專利名稱：單溝道單滾道軸承超精研磨機的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種軸承研磨機，尤其涉及一種單溝道單滾道軸承超精研磨機。
背景技術：
軸承是廣泛應用于機械領域的一種零件，隨著機械技術的進步，對軸承的 精密度要求日趨提高。軸承與軸的精密度直接關系到機械系統的性能和壽命。 例如一種用于水泵的單溝道單滾道軸承，其中在溝道與軸之間通過鋼珠配合， 在滾道與軸之間通過滾針配合，因此溝道表面的粗糙度、溝道圓度等是加工的 關鍵。
目前使用一種手工超精研磨機來加工此類軸承，其一般是設有至少一個手 動工位，然后由工人持工件在工位上進行研磨加工。這種手工設備存在一些顯 著的缺點，首先是效率問題，手工設備需要人工上料、下料，耗時多， 一人只 能操縱一臺設備；其次，手工研磨機超精研磨工件需分粗超、精超兩個步驟， 節拍慢，效率低，并且工件的溝道、滾道超精研磨兩道工序需分別由2臺設備 分別加工，非常不便；再者，手動超精研磨的工件溝道較為粗糙(粗糙度較高)， 溝道圓度不高，溝道的溝徑差不穩定，導致質量不高；最后，手動控制的超精 研磨機無外防護，不夠安全。

發明內容
本發明所要解決的技術問題是提供一種全自動加工的具有更高精度的單 溝道單滾道軸承超精研磨機。
本發明為解決上述技術問題而采用的技術方案是提供一種單溝道單滾道 軸承超精研磨機，包括具有一操作臺的機架、以及設于機架的操作臺上的工件 座、研磨裝置和上料裝置，其中所述工件座包括平行設置的四個滾筒，其中 兩個滾筒為一組，形成滾道研磨工位，另外兩個滾筒為一組，形成溝道研磨工位；所述研磨裝置包括一滾道研磨裝置和一溝道研磨裝置，所述滾道研磨裝置 用以進行滾道的加工，其對應所述滾道研磨工位設置，所述溝道研磨裝置用以 進行溝道的加工，其對應所述溝道研磨工位設置；所述上料裝置包括一橫跨所 述工件座上方的龍門架、設于所述龍門架上的第一、第二橫移機構、以及分別 與第一、第二橫移機構連接的第一、第二機械手，其中第一機械手用以將工件 送至所述滾道研磨工位，第二機械手用以將工件由所述滾道研磨工位送至所述 溝道研磨工位。
上述的單溝道單滾道軸承超精研磨機，其中所述滾道研磨裝置包括 一座 體、 一水平移位氣缸、 一振蕩拖板、 一垂直移位氣缸、 一振蕩頭、以及一振蕩 驅動機構；所述水平移位氣缸設于座體一側，所述振蕩拖板設于座體另一側， 并與水平移位氣缸連接；所述垂直移位氣缸設于所述振蕩拖板上，所述振蕩頭
也設于所述振蕩拖板上，并與垂直移位氣缸連接；振蕩拖板具有一振蕩桿，振 蕩桿一端與所述振蕩驅動機構連接，振蕩桿另一端與所述振蕩頭連接。
上述的單溝道單滾道軸承超精研磨機，其中所述振蕩頭包括設于振蕩頭端 部的油石夾、設于油石夾上的油石。
上述的單溝道單滾道軸承超精研磨機，其中所述溝道研磨裝置包括一座 體， 一水平移位氣缸、 一擺動拖板、 一垂直移位氣缸、 一擺頭、以及一擺動驅 動機構；所述水平移位氣缸設于座體一側，所述擺動拖板設于座體另一側，并 與水平移位氣缸連接；所述垂直移位氣缸設于所述擺動拖板上，所述擺頭也設 于所述擺動拖板上，并與垂直移位氣缸連接；且擺動拖板具有一擺軸，擺軸一 端與所述擺動驅動機構連接，擺軸另一端與所述擺頭連接。
