本發明涉及一種軸承制造設備，尤其是一種陶瓷軸承制造設備。

背景技術：

陶瓷軸承作為一種重要的機械基礎件，具有耐高溫、耐寒、耐磨、耐腐蝕、抗磁電絕緣、無油自潤滑、高轉速等特性，可用于極度惡劣的環境及特殊工況。由于其具有金屬軸承所無法比擬的優良性能，廣泛應用于航空、航天、航海、石油、化工、汽車、電子設備，冶金、電力、紡織、泵類、醫療器械、科研和國防軍事等領域。對于特種汽車，它們大多數工作在工況惡劣的環境里，需要經常維修以及更換零配件，金屬軸承的快速磨損以及變形也是一個大問題。而陶瓷軸承具有不怕腐蝕適宜于在布滿腐蝕性介質的惡劣條件下作業；受熱脹冷縮的影響小可允許軸承在溫差變化較為劇烈的環境中工作；滾動小球的密度比鋼低，重量更要輕得多，因此轉動時對外圈的離心作用可降低40%；彈性模量比鋼高，受力時不易變形有利于提高工作速度，并達到較高精度等等優點，是代替特種汽車內金屬軸承的極佳選擇。但是相比金屬軸承，陶瓷軸承的抗沖擊性較差，長時間在路況不佳的道路上行駛很容易造成陶瓷軸承內部小球的破損，嚴重的會造成小球的開裂使整個陶瓷軸承報廢，如果陶瓷軸承要代替金屬軸承運用到特種汽車上時就必須增強其抗沖擊性。

現在陶瓷軸承內陶瓷小球的制造方法主要采用熱等靜壓法，既將陶瓷粉末放入到包套材料內，然后對其加熱加壓制成。

技術實現要素：

本發明針對現有技術中的不足，提供了一種汽車軸承制造設備，通過本設備能夠生產出具有抗沖擊性強的陶瓷滾珠，使得陶瓷軸承適用于車輛，增強車輛的性能，解決以往陶瓷軸承抗沖擊性不佳無法應用于車輛的問題。

為了解決上述技術問題，本發明通過下述技術方案得以解決：一種汽車軸承制造設備，包括熱等靜壓裝置，所述的熱等靜壓裝置包括加壓爐、加壓裝置和加熱裝置，所述的加壓爐內還設置有若干個可重復使用的石墨包套，所述的石墨包套包括下包套蓋和上包套蓋，所述的下包套蓋和所述的上包套蓋可密封合攏，所述的下包套蓋內設置有下半球腔，所述的上包套蓋內設置有與所述下半球腔相配合的上半球腔，所述的下半球腔底部設置有廢料槽，所述的上半球腔頂部設置有注料口；還包括3d打印裝置，所述的3d打印裝置包打印室，所述的打印室內設置有初次打印循環滑道和再次打印循環滑道，所述的初次打印循環滑道和所述的再次打印循環滑道上設置有3d打印機，所述的3d打印機連接有供料裝置，所述的3d打印機在下半球腔內打印出支撐骨架；還包括注料裝置，所述的注料裝置包括注料室，所述的注料室內設置有合模器和注料器，所述的合模器將所述的下包套蓋和所述的上包套蓋相互合攏，然后所述的注料器向所述的石墨包套內注入陶瓷粉末；還包括運輸裝置，所述的運輸裝置包括運載軌道，所述的運載軌道運載所述的石墨包套，所述的運載軌道貫穿所述的3d打印裝置和所述的注料裝置并連接到所述的熱等靜壓裝置內；還包括陶瓷球胚造型裝置，所述的陶瓷球胚造型裝置包括陶瓷滾珠球胚定位裝置和水刀切割裝置，所述的陶瓷滾珠球胚定位裝置將陶瓷球胚固定后通過所述的水刀切割裝置對所述的陶瓷球胚表面進行切削；還包括陶瓷球胚研磨裝置，所述的陶瓷球胚研磨裝置包括研磨桶，所述的研磨桶內設置有研磨盤和磨料；還包括陶瓷球胚拋光裝置，所述的陶瓷球胚拋光裝置包括拋光盤，所述的拋光盤上設置有拋光槽和拋光布。

