專利名稱：雙溝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，尤其涉及一種雙溝道軸承超精研磨機。
技術背景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雙溝道軸承，其中在溝道與軸之間通過鋼珠配合，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。但是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；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雙 溝道軸承超精研磨機。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雙溝道軸承超 精研磨機，包括具有一操作臺的機架、以及設于操作臺上的工件座、研磨裝置、 以及上料裝置，其中所述工件座包括平行設置的三個滾筒，其中相鄰的兩個 滾筒間分別形成一研磨工位；所述研磨裝置包括兩個溝道研磨裝置，分別對應 所述兩個研磨工位設置，用以對研磨工位中的工件進行溝道加工；所述上料裝 置包括一設于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其中一個溝道研磨工位，第二機械手用以將工件由其中一 個溝道研磨工位送至另一個溝道研磨工位。上述的雙溝道軸承超精研磨機中，每個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；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。上述的雙溝道軸承超精研磨機中，所述擺頭包括設于擺頭前端的油石夾、 設于油石夾的油石、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。上述的雙溝道軸承超精研磨機中，所述三個滾筒是由同一電機驅動。 上述的雙溝道軸承超精研磨機中，還包括一油液提供裝置，其具有第一輸 油管和第二輸油管，分別向所述兩個溝道研磨工位提供潤滑油。上述的雙溝道軸承超精研磨機中，所述機架上設有封閉罩殼。 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，不需經過粗超，節奏快、效率高。
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是本發明的雙溝道軸承超精研磨機前側的立體圖。圖2是本發明的雙溝道軸承超精研磨機后側的立體圖。圖3是本發明的雙溝道超精研磨機的溝道研磨裝置的結構示意圖。圖4是圖3所示溝道研磨裝置的擺頭剖面結構示意圖。圖5是本發明的雙溝道超精研磨機的上料裝置結構示意圖。圖6是本發明的雙溝道超精研磨機的電控系統結構框圖。
具體實施方式
請參閱圖1所示，本發明的軸承超精研磨機包括機架10、工件座11、研 磨裝置12、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ll、研磨裝置12、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設于鑄鐵板101后側的中央，它具有平行設置的三個滾筒111， 分別設在三個工件主軸112上，其中相鄰的兩個滾筒111間可放置待加工的工 件，由此分別形成2個研磨工位，分別用以加工軸承的兩個溝道。請參閱圖2所示，在一個實施例中，上述三個滾筒111是由同一電機113 進行驅動，以保持其同步。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，并通過使兩個摩擦筒114上升到相鄰兩個滾筒111之間， 產生摩擦來依次帶動另外兩個滾筒同步旋轉。研磨裝置12包括對應兩個研磨工位的兩個溝道研磨裝置12，其結構基本 相同，其中右邊的研磨裝置12用于加工軸承的第一個溝道(例如前側的溝道)， 左邊的研磨裝置12用于加工軸承的第二個溝道(例如后側的溝道)。請參照圖3，以右邊的研磨裝置12為例，其包括一座體121，座體121前 側一水平移位氣缸122，座體后側設有擺動拖板124,擺動拖板124與水平移 位氣缸122連接，在水平移位氣缸122伸縮時，擺動拖板124隨之前后(即Y 方向)移動。擺動拖板124上設有一垂直移位氣缸125，以及用于溝道加工的 擺頭126，擺頭126與垂直移位氣缸125連接，并受垂直移位氣缸驅動，產生 一上下移動(Z方向)，且此擺頭126處于該溝道研磨工位的滾筒的前方，用 以加工軸承前側的溝道。座體121上并設有一電機123，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123驅動曲軸和連桿，輸出一 前后運動(Y軸方向)，然后連桿驅動擺臂輸出一繞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124具有一擺軸(圖中未示)，擺軸一端與該擺臂連接，擺軸另一端連接擺頭126。由于擺軸的傳遞作用，擺頭126具有繞Y軸的轉角擺動方向R。請 結合參閱圖3、圖4所示，擺頭126進一步包括設于擺頭端部的油石夾1261、 設于油石夾1261上的油石1262、設于油石1262上方的壓板1263、以及對壓 板加壓的油石補償氣缸1264。其中，油石補償氣缸1264使油石1262上下移動， 而油石1262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 1264通過壓板1263對油石1262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。左邊的研磨裝置與右邊的研磨裝置基本相同，其相同的結構采用相同的標 號，不再贅述；其區別僅在于，左邊的研磨裝置的擺頭是位于對應的溝道研磨 工位的后方，用以加工軸承后側的溝道，如圖1所示。