推板复位，压轮座在气缸的推动下向定位槽靠近，两个压轮穿过定位槽侧壁上的压轮过孔靠近工件，并将工件压紧在驱动轴的端面上。此时驱动轴开始高速转动，并依靠摩擦力带动工件高速转动，两个压轮与工件之间则形成滚动摩擦，与此同时，磨床的数控系统控制磨头穿过磨头过孔进入到工件内，并沿着工件的径向移动对工件的内沟进行磨削，而分料转盘则再次将一个待加工的工件送入到进料槽内，病史该工件吸附在弧形推板上。等磨削完成后，驱动轴停止转动，磨头以及压轮座后退复位，而推送气缸再次将一个待加工的工件送入定位槽内，并推挤已加工好的工件，使其挤开工件挡板，工件挡板向上翻转，加工好的工件则被挤进出料槽并自动滚落到与出料槽连接的收集装置中，工件挡板则在重力作用下自动复位，将通向出料槽的口关闭，避免定位槽内的工件直接滚落到出料槽内。收集装置可以是简单的工件收集箱，或者是一条传输带，传输带可连接多台磨床的出料槽，以便将工件传输到后续的检测或包装等工位。接着，压轮、磨头、驱动轴等重复前述的动作，开始磨削第二个工件的内沟。如此循环，即可快速高效地对工件进行逐一输送和磨削内沟。需要补充的是，为了便于控制推开工件挡板的作用力大小，我们还可在工件挡板上靠近出料槽一侧设置竖直的螺杆811，该螺杆与工件挡板之间留有间隙，以便在螺杆上螺纹连接一个调节螺母812。通过转动调节螺母，即可方便地调整其在螺杆上的高低位置，当调节螺母向下转动时，距离悬挂工件挡板的悬挂轴变远，从而增加工件挡板自复位的力矩，使工件不易挤开工件挡板；反之，则可使力矩减小，工件易于挤开工件挡板。将调节螺母调整到合适位置，既可确保工件挡板能可靠地阻挡工件，同时便于工件推开工件挡板进入到出料槽内。可以理解的是，调节螺母优选地可采用两个，这样，当调整到合适位置时，可相对转动两个调节螺母，使之相互压紧，以实现自锁，避免调节螺母因冲·击振动而在螺杆上移位。
权利要求1.一种用于磨削轴承外圈内沟的上料定位机构，包括倾斜布置的上料槽(I)和出料槽(3)，其特征是，上料槽的低端与一倾斜布置的进料槽(2)较低一侧的上侧相连接，进料槽和出料槽构成人字形，且进料槽的高端与出料槽的高端之间通过一横向设置的定位槽(4)相连接，进料槽在与上料槽连接的一端设有工件推送装置(5)，定位槽的底面(41)为一与工件外圆适配的圆柱面，定位槽的一侧垂直地设置一与定位槽底面同轴的驱动轴(6)，定位槽靠近驱动轴的侧壁上对应驱动轴位置设有定位孔(42)，所述的驱动轴头部穿设在定位孔内，且驱动轴的端面与该侧壁的内表面齐平；定位槽的另一侧设有可横向移动的压轮座(7)，压轮座上并排设有两个可转动的压轮(71)，压轮座的移动方向垂直于定位槽，两个压轮之间的距离与工件的外径相适应，从而在两个压轮之间形成磨头移动空间，定位槽靠近压轮的侧壁上设有磨头过孔(44 )，并且在对应压轮的位置设有压轮过孔(43 )。
2.根据权利要求1所述的一种用于磨削轴承外圈内沟的上料定位机构，其特征是，所述压轮过孔和磨头过孔均为长方形孔，且磨头过孔设置在两个压轮过孔的中间。
3.根据权利要求1所述的一种用于磨削轴承外圈内沟的上料定位机构，其特征是，所述压轮的圆周面为外凸的弧面。
4.根据权利要求1所述的一种用于磨削轴承外圈内沟的上料定位机构，其特征是，所述上料槽为横截面呈矩形的封闭槽，上料槽在靠近进料槽处外扩形成圆盘形的回转腔(11)，回转腔内可转动地设有圆形的分料转盘(12)，所述分料转盘由电机驱动，并在其圆周上等分设有二个分料卡口( 121)，分料卡口由分料转盘的边缘沿径向延伸，分料卡口的宽度与工件的外径适配，分料卡口的深度等于工件外径的1-1.2倍。
5.根据权利要求1所述的一种用于磨削轴承外圈内沟的上料定位机构，其特征是，所述工件推送装置包括一个推送气缸(52)以及滑动地设置在进料槽内的弧形推板(51 )，弧形推板一侧为与工 件外径适配内凹的推送面(511)，另一侧与推送气缸的活塞杆相连接。
6.根据权利要求5所述的一种用于磨削轴承外圈内沟的上料定位机构，其特征是，所述弧形推板内设有电磁铁，所述进料槽内设有可控制电磁铁线圈通断的行程开关。
7.根据权利要求6所述的一种用于磨削轴承外圈内沟的上料定位机构，其特征是，所述弧形推板与推送气缸的活塞杆通过转轴(53)转动连接，转轴上设有扭簧，弧形推板容纳转轴的轴孔(512)内沿圆周方向设有限位槽(513)，转轴上对应限位槽处设有限位销钉(531)，进料槽沿底面长度方向设有卡槽(21)，弧形推板的边缘对应卡槽处设有深入卡槽内的拨杆(514)。
8.根据权利要求1或2或3或4或5或6或7所述的一种用于磨削轴承外圈内沟的上料定位机构，其特征是，所述定位槽内在靠近出料槽一侧的上部设有悬挂轴(8)，悬挂轴上可转动地悬挂有工件挡板(81)，工件挡板在靠近出料槽一侧设有竖直的螺杆(811)，螺杆上螺纹连接有调节螺母(812)。
专利摘要本实用新型公开了一种用于磨削轴承外圈内沟的上料定位机构，包括上料槽和出料槽，上料槽的低端与进料槽较低一侧相连接，进料槽和出料槽构成人字形，且进料槽的高端与出料槽的高端之间通过一横向设置的定位槽相连接，进料槽在与上料槽连接的一端设有工件推送装置，定位槽的一侧垂直地设置驱动轴，定位槽的侧壁上对应驱动轴位置设有定位孔，驱动轴头部穿设在定位孔内，定位槽的另一侧设有可横向移动的压轮座，压轮座上并排设有两个可转动的压轮，定位槽靠近压轮的侧壁上设有磨头过孔，并且在对应压轮的位置设有压轮过孔。本实用新型的工件定位机构的结构简单可靠，工作效率高；并且能准确可靠地将工件逐一送到加工位置。
文档编号B24B5/35GK203109729SQ20132000795
公开日2013年8月7日 申请日期2013年1月8日 优先权日2013年1月8日
发明者蓝德光 申请人:浙江蓝翔轴承有限公司