上述技術方案中，優選的，所述的加壓爐內設置有若干根均勻排列的石墨固定桿，所述的石墨包套可固定在所述的石墨固定桿上，所述的石墨包套在所述的固定桿上是可拆卸的。

上述技術方案中，優選的，所述的運輸裝置還包括轉運裝置，所述的轉運裝置將所述運載軌道上的石墨包套放置到所述的石墨固定桿上。

上述技術方案中，優選的，所述的3d打印機分為石墨3d打印機和樹脂3d打印機，所述的供料裝置包括石墨供料器和樹脂供料器，所述的石墨3d打印機連接所述的石墨供料器，所述的樹脂3d打印機連接所述的樹脂供料器。

上述技術方案中，優選的，還包括陶瓷球胚運輸裝置，所述的陶瓷球胚運輸裝置連接所述的陶瓷球胚造型裝置、所述的陶瓷球胚研磨裝置和所述的陶瓷球胚拋光裝置。

上述技術方案中，優選的，所述的陶瓷球胚運輸裝置包括檢測裝置，所述的檢測裝置包括傾斜滑道，所述的傾斜滑道表面光滑，所述的傾斜滑道呈上小下大的扇形，所述的傾斜滑道上部連接進入滑道，所述的傾斜滑道下部連接出口滑道，所述的出口滑道包括正對所述的進入滑道的標準出口和位于所述標準出口兩側的循環出口。

上述技術方案中，優選的，所述的進入滑道寬度與所述陶瓷球胚直徑相同。

上述技術方案中，優選的，所述的標準出口寬度與所述陶瓷球胚直徑相同，所述的標準出口與所述的循環出口之間設置有彈性檔條。

本汽車軸承制造設備主要用于生產汽車用陶瓷滾珠，公知的陶瓷軸承具有耐高溫、耐寒、耐磨、耐腐蝕、抗磁電絕緣、無油自潤滑、高轉速等等良好的性能，但是陶瓷軸承的抗沖擊性比起金屬軸承差，對于汽車來言，經常需要在不同的地形進行行駛，對軸承的抗沖擊性要求非常高，現有的陶瓷軸承基本無法滿足汽車行駛的要求。為此本申請改進了陶瓷滾珠的生產方法，使得陶瓷軸承具有不亞于金屬軸承的抗沖擊性，能讓陶瓷軸承應用于車輛。

在本申請中，陶瓷滾珠主要通過3d打印裝置、注料裝置和熱等靜壓裝置形成陶瓷球胚，在3d打印裝置中，首先通過樹脂3d打印機在下包套蓋下半球腔內打印出樹脂底座，樹脂底座要覆蓋住廢料槽口而不滲入到廢料槽內。然后再通過石墨打印機在樹脂底座上打印出石墨支撐結構，石墨支撐結構的構造需要根據陶瓷滾珠的大小以及所需要的性能進行設計。然后在把下包套蓋放入注料裝置，在注料裝置內下包套蓋和上包套蓋合攏形成石墨包套，然后通過注料器向石墨包套內注入陶瓷粉末，注滿后就可以放入加壓爐進行熱等靜壓形成陶瓷球胚。

形成陶瓷球胚后，陶瓷球胚通過陶瓷球胚造型裝置、陶瓷球胚研磨裝置和陶瓷球胚拋光裝置形成形狀完美質量穩定的陶瓷滾珠。在陶瓷球胚造型裝置中，通過水刀或者其他切削工具將陶瓷球胚表面的明顯凹凸削平，然后通過陶瓷球胚研磨裝置對陶瓷球胚表面進行研磨使得陶瓷球胚形成完美的圓形，最后通過陶瓷球胚拋光裝置使得陶瓷球胚表面光滑變成陶瓷滾珠。通過本申請內裝置生產出來的陶瓷滾珠具有內置的石墨骨架，通過石墨骨架可以良好的傳導和分散陶瓷滾珠受到的沖擊力，使得沖擊力對陶瓷滾珠陶瓷體的影響變小，通俗的說通過石墨骨架增加了陶瓷滾珠整體的彈性，使得陶瓷滾珠的抗沖擊力極大的提升，讓陶瓷滾珠在顛簸的環境下也能正常使用不開裂、不破損，適用于汽車使用環境。