上述的單溝道單滾道軸承超精研磨機，其中所述擺頭包括設于擺頭端部的 油石夾、設于油石夾上的油石、設于油石上方的壓板、以及對所述壓板加壓的 油石補償氣缸。
上述的單溝道單滾道軸承超精研磨機，其中所述每組兩個滾筒是由同一電 機驅動。
上述的單溝道單滾道軸承超精研磨機，其中所述機架上設有封閉罩殼。 上述的單溝道單滾道軸承超精研磨機，其中還包括油液提供裝置，其具有
第一輸油管和第二輸油管，用以分別向所述溝道研磨工位和滾道研磨工位提供
超精油液。
本發明由于采用上述技術方案，使之與現有技術相比，具有如下有益效果1. 相比過去的手動操作，本發明的全自動超精研磨機全過程自動循環， 提高了防護安全；
2. 以機械手的上料代替過去的人工上料，動作穩定可靠，并使一人可以 操縱多個設備；
3. 以氣缸代替彈簧來控制溝道研磨中的擺頭壓力，穩定保證溝道的溝徑
值；
4. 研磨過程中油石可以自動補償，擺動中心不變；
5. 工件一次性超精研磨，節奏快、效率高；
6. 工件溝道、滾道超精研磨兩道工序由1臺設備就可完成。
以下結合附圖和具體實施例說明本發明的特征和優點，其中


圖1是本發明的單溝道單滾道軸承超精研磨機前側一個角度的立體圖。
圖2是本發明的單溝道單滾道軸承超精研磨機前側另一個角度的立體圖。
圖3是本發明的單溝道單滾道軸承超精研磨機后側的立體圖。
圖4是本發明的單溝道單滾道軸承超精研磨機的滾道加工裝置的結構示意圖。
圖5是本發明的單溝道單滾道軸承超精研磨機的溝道加工裝置的結構示意圖。
圖6是本發明中的擺頭的剖面結構示意圖。
圖7是本發明的單溝道單滾道軸承超精研磨機的上料裝置結構示意圖。 圖8是本發明的單溝道單滾道軸承超精研磨機的電控系統結構框圖。
具體實施例方式
請參閱圖1 圖3所示，本發明的單溝道單滾道軸承超精研磨機包括機 架10、工件座11、研磨裝置、以及上料裝置13。機架床身采用焊接結構，并 低溫回火處理，床身上放置有一大厚度的鑄鐵板101，作為操作臺，工件座11、 研磨裝置、以及上料裝置13設置在鑄鐵板101上，以保持相對位置固定不變。 同時，床身上可安裝全封閉的罩殼(圖中未示)，用于防止加工中用于冷卻工 件(即軸承)的冷卻油霧的飛濺。
工件座11設于機架IO后側的中央，它具有平行設置的四個滾筒111，分別設在四個工件主軸112上，其中以兩個滾筒為一組，其間可放置待加工的工 件，分別形成滾道研磨工位和溝道研磨工位。如圖1所示，右邊的工位為滾道 研磨工位，左邊的工位為溝道研磨工位。然而在軸承中，對滾道和溝道的加工 順序并無限制，因此也可以是右邊為溝道研磨工位，左邊為滾道研磨工位。在 后面的敘述中，為簡化起見，以上述的第一種設置為例說明。請參閱圖3所示， 組成一個研磨工位的一組(即兩個)滾筒111是由同一電機113或114進行驅 動，以保持其同步。以圖3中左側的工位為例，電機113通過皮帶輪帶動鄰近 的主軸(進而設于其上的滾筒111)旋轉，并通過使一摩擦筒115上升到與兩 個滾筒lll接觸來帶動另一個滾筒同步旋轉。同理，摩擦筒116也起相同作用。 研磨裝置用于對工件座11中對應工位中的工件進行加工。研磨裝置包括 對應滾道研磨工位的滾道研磨裝置20，和對應于溝道研磨工位的溝道研磨裝置 30。其中，請參閱圖l、圖2所示，滾道研磨裝置20與溝道研磨裝置30結構 類似，下面首先結合圖4描述滾道研磨裝置20的結構，其包括一座體21，座 體前側設有一水平移位氣缸22，座體后側設有振蕩拖板24，振蕩拖板24與水 平移位氣缸23連接，在水平移位氣缸22伸縮時，振蕩拖板24可隨之前后(即 Y軸方向)移動。