齿轮加工设备的制作方法

本发明涉及万能式智能断路器配件的加工设备，尤其涉及一种齿轮加工设备。

背景技术：

万能式断路器又称框架式断路器，是一种能接通、承载以及分断正常电路条件下的电流，也能在规定的非正常电路条件下接通、承载一定时间和分断电流的机械开关电器。现有的万能式断路器操作机构用电机储能装置结构一般包括：电机、齿轮减速装置、储能介质（弹簧）、止挡（合闸锁扣）及微动开关等。电动机提供动力，通过齿轮减速装置降低转速，提高扭矩，将储能介质（弹簧）拉伸、压缩或旋转储能，当储能机构快转到止挡位置时，微动开关动作，电机电流被切断，储能机构最终停在止挡位置上，及储能机构输出力作用在止挡（合闸锁扣）上。

上述万能式断路器中的齿轮包括外圈的齿体和内圈的环体，环体与齿体之间通过销轴卡接，环体中心设有轴孔套接转轴。针对于上述齿轮，目前所采用的都是人工开孔、装销和压铆工艺使销轴将环体与齿体卡接，并同时通过人工对轴孔进行抛光打磨。因此，该齿轮现有的加工效率较低，且产品质量不高，急需引入机械化加工来改变上述现状。

技术实现要素：

为了解决上述问题，本发明的目的在于提供一种齿轮加工设备，该齿轮加工设备可对工件自动化依次进行上料、冲孔、装销、冲铆、钢珠挤光和下料工序，提升加工效率和产品质量，解放生产力。

为了实现上述的目的，本发明采用了以下的技术方案：

齿轮加工设备，包括机架，以及设置在机架上的转盘机构，以及沿所述转盘机构周向依次设置的上料机构、冲孔机构、装销机构、冲铆机构、钢珠挤光机构和下料机构；

所述上料机构包括上料组件和夹装取料组件，上料组件包括上料平台，以及通过转轴定位在上料平台上的多个链齿，以及通过多个链齿所定位的输送链，以及驱动所述输送链循环运转的上料电机；所述输送链的链条上端面设有摆料座，摆料座中部向上凸出设有摆料中心棒；所述夹装取料组件包括送料副，以及设置在送料副上的抓取副；所述抓取副包括基座，以及固定在基座上的水平滑轨和抓取气缸，以及相向滑动设置在该水平滑轨上的两只抓取臂，以及设置在抓取气缸输出端上的控制板；所述抓取气缸的输出方向顺直朝下且与所述水平滑轨的轨道方向相垂直，控制板的板体上开设有两条线性滑槽，两条线性滑槽相向倾斜设置，两条线性滑槽上端部之间的间距小于下端部之间的间距；所述两只抓取臂分别连接在两条线性滑槽上，两只抓取臂之间构成抓取口；

所述钢珠挤光机构包括挤光架，以及设置在挤光架上的冲压副和钢珠循环组件；所述钢珠循环组件包括钢珠上料承接副、钢珠上料通道、钢珠回收通道和钢珠转移副；钢珠上料承接副包括固定在挤光架上的钢珠上料气缸，以及设置在钢珠上料气缸输出方向上的送珠部件，以及承接在钢珠上料通道末端部上的钢珠备料体；所述送珠部件下方还联动设有接珠管，送珠部件在钢珠备料体下方承接钢珠，并在钢珠上料气缸驱动下将钢珠输送至冲压副下方；所述钢珠回收通道的始端承接在接珠管的出珠孔下方，所述钢珠转移副用于将钢珠由钢珠回收通道的末端部移送至钢珠上料通道始端部上。

作为优选，所述冲压副包括固定在挤光架上的冲压滑轨，以及滑动设置在冲压滑轨上的冲压滑块，以及输出轴端部连接在冲压滑块上的冲压气缸，以及固定在冲压滑块上的冲压针。

作为优选，所述送珠部件包括依次叠放的上送珠导板和下送珠导板，上送珠导板上设有第一珠孔，下送珠导板上设有第二珠孔；在冲压工位时，上送珠导板的第一珠孔与下送珠导板的第二珠孔相对准；而冲压工位之前的运行路径中，上送珠导板的第一珠孔与下送珠导板的第二珠孔相错开。

