一种用于加工环形工件的内外圆的超精机的制作方法

本实用新型涉及超精机的技术领域，具体地是一种用于加工环形工件的内外圆的超精机。

背景技术：

所谓的超精机是一种用于对零部件的表面进行超高精度加工的机床设备，其通过油石在待加工表面上的往复研磨来达到待加工表面的成型加工。此类超精机主要应用于套圈、轴承、球面滚子、轴等精密部件的内外圆加工，以现有技术中轴承的超精加工为例，其加工过程是先将超精机的油石抵靠轴承的内圆，然后通过超精机上的摇摆机构带动油石沿轴承内圆的圆弧面往复摆动，从而不断的研磨轴承内圆使之达到所需的尺寸要求和表面精度要求，然后通过外圆超精机对轴承外圆进行表面修整，从而消除内圆加工过程中支撑轮在外圆上的压痕。

不难看出，上述轴承的超精加工，需要对内圆和外圆进行多次加工，从而消除轴承外圆上由导向机构产生的压痕。此不仅需要进行工件的二次装夹，将会影响生产效率，而且重复装夹将会影响内外圆的加工误差，从而影响内外圆的尺寸精度，例如同轴度。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题是：提供一种用于加工环形工件的内外圆的超精机，其可以在一次装夹后对工件的内外圆完成成型加工，加工效率高、精度好。

本实用新型所采取的技术方案是：提供一种用于加工环形工件的内外圆的超精机，它包括基座，其特征在于：基座上设有用于放置待加工工件的载台和用于驱使载台上的工件与载台紧固的定位机构，所述基座上设有用于对工件的内圆进行加工的第一超精组件和用于对工件的外圆进行加工的第二超精组件。

所述的定位机构包括用于限制工件相对于载台沿竖直方向移动的轴向限位机构和用于限制工件相对于载台沿载台的上端面所在的水平面平移的径向限位机构。

所述的轴向限位机构包括固定于基座上的机架、机架上位于载台的上方设有一连轴，连轴沿竖直方向与机架滑动配合，连轴的下端安装有压轮，所述压轮随连轴下行至极限位置时压轮与工件的上端面相抵靠，机架上设有用于带动连轴升降的驱动器。

所述的径向限位机构包括沿载台的周向设置的至少两个安装座，各安装座上均各自转动配合有支撑轮，支撑轮与载台上工件的外圆贴合，各支撑轮和第二超精组件的油石部分对工件施加的作用力为一平衡力。

所述的安装座为两个，两个安装座上的支撑轮对工件外圆的径向作用力用于抵消第二超精组件的油石部分对工件施加的径向作用力。

所述基座上设有传输带和机械手组件，所述机械手组件将位于传输带的供料区域上的工件逐一搬运至载台上。

所述传输带上位于供料区域内设有定位块和用于带动定位块脱离传输带上工件的移动路径或遮挡传输带上工件的移动路径的摇臂，当摇臂驱动定位块遮挡工件的移动路径时，传输带上的工件随传输带移动至抵靠定位块，所述机械手组件带动与定位块相抵靠的工件移动至载台上。

机械手组件包括机械臂、爪头、转轴和辅助驱动器，爪头安装于机械臂的前端，机械臂的后端与转轴的上端固定，辅助驱动器的活塞杆与转轴的外侧壁铰接，所述辅助驱动器通过转轴驱使机械臂摆动，所述爪头随机械臂摆动，用于带动传输带的供料区域内的工件移动至载台上。

采用以上结构后，本实用新型的一种用于加工环形工件的内外圆的超精机与现有技术相比具有以下优点：工件可以在一次装夹后，完成内圆和外圆的加工，加工效率高、同时可以有效的消除外圆的压痕，产品的精度好，最后，一次装夹完成内外圆的超精，其减少了工序，节约空间。