振蕩拖板24上設有垂直移位氣缸25和用于滾道加工的振蕩 頭26，振蕩頭26與垂直移位氣缸25連接，并受垂直移位氣缸25驅動，產生 一上下移動(Z軸方向)，且該振蕩頭26處于滾道研磨工位的滾筒的前方。座 體21上并設有一電機23，該電機例如與一曲軸及一連桿組成振蕩驅動機構， 其中連桿可輸出一Y方向的振動。由于能輸出此振蕩的驅動機構已為本領域技 術人員所熟知，在此不再展開描述。振蕩拖板24具有一振蕩桿(圖中未示)， 振蕩桿一端與該連桿連接，振蕩桿另一端連接振蕩頭26，通過振蕩桿的傳遞作 用，振蕩頭26也具有Y方向的振動。振蕩頭26可進一步包括設于振蕩頭端部
的油石夾、和設于油石夾上的油石，由油石對工件進行研磨。
下面結合圖5描述溝道研磨裝置30的結構，該裝置包括一座體31，座體 前側設有一水平移位氣缸32，座體后側設有擺動拖板34，擺動拖板34與水平 移位氣缸32連接，在水平移位氣缸32伸縮時，擺動拖板34隨之前后(即Y 方向)移動。擺動拖板34上設有一垂直移位氣缸35和用于溝道加工的擺頭36， 擺頭36與垂直移位氣缸35連接，并受垂直移位氣缸驅動，以產生上下移動(Z 方向)，且擺頭36處于溝道研磨工位的滾筒的后方。座體31上并設有一電機 33，該電機例如與一曲軸、 一連桿及一擺臂組成一擺動驅動機構，其中電機驅動曲軸和連桿，輸出一前后運動(Y軸方向)，再通過擺臂輸出一繞Y軸的轉 角擺動。由于能輸出此擺動的驅動機構已為本領域技術人員所熟知，在此不再 展開描述。擺動拖板34具有一擺軸(圖中未示)，擺軸一端與擺臂連接，擺 軸另一端連接擺頭36，通過擺軸的傳遞作用，擺頭36具有繞Y軸的轉角擺動 方向R。參閱圖6所示，擺頭36進一步包括設于擺頭端部的油石夾361、設于 油石夾上的油石362、設于油石上方的壓板363、以及設于壓板363上的油石 補償氣缸364。其中，油石補償氣缸364使油石362上下移動，而油石362用 于工件的研磨，由于油石會隨研磨而損耗，因而油石補償氣缸364通過壓板363 對油石362保持向下的壓力，使其自動補償。這種自動補償技術可以保證所研 磨的溝道的圓度。
請結合圖7參閱圖1所示，上料裝置13包括一橫跨工件座11上方的龍門 架131、設于龍門架131上的第一、第二橫移機構132、 133、以及分別與第一、 第二橫移機構132、 133連接的第一、第二機械手134、 135。其中，第一機械 手134用以將一工件51從機架右邊的進料槽40送至右邊的滾道研磨工位，第 二機械手135用以將經過滾道研磨后的工件52由滾道研磨工位送至溝道研磨 工位。上述第一、第二橫移機構132、 133由氣缸136驅動，具有X方向移動 能力，而第一、第二機械手134、 135分別由氣缸137、 138驅動，具有Z方向 移動能力。
如圖1所示，在左邊的溝道研磨工位的下方，設有一排料槽41，當溝道研 磨完畢后，溝道研磨工位的其中一滾筒可相對另一滾筒移動，使工件下落至排 料槽41中排出。
此外，在滾道研磨工位和溝道研磨工位的上方，分別設有第一油管117、 第二油管(圖未示)，它們和設于機身內或機身外的超精油液箱組成油液提供 裝置。在研磨時，第一、第二油管從超精液箱中輸出油液對該兩個工位進行油 液冷卻和潤滑，以保證研磨的順利進行。