作为优选，所述接珠管上的接珠孔始终与下送珠导板的第二珠孔相对准，接珠管由接珠孔至出珠孔倾斜向下设置。

作为优选，钢珠回收通道的末端部上设有封堵组件，封堵组件包括封堵板，以及驱动封堵板移动的弹簧；钢珠转移副在钢珠回收通道的末端部时，挤压弹簧使封堵板不封闭钢珠回收通道。

作为优选，所述钢珠转移副包括转移架，以及设置在转移架上的转移气缸，以及设置在转移气缸输出轴上的钢珠抓取机械手；转移气缸驱动钢珠抓取机械手在钢珠回收通道末端部与钢珠上料通道始端部之间往返。

作为优选，所述送料副包括送料底板，以及通过光轴轨道约束在送料底板上的抓取副安装座，以及驱动所述抓取副安装座移动的送料气缸；所述抓取副固定在抓取副安装座上。

作为优选，所述冲孔机构包括冲孔架，以及设置在冲孔架上的伺服升降副，以及设置在伺服升降副上的冲孔组件；所述伺服升降副包括轨道方向纵向设置的伺服滑轨，以及滑动设置在伺服滑轨上的升降平台，以及驱动所述升降平台纵向移动的伺服电机；所述冲孔组件包括冲孔电机，以及设置在冲孔电机输出端上的钻头；所述冲孔组件的钻头侧面设有围挡和收屑筒连接负压装置。

作为优选，所述装销机构包括装销架，以及设置在装销架上的上料管、送销副和冲销副；所述冲销副包括冲销气缸，以及设置在冲销气缸输出端上的冲销针；冲销气缸的输出轴上连接有冲针固定座，装销架上设有约束冲针固定座移动方向的导向套，冲销针固定在冲针固定座上；所述送销副包括送销轨道，以及滑动设置在送销轨道上的送销料板，以及驱动所述送销料板移动的送销气缸；所述上料管的输出端朝下，送销气缸驱动送销料板在送销气缸输出端和冲销副的输出方向之间往返送料。

作为优选，所述冲铆机构包括冲铆架，以及设置在冲铆架上的冲铆副；冲铆副包括了固定在冲铆架的冲铆滑轨，以及滑动设置在冲铆滑轨上的冲铆滑块，以及输出轴端部连接在冲铆滑块上的冲铆气缸，以及固定在冲铆滑块上的冲铆针。

本发明采用上述技术方案，该技术方案涉及一种齿轮加工设备，该齿轮加工设备可对工件自动化依次进行上料、冲孔、装销、冲铆、钢珠挤光和下料工序，提升加工效率和产品质量，解放生产力。上述齿轮加工设备运行整个过程如下：人工将工件放置在上料机构上，上料机构将工件转送到转盘的夹具组件内固定，并依次经过冲孔机构对工件进行冲孔，装销机构对工件冲孔部位进行装销，冲铆机构对装入的销轴进行冲铆，钢珠挤光机构对于工件的中心轴孔进行挤压抛光，经过上述步骤后由下料机构进行下料，完成工件加工。尤其需要指出的是，该设备的主要创新点在上料机构和钢珠挤光机构中；上料机构包括上料组件和夹装取料组件。其中，上料组件中的输送链通过链齿定位，并通过上料电机驱动；上料时，工件放置在输送链的摆料座上，摆料中心棒穿设在工件的中心轴孔内，放置工件松动脱落。所述夹装取料组件中的抓取副用于对工件进行夹装，送料副用于将工件进行转移，送料副与抓取副配合实现工件的自动化转移。当抓取气缸驱动所述控制板纵向移动时，抓取臂在水平滑轨上滑动，两只抓取臂相对移动，实现抓取工件或释放工件。在配合送料副协同工作，可实现设备两个工位之间的工件搬运，即可实现上料。钢珠挤光机构包括冲压副和钢珠循环组件，冲压副用于将钢珠冲入并穿过工件轴孔，从而可对工件轴孔侧壁进行打磨抛光；钢珠循环组件则可对钢珠实现上料和回收，实现钢珠循环，冲压副与钢珠循环组件配合可实现自动化钢珠挤光。