附图说明

图1是本实用新型的一种用于加工环形工件的内外圆的超精机的结构示意图。

图2是本实用新型去除第一超精组件和第二超精组件后的结构示意图。

图3是本实用新型的轴向限位机构部分的结构示意图。

图4是本实用新型的姐携手组件部分的结构示意图。

图5为图4的另一个视角的结构示意图。

图6是本实用新型的第一超精组件部分的结构示意图。

图7为图1中“A”区域的局部放大示意图。

图8为图2中“B”区域的局部放大示意图。

图9是本实用新型的载台上的局部结构示意图。

图10是本实用新型的研磨过程的工作示意图。

其中，1、基座，2、工件，3、载台，4、第一超精组件，4.1、第一输出端，5、第二超精组件，5.1、第二输出端，6、轴向限位机构，6.1、机架，6.2、连轴，6.3、压轮，6.4、驱动器，7、径向限位机构，7.1、安装座，7.2、支撑轮，8、传输带，8.1、供料区域，9、机械手组件，9.1、机械臂，9.2、爪头，9.3、转轴，9.4、辅助驱动器，10、定位块，11、摇臂。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步说明。

本实用新型提供一种用于加工环形工件的内外圆的超精机，它包括基座1，其特征在于：基座1上设有用于放置待加工工件2的载台3和用于驱使载台3上的工件2与载台3紧固的定位机构，所述基座1上设有用于对工件2的内圆进行加工的第一超精组件4和用于对工件2的外圆进行加工的第二超精组件5。

上述的第一超精组件4和第二超精组件5可以是选用市售的超精机，其超精机的具体结构可以参见行业内现有的超精机，通过将第一超精组件4和第二超精组件5安装于基座上1，使第一超精组件4的加工端，即油石部分延伸至载台3上工件2的内圆处，用于对工件2的内圆进行超精加工，同理第二超精组件5的油石部分延伸至载台3上工件2的外圆处，用于对工件2的外圆进行超精加工。当然为了消除工件外圆上的支撑轮的压痕，因此可以在工件完成加工时通过控制器控制第一超精组件4先与第二超精组件5停机，由此，后停机的第二超精组件5可以在工件内圆加工后完成外圆的修整。当然上述第一超精组件4先与第二超精组件5的加工时间以及加工先后顺序可以依据控制程序进行调整。

如图所示，所述的第一超精组件4上设有第一输出端4.1，所述的第二超精组件5上设有第二输出端5.1。上述的第一输出端4.1和第二输出端5.1上均各自设有一油石。

所述的定位机构包括用于限制工件2相对于载台3沿竖直方向移动的轴向限位机构6和用于限制工件2相对于载台3沿载台3的上端面所在的水平面平移的径向限位机构7。

所述的轴向限位机构6包括固定于基座1上的机架6.1、机架6.1上位于载台3的上方设有一连轴6.2，连轴6.2沿竖直方向与机架6.1滑动配合，连轴6.2的下端安装有压轮6.3，所述压轮6.3随连轴6.2下行至极限位置时压轮6.3与工件2的上端面相抵靠，即压轮6.3压紧工件2，机架6.1上设有用于带动连轴6.2升降的驱动器6.4。

所述的径向限位机构7包括沿载台3的周向设置的至少两个安装座7.1，各安装座7.1上均各自转动配合有支撑轮7.2，支撑轮7.2与载台3上工件2的外圆贴合，各支撑轮7.2和第二超精组件5的油石部分对工件2施加的作用力为一平衡力。上述的安装座7.1上的支撑轮7.2可以是沿水平方向固定的，也可以在安装座7.1上安装驱动组件用于带动支撑轮水平移动，用于带动支撑轮7.2抵靠工件2或远离工件2。当然，支撑轮7.2的可移动，还可以在产品型号更换后，通过调整支撑轮7.2的位置用于适应不同产品的加工。