圖8是本發明的單溝道單滾道軸承超精研磨機的電控系統結構框圖。請參 閱圖8所示，本發明的電控系統包括一PLC60、 一觸摸屏61、兩個變頻器62、 兩個直流無刷驅動器63、多個電磁閥64、多個接近開關65、及多個按鈕開關 66。其中PLC60用于研磨機的工作過程控制，其具有一RS232接口 601，與觸 摸屏61連接， 一輸入接口 602，與接近開關和按鈕開關連接，以及一輸出接口 603，與變頻器62、兩個電機驅動器63及多個電磁閥64連接，其中變頻器62和電機驅動器63需先經繼電器67驅動。觸摸屏61可顯示系統工作參數，并 可接收使用者的輸入設定。兩個變頻器62用以分別驅動滾筒111的電機113、 114。兩個直流無刷驅動器用以驅動研磨裝置的電機23、 33。接近開關65用于 檢測各個部件的位置，例如機械手的上、下位置，振蕩頭、擺頭的位置等，本 領域技術人員可根據檢測需要設置在適當位置。多個電磁閥64則用于控制各 氣缸的動作。上述電控系統對于各部件的控制，將通過下面對本發明的超精研 磨機的工作過程描述而變得清楚，本領域技術人員可根據該過程實現對PLC的 編程。
下面描述本發明的單溝道單滾道超精研磨機的工作過程。請根據需要參閱 圖1 圖7所示，開機后，兩個工位的滾筒111 一直保持滾動，首先由第一機 械手134從進料槽40夾取工件(即軸承)，平移至滾道研磨工位后放下，然 后水平移位氣缸22驅動振蕩拖板24向后(+Y方向)移動，振蕩頭26跳進軸 承內部，接著，垂直移位氣缸25使振蕩頭26下壓(-Z方向)至與工件接觸， 對工件進行滾道加工。加工完畢后，振蕩頭26上跳(+Z方向)，并從軸承內 退出(-Y方向)。第二機械手135將工件送至溝道研磨工位放下，然后由溝道 研磨裝置30的擺頭36向前(-Y方向)移動，擺頭36跳進軸承內部，接著， 垂直移位氣缸35使擺頭36下壓(-Z方向)至與工件接觸，對工件進行溝道加 工。加工完畢后，擺頭36上跳(+Z方向)，并從軸承內退出(+Y方向)。溝 道研磨工位的其中一滾筒111相對另一滾筒移動，使工件下落至排料槽41中， 完成工件加工。
綜上所述，本發明的全自動超精研磨機與過去的手工操作研磨機相比，具 有以下優點
1. 實現了全過程自動循環，整個過程無須人工干預，提高了工作效率和 防護安全；
2. 以機械手的上料代替過去的人工上料，動作穩定可靠，并使一人可以 操縱多個設備；
3. 以氣缸代替彈簧來控制溝道研磨中的擺頭壓力，穩定保證溝道的溝徑
值；
4. 研磨過程中油石可以自動補償，擺動中心不變；
5. 工件一次性超精研磨，節奏快、效率高；
6. 工件溝道、滾道超精研磨兩道工序由1臺設備就可完成。以上的實施例說明僅為本發明的較佳實施例說明，本領域技術人員可依據 本發明的上述實施例說明而作出其它種種等效的替換及修改。然而這些依據本 發明實施例所作的種種等效替換及修改，屬于本發明的發明精神及由權利要求 所界定的專利范圍內。
權利要求