與現有技術相比，本發明的有益效果是：通過本設備能夠生產出具有抗沖擊性強的陶瓷滾珠，使得陶瓷軸承其適用于車輛，增強車輛的性能，解決以往陶瓷軸承抗沖擊性不佳無法應用于車輛的問題。

附圖說明

圖1是本發明熱等靜壓裝置俯視示意圖。

圖2是本發明熱等靜壓裝置正面示意圖。

圖3是本發明石墨包套部分透視視示意圖。

圖4是本發明石墨包套俯視示意圖。

圖5是本發明石墨包套仰視示意圖。

圖6是本發明3d打印裝置示意圖。

圖7是本發明注料裝置示意圖。

圖8是本發明包套開啟裝置示意圖。

圖9是本發明陶瓷滾珠球胚定位裝置和水刀切割裝置示意圖。

圖10是本發明陶瓷球胚研磨裝置示意圖。

圖11是本發明運輸裝置連接示意圖。

圖12是本發明陶瓷球胚運輸裝置示意圖。

圖13是本發明檢測裝置示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖與具體實施方式對本發明作進一步詳細描述。

如圖1至圖13所示，一種汽車軸承制造設備，包括熱等靜壓裝置1，所述的熱等靜壓裝置1包括加壓爐11、加壓裝置12和加熱裝置13，所述的加壓爐11內設置有若干根均勻排列的石墨固定桿14，所述的石墨固定桿14上還設置有若干個可重復使用的石墨包套10，所述的石墨包套10可固定在所述的石墨固定桿11上且是可拆卸的。

所述的石墨包套10包括下包套蓋101和上包套蓋102，所述的下包套蓋101和所述的上包套蓋102可密封合攏，所述的下包套蓋101內設置有下半球腔103，所述的上包套蓋102內設置有與所述下半球腔103相配合的上半球腔104。所述的下包套蓋101底部設置有可拆卸的廢料盒105，所述的廢料盒105呈環形，所述的廢料盒105通過螺紋結構與所述的下包套蓋102密封連接，所述的廢料盒105內設置有與所述下半球腔103相連通的廢料槽106，所述的廢料槽106截面呈倒梯形。所述的上半球腔102頂部設置有注料口107，所述的注料口107上還設置有可拆卸的密封蓋112，所述的密封蓋112與所述的注料口107通過螺紋連接。所述的上包套蓋102上設置有環形螺紋面108，所述的下包套蓋101上設置有與所述環形螺紋面108相配合的環形螺紋槽109。所述的下包套蓋101上設置有兩個對稱的固定耳110，所述的固定耳110上設置有與所述石墨固定桿14相配合的固定孔111。所述的下包套蓋101和所述的上包套蓋102上都設置有夾持面113，夾持面113主要起到方便在后續操作中下包套蓋101和上包套蓋102的固定的作用。

包括3d打印裝置2，所述的3d打印裝置2包括打印室21，所述的打印室21內設置有初次打印循環滑道22和再次打印循環滑道23，所述的初次打印循環滑道22和所述的再次打印循環滑道23上都均勻設置有若干個包套槽9，所述的初次打印循環滑道22和所述的再次打印循環滑道23之間設置有轉移器25，所述的初次打印循環滑道22旁設置有樹脂3d打印機26，所述的再次打印循環滑道23上設置有石墨3d打印機27。所述的打印室21內還設置有供料裝置，所述的供料裝置包括石墨供料器271和樹脂供料器261，所述的石墨3d打印機27連接所述的石墨供料器271，所述的樹脂3d打印機26連接所述的樹脂供料器261。所述的包套槽9內設置有固定裝置，所述的固定裝置包括若干個均勻圓周分布在所述包套槽9內電動夾持塊91。所述的初次打印循環滑道22旁還設置有前光電檢測裝置，所述的前光電檢測裝置28包括處于所述初次打印循環滑道22正上方的前光電檢測探測頭28和前缺陷物轉移臂213。所述的再次打印循環滑道23旁還設置有后光電檢測裝置，所述的后光電檢測裝置包括處于所述再次打印循環滑道23正上方的后光電檢測探測頭29和后缺陷物轉移臂214。所述的打印室內還包括回收清洗裝置，所述的回收清洗裝置包括清洗腔212和回收滑道211，所述的回收滑道211穿過所述的清洗腔212，所述的回收滑道211尾部通過所述前缺陷物轉移臂213和所述的后陷物轉移臂214連通所述的初次打印循環滑道22和所述的再次打印循環滑道23，所述的回收滑道頭211部通過循環機械臂215與所述的初次打印循環滑道22連通。