當然，也可以將左右兩 邊的擺頭的位置互換，以先加工軸承后側的溝道，再加工軸承前側的溝道。請結合圖5參閱圖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20送至右邊的溝道研磨工位，第 二機械手135用以將經過該溝道研磨后的工件52送至左邊的溝道研磨工位。 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。此外，加工完畢后，該研磨機是通過下述方式排料三個滾筒lll中的外 側兩個滾筒向外平移而產生一間隙，使每個工位中的工件下落。可在左邊的溝 道研磨工位下方設置一下料道(圖未示)，通過下料道將工件送出機架。再者，在兩個溝道研磨工位的上方，還可分別設有油管(圖未示)，它和 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，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6是本發明的雙溝道軸承超精研磨機的電控系統結構框圖。請參閱圖6 所示，本發明的電控系統包括一 PLC 30、 一觸摸屏31、 一變頻器32、兩個直 流無刷驅動器33、多個電磁閥34、多個接近開關35、及多個按鈕開關36。其 中PLC 30用于研磨機的工作過程控制，其具有一 RS232接口 301，與觸摸屏 31連接， 一輸入接口 302，與接近開關和按鈕開關連接，以及一輸出接口 303， 與變頻器32、兩個電機驅動器33及多個電磁閥34連接。其中變頻器32與電機驅動器33需經過繼電器37驅動。觸摸屏31可顯示系統工作參數，并可接 收使用者的輸入設定。變頻器32用以分別驅動滾筒111的電機113。兩個直流 無刷驅動器用以驅動兩個研磨裝置的電機123。接近開關35用于檢測各個部件 的位置，例如機械手的上、下位置，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34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軸承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。下面描述本發明的雙溝道超精研磨機的工作過程。請根據需要參閱圖l 圖5所示，開機后，兩個工位的三個滾筒lll一直保持滾動，首先由第一機械 手134從進料槽20夾取工件(即軸承)，平移至右邊的溝道研磨工位后放下， 然后水平移位氣缸122驅動擺動拖板124向后(+Y方向)移動，擺動頭126跳 進軸承內部，接著，垂直移位氣缸125使擺頭126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將工件送至左邊的溝道研磨工位放下，然 后由溝道研磨裝置12的擺頭126向前(-Y方向)移動，擺頭126跳進軸承內 部，接著，垂直移位氣缸125使擺頭126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126上跳(+Z方向)，并從軸承內退出(+Y 方向)。兩個溝道研磨工位的外側的兩個滾筒111相對中間的滾筒移動，使工 件下落至下料道中，完成工件加工。綜上所述，本發明的軸承超精研磨機與現有手工研磨機相比有以下優點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，不需經過粗超，節奏快、效率高。 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
1.一種雙溝道軸承超精研磨機，其特征在于包括具有一操作臺的機架、以及設于操作臺上的工件座、研磨裝置、以及上料裝置，其中所述工件座包括平行設置的三個滾筒，其中相鄰的兩個滾筒間分別形成一研磨工位；所述研磨裝置包括兩個溝道研磨裝置，分別對應所述兩個研磨工位設置，用以對研磨工位中的工件進行溝道加工；所述上料裝置包括一設于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其中一個溝道研磨工位，第二機械手用以將工件由其中一個溝道研磨工位送至另一個溝道研磨工位。
2. 如權利要求1所述的雙溝道軸承超精研磨機，其特征在于，每個所述 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；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。
3. 如權利要求2所述的雙溝道軸承超精研磨機，其特征在于，所述擺頭 包括設于擺頭前端的油石夾、設于油石夾的油石、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。
4. 如權利要求1所述的雙溝道軸承超精研磨機，其特征在于，所述三個 滾筒是由同一電機驅動。
5. 如權利要求1所述的雙溝道軸承超精研磨機，其特征在于，還包括一 油液提供裝置，其具有第一輸油管和第二輸油管，分別向所述兩個溝道研磨工 位提供潤滑油。
6. 如權利要求1所述的雙溝道軸承超精研磨機，其特征在于，所述機架 上設有封閉罩殼。
全文摘要
本發明公開一種雙溝道軸承超精研磨機，包括具有一操作臺的機架、以及設于操作臺上的工件座、研磨裝置、以及上料裝置，其中所述工件座包括平行設置的三個滾筒，其中相鄰的兩個滾筒間分別形成一研磨工位；所述研磨裝置包括兩個溝道研磨裝置，分別對應所述兩個研磨工位設置，用以對研磨工位中的工件進行溝道加工；所述上料裝置包括一設于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其中一個溝道研磨工位，第二機械手用以將工件由其中一個溝道研磨工位送至另一個溝道研磨工位。本發明具有全自動運行、加工精確等諸多優點。
文檔編號B24B57/00GK101306515SQ200710040809
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