1.一種單溝道單滾道軸承超精研磨機，其特征在于包括具有一操作臺的機架、以及設于機架的操作臺上的工件座、研磨裝置和上料裝置，其中所述工件座包括平行設置的四個滾筒，其中兩個滾筒為一組，形成滾道研磨工位，另外兩個滾筒為一組，形成溝道研磨工位；所述研磨裝置包括一滾道研磨裝置和一溝道研磨裝置，所述滾道研磨裝置用以進行滾道的加工，其對應所述滾道研磨工位設置，所述溝道研磨裝置用以進行溝道的加工，其對應所述溝道研磨工位設置；所述上料裝置包括一橫跨所述工件座上方的龍門架、設于所述龍門架上的第一、第二橫移機構、以及分別與第一、第二橫移機構連接的第一、第二機械手，其中第一機械手用以將工件送至所述滾道研磨工位，第二機械手用以將工件由所述滾道研磨工位送至所述溝道研磨工位。
2. 如權利要求1所述的單溝道單滾道軸承超精研磨機，其特征在于，所 述滾道研磨裝置包括 一座體、 一水平移位氣缸、 一振蕩拖板、 一垂直移位氣 缸、 一振蕩頭、以及一振蕩驅動機構；所述水平移位氣缸設于座體一側，所述 振蕩拖板設于座體另一側，并與水平移位氣缸連接；所述垂直移位氣缸設于所 述振蕩拖板上，所述振蕩頭也設于所述振蕩拖板上，并與垂直移位氣缸連接； 振蕩拖板具有一振蕩桿，振蕩桿一端與所述振蕩驅動機構連接，振蕩桿另一端 與所述振蕩頭連接。
3. 如權利要求2所述的單溝道單滾道軸承超精研磨機，其特征在于，所 述振蕩頭包括設于振蕩頭端部的油石夾、以及設于油石夾上的油石。
4. 如權利要求1所述的單溝道單滾道軸承超精研磨機，其特征在于，所 述溝道研磨裝置包括一座體， 一水平移位氣缸、 一擺動拖板、 一垂直移位氣缸、 一擺頭、以及一擺動驅動機構；所述水平移位氣缸設于座體一側，所述擺動拖 板設于座體另一側，并與水平移位氣缸連接；所述垂直移位氣缸設于所述擺動 拖板上，所述擺頭也設于所述擺動拖板上，并與垂直移位氣缸連接；且擺動拖 板具有一擺軸，擺軸一端與所述擺動驅動機構連接，擺軸另一端與所述擺頭連接。
5. 如權利要求4所述的單溝道單滾道軸承超精研磨機，其特征在于，所述擺頭包括設于擺頭端部的油石夾、設于油石夾上的油石、設于油石上方的壓 板、以及對所述壓板加壓的油石補償氣缸。
6. 如權利要求1所述的單溝道單滾道軸承超精研磨機，其特征在于，所述每組兩個滾筒是由同一電機驅動。
7. 如權利要求1所述的單溝道單滾道軸承超精研磨機，其特征在于，所 述機架上設有封閉罩殼。
8. 如權利要求1所述的單溝道單滾道軸承超精研磨機，其特征在于，還 包括油液提供裝置，其具有第一輸油管和第二輸油管，用以分別向所述溝道研 磨工位和滾道研磨工位提供超精油液。
全文摘要
本發明公開一種單溝道單滾道軸承超精研磨機，包括具有一操作臺的機架、以及設于機架的操作臺上的工件座、研磨裝置和上料裝置，其中工件座包括四個滾筒，其中以兩個滾筒為一組，分別形成滾道研磨工位和溝道研磨工位；研磨裝置包括一滾道研磨裝置，用以進行滾道的加工，其對應所述滾道研磨工位設置，以及一溝道研磨裝置，用以進行溝道的加工，其對應所述溝道研磨工位設置；上料裝置包括一橫跨工件座上方的龍門架、設于龍門架上的第一、第二橫移機構、以及分別與第一、第二橫移機構連接的第一、第二機械手，其中第一機械手用以將工件送至滾道研磨工位，第二機械手用以將工件由滾道研磨工位送至溝道研磨工位。本發明具有全自動運行、加工精確等諸多優點。
文檔編號B24B35/00GK101306513SQ20071004080
公開日2008年11月19日 申請日期2007年5月18日 優先權日2007年5月18日
發明者楊伯南, 程建偉, 宏 范 申請人:上海奔球精密機械有限公司