附图说明

图1为齿轮加工设备的整体结构示意图。

图2为转盘机构的立体结构示意图。

图3为转盘机构的顶面结构示意图。

图4为夹具组件的结构示意图。

图5为上料组件的结构示意图。

图6为夹装取料组件中的送料副结构示意图。

图7为夹装取料组件中的抓取副结构示意图。

图8为冲孔机构的结构示意图。

图9为装销机构的结构示意图。

图10为冲铆机构的结构示意图。

图11为钢珠挤光机构的前侧立体结构示意图。

图12为钢珠挤光机构的后侧立体结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明的优选实施方案作进一步详细的说明。

如图1~12所示的一种齿轮加工设备，包括机架1，以及设置在机架1上的转盘机构2，以及沿所述转盘机构2周向依次设置的上料机构3、冲孔机构4、装销机构5、冲铆机构6、钢珠挤光机构7和下料机构8。所述转盘机构2包括通过转轴定位在机架1上端面上的转盘21，以及沿转盘21的盘体边缘周向设置的夹具组件22，以及控制所述夹具组件22的机控阀组件23，机控阀组件23和夹具组件22有多组。所述夹具组件22包括固定在转盘21下端面上的缓冲柱，以及固定在转盘21上端面上的夹具座222，以及固定在夹具座222上的旋转夹具缸223，以及连接在旋转夹具缸223输出轴上的夹具臂224。夹装及送料过程中，夹具臂224的自由端部能够将待加工齿轮压装在夹具座222上；上料和下料过程中，旋转夹具缸223带动夹具臂224抬升及旋转，使待加工齿轮不被固定且可转移。所述冲孔机构4、装销机构5、冲铆机构6和钢珠挤光机构7输出方向上的机架1上端面上均设有支撑凸轮11，支撑凸轮11用于支撑所述缓冲柱，缓冲柱包括导套225，以及套设在导套225上的缓冲弹簧226。各机构工作时，转盘21带动夹具组件22至该机构的输出方向上，缓冲柱下端抵在支撑凸轮11上，缓冲柱对转盘21及其上的夹具组件22形成支撑；机构工作（如钻孔、穿销、铆销和挤光）时，由支撑凸轮11和缓冲柱受力，转盘21轴心处不受力，这样转盘21就不会损坏。

所述机控阀组件23处于夹具组件22上游，上游是以转盘21的旋转方向为准；机控阀组件23包括机控阀本体231，以及活动设置在机控阀本体231上的触发杆232；触发杆232的外端部越过转盘21边缘，且触发杆232的外端部上设有滚轮233。所述转盘21旁的机架1上还固定有拨杆架，拨杆架包括与转盘21边缘弧度配合的拨杆壁24，以及用于将所述拨杆壁24固定在机架1上的拨杆座25，拨杆壁24经过下料机构8和上料机构3。转盘21转动过程中，机控阀本体231的触发杆232会经过拨杆壁24，且触发杆232外端部的滚轮会与拨杆壁24接触，触发杆232被压迫，此时机控阀本体231控制夹具组件22中的旋转夹具缸223，使夹具组件22处于打开状态，便于上料和下料。