如图所示，所述的安装座7.1为两个，两个安装座7.1上的支撑轮7.2对工件2外圆的径向作用力用于抵消第二超精组件5的油石部分对工件2施加的径向作用力。上述的径向作用力抵消是指使工件2静止于载台3上，即从水平方向来看，两个支撑轮的作用力和第二超精组件5的油石部分对工件2施加的径向作用力在工件2上的合力为一平衡力。当然工件2随载台3转动过程中，会存在离心力等情况，因此上述的平衡力还需要包含工件2受到的离心力以及摩擦力，此为常规的受力分析，在此就不进行赘述。本文中上述的抵消不能仅就字面意思的限定为两个支撑轮与油石的径向作用力的合力为零，应当是理解为工件2沿水平方向上受到的各个方向的合力为零，故此工件2可以有效的被限位于载台3上。

所示的安装座7.1为三个，三个安装座中至少有一个安装座上的支撑轮是可以活动的，即至少有一个安装座上的支撑轮沿载台上工件的径向移动。

所述基座1上设有传输带8和机械手组件9，所述机械手组件9将位于传输带8的供料区域8.1上的工件2逐一搬运至载台3上。

所述传输带8上位于供料区域8.1内设有定位块10和用于带动定位块10脱离传输带8上工件2的移动路径或遮挡传输带8上工件2的移动路径的摇臂11，当摇臂11驱动定位块10遮挡工件2的移动路径时，传输带8上的工件2随传输带8移动至抵靠定位块10，所述机械手组件9带动与定位块10相抵靠的工件2移动至载台3上。

机械手组件9包括机械臂9.1、爪头9.2、转轴9.3和辅助驱动器9.4，所述的辅助驱动器9.4可以使气缸或者液压缸等，爪头9.2安装于机械臂9.1的前端，机械臂9.1的后端与转轴9.3的上端固定，辅助驱动器9.4的活塞杆与转轴9.3的外侧壁铰接，所述辅助驱动器9.4通过转轴9.3驱使机械臂9.1摆动，所述爪头9.2随机械臂9.1摆动，用于带动传输带8的供料区域8.1内的工件2移动至载台3上。载台3上完成超精加工的工件2其可以通过另外的下料机构进行下料，可以通过机械手组件9返回至传输带上完成下料。

当然如图所示的机械手组件9，其爪头9.2为伸入到工件2的内圆内，当爪头9.2随机械臂9.1移动时爪头9.2抵靠工件2的内圆从而带动工件2移动，因此在机械手组件9完成工件2的上料和下料动作，其需要爪头9.2有个升降的动作，便于爪头9.2伸入工件2的内圆所在位置。此升降动作可以是在基座1上设置升降机构用于带动机械手组件9升降，也可以是在机械手组件内设置驱动器用于带动转轴9.3沿轴向升降。在本专利公开了上述机械手组件9的详细结构后，本领域的普通技术人员可以由此进行常规设计，故此不再进行详细赘述其各个部件的连接关系。

其工作原理是，首先，传输带带动工件移动，摇臂11转动带动定位块10平移至传输带上，第一个工件2与定位块10相抵靠，机械手组件9带动与定位块10相抵靠的工件2平移至载台3上，工件2与两个支撑轮贴合，且轴向限位机构6中的连轴6.2带动压轮6.3压于工件2的上端面上，然后第一超精组件4和第二超精组件5的工作端分别延伸至工件2的内圆和外圆处，载台带动工件2转动，与此同时第一超精组件4和第二超精组件5工作。

当工件2加工完成后，第一超精组件4先于第二超精组件5停机，载台停转，轴向限位机构6复位，机械手组件9带动完成超精加工的工件2移动至传输带8上，摇臂11带动定位块10让位，使完成加工的工件2随传输带继续流转，以此类推，完成传输带8上的全部工件2逐一完成加工。

以上就本实用新型较佳的实施例作了说明，但不能理解为是对权利要求的限制。本实用新型不仅局限于以上实施例，其具体结构允许有变化，凡在本实用新型独立要求的保护范围内所作的各种变化均在本实用新型的保护范围内。