包括注料裝置3，所述的注料裝置包括注料室31，所述的注料室31內設置有循環滑道32，所述的循環滑道32上均勻設置有若干個包套槽9，每個所述的循環滑道32皆設置有與之配合的合模器33、注料器34和密封器35，所述的循環滑道32兩端還分別設置有轉移器36，所述的合模器33連接有上包套蓋存儲箱，所述的注料器34連接有陶瓷粉料倉，所述的密封器35連接有密封蓋倉。

還包括運輸裝置4，所述的運輸裝置4包括運載軌道41，所述的運載軌道4運載所述的石墨包套10，所述的運載軌道41貫穿所述的3d打印裝置2和所述的注料裝置3并連接到熱等靜壓裝置1內，所述的運輸裝置4還包括轉運裝置42，所述的轉運裝置42將所述運載軌道41上的石墨包套10放置到所述的石墨固定桿14上。

包括陶瓷球胚造型裝置5，所述的陶瓷球胚造型裝置5包括包套開啟裝置51、陶瓷滾珠球胚定位裝置52和水刀切割裝置53，所述的包套開啟裝置51包括操作臺519，所述的操作臺529上設置有包套固定機械臂511，所述的操作臺上還設置有上螺紋旋轉器512、下螺紋旋轉器513和兩個切割裝置514，所述的上螺紋旋轉器512、所述的下螺紋旋轉器513和所述的切割裝置514可在所述的操作臺419上上下滑動，所述的操作臺519上還設置有電動升降柱515。兩個所述的切割裝置514分別設置在所述的上螺紋旋轉器512下方和下螺紋旋轉器513上方，且處于所述包套固定機械臂511兩側。所述的陶瓷滾珠球胚定位裝置52包括支撐體，所述的支撐體上活動且均勻圓周設置的若干個包覆器524，所有所述的包覆器524相互聯動。所述的包覆器524具有弧度，若干個所述的包覆器524并攏后中間形成碗型的槽。所述的水刀切割裝置53包括支撐架531，所述的支撐架531上設置有水刀噴頭532。

包括陶瓷球胚研磨裝置6，所述的陶瓷球胚研磨裝置6包括研磨桶61，所述的研磨桶61底部設置有固定架62。所述的研磨桶61內底設置有永磁體組63，所述的永磁體組63由若干根永磁體均勻排列而成，相鄰永磁體端面的磁極相反。所述的研磨桶61內還具有充滿磁流體、磨料和水的混合物。所述的研磨桶61內還設置有升降機64，所述的升降機64底部設置有研磨盤65，所述的研磨盤65上具有傾斜設置的環形研磨面。所述升降機64頂部設置有帶動所述研磨盤65旋轉的轉動電機66，在所述的永磁體組63上方及所述的研磨盤65下方設置有浮板滑道67，浮板滑道67上設置有環形的研磨凹槽。所述的浮板滑道67表面光滑。所述的研磨桶61、所述的研磨盤65和所述的浮板滑67道都由無磁物制成。

還包括陶瓷球胚拋光裝置7，所述的陶瓷球胚拋光裝置包括拋光盤，所述的拋光盤上設置有拋光槽和拋光布。

還包括陶瓷球胚運輸裝置8，所述的陶瓷球胚運輸裝置8連接所述的陶瓷球胚造型裝置5、所述的陶瓷球胚研磨裝置6和所述的陶瓷球胚拋光裝置7。所述的陶瓷球胚運輸裝置8包括檢測裝置，所述的檢測裝置包括傾斜滑道81，所述的傾斜滑道81表面光滑，所述的傾斜滑道81呈上小下大的扇形，所述的傾斜滑道81上部連接進入滑道82，所述的傾斜滑道81下部連接出口滑道，所述的出口滑道包括正對所述的進入滑道82的標準出口83和位于所述標準出口83兩側的循環出口84。所述的進入滑道82寬度與所述陶瓷球胚直徑相同，所述的標準出口83寬度與所述陶瓷球胚直徑相同。所述的標準出口83與所述的循環出口84之間設置有彈性檔條85。