所述上料机构3包括上料组件31和夹装取料组件，上料组件31包括上料平台311，以及通过转轴定位在上料平台311上的多个链齿312，以及通过多个链齿312所定位的输送链313，以及驱动所述输送链313循环运转的上料电机314。所述输送链313的链条上端面设有摆料座315，摆料座315中部向上凸出设有摆料中心棒316。上料时，工件放置在摆料座315上，摆料中心棒316穿设在工件的中心轴孔内，放置工件松动脱落。所述夹装取料组件包括送料副32，以及设置在送料副32上的抓取副33。具体地，所述送料副32包括送料底板321，以及通过光轴轨道322约束在送料底板321上的抓取副安装座323，以及驱动所述抓取副安装座323移动的送料气缸324。所述抓取副33固定在抓取副安装座323上，抓取副33包括基座331，以及固定在基座331上的水平滑轨332和抓取气缸333，以及相向滑动设置在该水平滑轨332上的一对抓取臂334（即两只），以及设置在抓取气缸333输出端上的控制板335。所述抓取气缸333的输出方向顺直朝下且与所述水平滑轨332的轨道方向相垂直，控制板335的板体上开设有两条线性滑槽，两条线性滑槽相向倾斜设置，两条线性滑槽上端部之间的间距小于下端部之间的间距。所述两只抓取臂334分别连接在两条线性滑槽上，两只抓取臂334之间构成抓取口337。当抓取气缸333驱动所述控制板335纵向移动时，抓取臂334在水平滑轨332上滑动，两只抓取臂334相对移动，实现抓取工件或释放工件。在配合送料副32协同工作，可实现设备两个工位之间的工件搬运，即可实现上料或下料。

所述下料机构8包括下料轨道81和夹装取料组件，夹装取料组件是如上料机构3中记载的夹装取料组件，因此在此不做累述。下料时，夹装取料组件中的送料副32带动抓取副33移动，抓取副33由下料工位上抓取已加工完成的工件，送料副32将其输送至下料轨道81始端，然后抓取副33释放工件，通过上述协作实现工件的下料。

所述冲孔机构4包括冲孔架41，以及设置在冲孔架41上的伺服升降副，以及设置在伺服升降副上的冲孔组件。所述伺服升降副包括轨道方向纵向设置的伺服滑轨42，以及滑动设置在伺服滑轨42上的升降平台43，以及驱动所述升降平台43纵向移动的伺服电机44，具体伺服电机44可通过丝杆传动带动升降平台43。所述冲孔组件包括冲孔电机45，以及设置在冲孔电机45输出端上的钻头46。钻头侧面设有围挡47，用以防止冲孔过程产生的铁屑飞溅；并设有收屑筒48连接负压装置，通过负压收集铁屑。该机构运行时，伺服电机44带动升降平台43及其上的冲孔组件下行，冲孔组件中的冲孔电机45带动钻头在工件上转孔，收屑筒48收集铁屑。

所述装销机构5包括装销架51，以及设置在装销架51上的上料管52、送销副和冲销副。所述冲销副包括冲销气缸53，以及设置在冲销气缸53输出端上的冲销针54；具体来说，冲销气缸53的输出轴上连接有冲针固定座55，装销架51上设有约束冲针固定座55移动方向的导向套56，冲销针54固定在冲针固定座55上。所述送销副包括送销轨道57，以及滑动设置在送销轨道57上的送销料板58，以及驱动所述送销料板58移动的送销气缸59。所述上料管52的输出端朝下，送销气缸59驱动送销料板58在送销气缸59输出端和冲销副的输出方向之间往返送料。该机构运行时，送销副将上料管52内的销轴输送至冲销针54下方，冲销气缸53带动冲销针54下行将销轴装配入工件的孔内（该孔由冲孔机构4对工件加工得到）。

所述冲铆机构6包括冲铆架61，以及设置在冲铆架61上的冲铆副。具体来说，冲铆副包括了固定在冲铆架61的冲铆滑轨62，以及滑动设置在冲铆滑轨62上的冲铆滑块63，以及输出轴端部连接在冲铆滑块63上的冲铆气缸64，以及固定在冲铆滑块63上的冲铆针65。该机构运行时，冲铆气缸64带动冲铆针65下行，冲铆针65对于工件的装销位置进行冲压，使销轴变形从而保证销轴不会脱落。