本發明是制造抗沖擊陶瓷滾珠的設備，其具體的制造流程為通過運載軌道41運輸石墨包套10中的下包套蓋101，此時的下包套蓋101內部整潔干凈并且已經安裝上了廢料盒105。首先運載軌道41將下包套蓋101運送到3d打印裝置2的打印室21，通過轉運裝置將下包套蓋101轉運到的初次打印循環滑道22上的包套槽9，并通過包套槽9內的電動夾持塊91進行固定。然后通過初次打印循環滑道22將下包套蓋101送到樹脂3d打印機26正下方，樹脂3d打印機26將樹脂打印在下包套蓋101底部覆蓋住廢料槽106，但樹脂并不流入廢料槽106內，只是封住廢料槽106上并且成一定的厚度的樹脂底座。然后下包套蓋101通過前光電檢測探測頭28，前光電檢測探測頭28檢測樹脂底座的形狀以及厚度是否符合規定，如果不符合規定則此下包套蓋101通過和前缺陷物轉移臂213轉移到回收滑道頭211上的包套槽9，如果符合規定則通過轉移器25轉移到再次打印循環滑道23上的包套槽9。通過再次打印循環滑道23將將下包套蓋101送到石墨3d打印機27正下方，石墨3d打印機27將在樹脂底座上打印出石墨骨架，石墨骨架的形狀和厚度需要根據實際情況設計。然后下包套蓋101通過后光電檢測探測頭29，如果不符合規定則此下包套蓋101通過和后缺陷物轉移臂214轉移到回收滑道頭211上的包套槽9，如果符合規定則轉移到運載軌道41進入注料裝置3。不合格的下包套蓋101通過回收滑道頭211會進入到清洗腔212，在清洗腔212內通過切削、清洗、烘干等步驟將打印物清楚，然后通過循環機械臂215將干凈的下包套蓋101重新放入到初次打印循環滑道22進行3d打印流程。

運載軌道41把打印完成的下包套蓋101送入到注料室31內的循環滑道32上。下包套蓋101在循環滑道32上首先遇到合模器33，由于合模器33與包套槽9之間具有定位裝置，下包套蓋101可以停留在合模器33正下方，然后通過合模器33就能將上包套蓋102與下包套蓋101相互旋緊形成石墨包套10。然后石墨包套10繼續前進，在注料器34下方停留。由于注料器34與包套槽9之間具有定位裝置，石墨包套10可以停留在注料器34正下方，這樣方便注料器34上的注料嘴對準注料口107，同時注料嘴上還設置有彈性圍欄，彈性圍欄上有的密封膠條，在注料時密封膠條可以緊貼石墨包套10防止漏料。最主要的是，在注料是需要開啟超聲波振動器，通過超聲波振動器發出的超聲波讓在注料過程中石墨包套10內陶瓷粉末發生振動，產生流動性，避免石墨骨架的而阻礙，讓陶瓷粉末均勻的分布在石墨包套10內，讓陶瓷粉末密度均勻。注料完成后石墨包套10繼續前進，在密封器35下方停留。由于密封器35與包套槽9之間具有定位裝置，石墨包套10可以停留在密封器35正下方，然后通過密封器35就能將上包套蓋102與密封蓋112相互旋緊形成密封。

密封完成后石墨包套10通過運載軌道41進入熱等靜壓裝置1，在轉運裝置42的作用下將石墨包套10均勻的放到所述的石墨固定桿14上。封閉加壓爐11，然后通過加壓裝置12和加熱裝置13對加壓爐11內加壓加熱，石墨包套10受到熱等靜壓作用。由于石墨材料熔點高于陶瓷材料熔點，加壓爐11加熱的溫度不超過石墨的熔融溫度，具體的溫度和壓力需要根據實際情況進行設置。又因為陶瓷材料熔點和樹脂材料熔點差距過大，在加壓加熱時樹脂底座會迅速熔融進入到廢料槽106內，此時樹脂底座熔融后形成的空間會被陶瓷粉末代替，并且部分陶瓷粉末會進入到廢料槽106內。而石墨骨架在骨架結構的限制下不會移動依然處于中心位置。熱等靜壓結束后石墨包套10內的陶瓷粉末形成陶瓷球胚。