所述钢珠挤光机构7包括挤光架71，以及设置在挤光架71上的冲压副和钢珠循环组件。所述冲压副包括固定在挤光架71上的冲压滑轨721，以及滑动设置在冲压滑轨721上的冲压滑块722，以及输出轴端部连接在冲压滑块722上的冲压气缸723，以及固定在冲压滑块722上的冲压针724。所述钢珠循环组件包括钢珠上料承接副、钢珠上料通道73、钢珠回收通道74和钢珠转移副。其中，钢珠上料承接副包括固定在挤光架71上的钢珠上料气缸751，以及设置在钢珠上料气缸751输出方向上的送珠部件，以及承接在钢珠上料通道73末端部上的钢珠备料体752。所述送珠部件在钢珠备料体752下方承接钢珠，并在钢珠上料气缸751驱动下将钢珠输送至冲压针724下方。具体，送珠部件包括依次叠放的上送珠导板753和下送珠导板754，上送珠导板753上设有第一珠孔，下送珠导板754上设有第二珠孔；在冲压工位时，上送珠导板753的第一珠孔与下送珠导板754的第二珠孔相对准；而冲压工位之前的运行路径中，上送珠导板753的第一珠孔与下送珠导板754的第二珠孔相错开，第二珠孔较第一珠孔优先到达冲压工位。所述送珠部件下方还联动设有接珠管755，接珠管755与送珠部件均固定在同一送珠移动副上，如此实现同步联动，接珠管755上的接珠孔755a始终与下送珠导板754的第二珠孔相对准，接珠管755由接珠孔755a至出珠孔755b倾斜向下设置。所述钢珠回收通道74的始端承接在接珠管755的出珠孔下方，钢珠回收通道74的末端部上设有封堵组件，封堵组件包括封堵板76，以及驱动封堵板76移动的弹簧。所述钢珠转移副用于将钢珠由钢珠回收通道74的末端部移送至钢珠上料通道73始端部上，钢珠转移副在钢珠回收通道74的末端部时能够挤压弹簧使封堵板76不再封闭钢珠回收通道74。所述钢珠转移副包括转移架771，以及设置在转移架771上的转移气缸772，以及设置在转移气缸772输出轴上的钢珠抓取机械手775；转移气缸772驱动钢珠抓取机械手775在钢珠回收通道74末端部与钢珠上料通道73始端部之间往返。该机构运行时，送珠部件先在钢珠备料体752上承接钢珠，由于上送珠导板753的第一珠孔与下送珠导板754的第二珠孔相错开，送料过程中钢珠处于第一珠孔内且底部被下送珠导板754抵住，不会掉落；在达到冲压工位时，上送珠导板753的第一珠孔与下送珠导板754的第二珠孔相对准，钢珠穿过第一珠孔和第二珠孔掉落到工件的中心轴孔上；而后，冲压气缸723带动冲压针724下压，冲压针724的作用下钢珠被挤压穿过工件的中心轴孔，对工件的中心轴孔内侧壁面进行挤压抛光，而后落入接珠管755的接珠孔内；钢珠经接珠管755在钢珠回收通道74的末端被封堵组件挡住，钢珠抓取机械手775在钢珠回收通道74的末端时，封堵组件打开，钢珠进入钢珠抓取机械手775内；转移气缸772驱动钢珠抓取机械手775将钢珠携带至钢珠上料通道73始端部上释放，钢珠经过钢珠上料通道73落入钢珠备料体752中进入下一个循环。

上述齿轮加工设备运行整个过程如下：人工将工件放置在上料机构3上，上料机构3将工件转送到转盘21的夹具组件22内固定，并依次经过冲孔机构4对工件进行冲孔，装销机构5对工件冲孔部位进行装销，冲铆机构6对装入的销轴进行冲铆，钢珠挤光机构7对于工件的中心轴孔进行挤压抛光，经过上述步骤后由下料机构8进行下料，完成工件加工。上述步骤中，转盘21、夹具组件22、上料机构3、装销机构5、冲铆机构6、钢珠挤光机构7和下料机构8各个机构的执行步骤参见上述各机构的机械说明，不作累述。整个机构中，转盘21通过步进式电机驱动旋转，通过感应器控制转盘21旋转幅度，即保证工件与各加工机构之间的位置对准度。