熱等靜壓結束后，將石墨包套10冷卻，然后送入到陶瓷球胚造型裝置5，首先石墨包套10將在陶瓷球胚造型裝置5中的包套開啟裝置51開啟。通過包套固定機械臂511將石墨包套10中的下包套蓋101固定，然后通過上螺紋旋轉器512將上包套蓋102打開，打開后通過位于上螺紋旋轉器512下方的切割裝置514將注料口107上多余的陶瓷凸起切除。然后通過下螺紋旋轉器513將廢料盒105旋開，通過位于下螺紋旋轉器513下方的切割裝置514將形成與廢料槽周邊的陶瓷凸起割掉。然后通過電動升降柱515從廢料槽穿到下包套蓋101內將陶瓷球胚100頂出。陶瓷球胚100拿出后放入到陶瓷滾珠球胚定位裝置52上的包覆器524內。由于包覆器524的形狀已經為公知，然后可以通過設置將若干個包覆器524合攏后內部空腔的形狀設置為球型。如果陶瓷球胚100拿出后并不類圓，會使陶瓷球胚100與包覆器524內表面具有空隙，如果只是細微差別則無較大的關系。然后將水刀切割裝置53移動到預定位置并且開啟。通過包覆器524內的旋轉鈕帶動柔性旋轉片轉動，從而讓陶瓷球胚100發生自轉，在陶瓷球胚100自轉時可以隨時的調節任一一個包覆器524內的旋轉鈕，如果陶瓷球胚100的形狀與包覆器524內形成的圓心空間有差異，則自轉時陶瓷球胚100凸出部分就會接觸到水刀切割裝置53，通過水刀噴頭532切割掉多余的部分，陶瓷球胚100表面凹陷與瑕疵切割完后然后陶瓷球胚100就會類圓，就會與包覆器524充分接觸，這時陶瓷球胚100造型完成。但此時陶瓷球胚100仍不完美，表面粗糙。

通過陶瓷球胚運輸裝置8將陶瓷球胚100運輸到陶瓷球胚研磨裝置6，將陶瓷球胚放入到浮板滑道67上，然后開動轉動電機66，轉動電機66帶動研磨盤65高速旋轉，研磨盤65的旋轉速度需要達到3000轉以上，最好在4000-5000轉之間。本申請的研磨采用磁懸浮研磨技術，此技術以磁流體動力學為基礎，通過將陶瓷球胚100放置在充滿磁流體、磨料和水混合物的研磨桶61內，通過研磨桶61底部的永磁體組63產生具有磁場梯度的特殊磁場，讓磁流體中的磁性粒子向強磁場方向運動，對磨料產生反向浮力，懸浮在磁流體中。并給予處在浮板滑道67和研磨盤65之間的陶瓷球胚100壓力，但是這個壓力微小且是彈性可控的。當研磨盤65高速旋轉后，在浮板滑道67的摩擦力和磁流體的膠粘力的作用下陶瓷球胚環繞研磨桶公轉，同時進行自傳，此時陶瓷球胚與研磨盤65相對滑動，與懸浮在磁流體中的磨料相對滑動進行研磨作用。由于研磨過程中施加于陶瓷球胚的壓力很小且有彈性，極大的減少了研磨過程中在陶瓷球胚表面出現凹坑、劃痕和裂紋等缺陷。并且研磨速度是機械研磨的數十倍。研磨結束陶瓷球胚100將通過陶瓷球胚運輸裝置8上的檢測裝置進入陶瓷球胚拋光裝置7，如果陶瓷球胚100研磨良好則陶瓷球胚100會從進入滑道82直線滾到標準出口83進入陶瓷球胚拋光裝置7，如果陶瓷球胚100有瑕疵，則在瑕疵的作用下不會走直線而是會滾到循環出口84處，從循環出口84再次進入陶瓷球胚研磨裝置6。陶瓷球胚100經過陶瓷球胚拋光裝置7超精細拋光后就形成陶瓷滾珠。通過本設備能夠生產出具有抗沖擊性強的陶瓷滾珠，使得陶瓷軸承適用于車輛，增強車輛的性能，解決以往陶瓷軸承抗沖擊性不佳無法應用于車輛的問題。