專利名稱：單溝道單滾道軸承超精研磨機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種軸承研磨機(jī)，尤其涉及一種單溝道單滾道軸承超精研磨機(jī)。
背景技術(shù)：
軸承是廣泛應(yīng)用于機(jī)械領(lǐng)域的一種零件，隨著機(jī)械技術(shù)的進(jìn)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(guān)系到機(jī)械系統(tǒng)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(guān)鍵。
目前使用一種手工超精研磨機(jī)來加工此類軸承，其一般是設(shè)有至少一個手 動工位，然后由工人持工件在工位上進(jìn)行研磨加工。這種手工設(shè)備存在一些顯 著的缺點，首先是效率問題，手工設(shè)備需要人工上料、下料，耗時多， 一人只 能操縱一臺設(shè)備；其次，手工研磨機(jī)超精研磨工件需分粗超、精超兩個步驟， 節(jié)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(shè)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(wěn)定，導(dǎo)致質(zhì)量不高；最后，手動控制的超精 研磨機(jī)無外防護(hù)，不夠安全。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)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(jī)。
本發(fā)明為解決上述技術(shù)問題而采用的技術(shù)方案是提供一種單溝道單滾道 軸承超精研磨機(jī)，包括具有一操作臺的機(jī)架、以及設(shè)于機(jī)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(shè)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(jìn)行滾道的加工，其對應(yīng)所述滾道研磨工位設(shè)置，所述溝道研磨裝置用以 進(jìn)行溝道的加工，其對應(yīng)所述溝道研磨工位設(shè)置；所述上料裝置包括一橫跨所 述工件座上方的龍門架、設(shè)于所述龍門架上的第一、第二橫移機(jī)構(gòu)、以及分別 與第一、第二橫移機(jī)構(gòu)連接的第一、第二機(jī)械手，其中第一機(jī)械手用以將工件 送至所述滾道研磨工位，第二機(jī)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(jī)，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(qū)動機(jī)構(gòu)；所述水平移位氣缸設(shè)于座體一側(cè)，所述振蕩拖板設(shè)于座體另一側(cè)， 并與水平移位氣缸連接；所述垂直移位氣缸設(shè)于所述振蕩拖板上，所述振蕩頭
也設(shè)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(qū)動機(jī)構(gòu)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(jī)，其中所述振蕩頭包括設(shè)于振蕩頭端 部的油石夾、設(shè)于油石夾上的油石。
上述的單溝道單滾道軸承超精研磨機(jī)，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(qū) 動機(jī)構(gòu)；所述水平移位氣缸設(shè)于座體一側(cè)，所述擺動拖板設(shè)于座體另一側(cè)，并 與水平移位氣缸連接；所述垂直移位氣缸設(shè)于所述擺動拖板上，所述擺頭也設(shè) 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(qū)動機(jī)構(gòu)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(jī)，其中所述擺頭包括設(shè)于擺頭端部的 油石夾、設(shè)于油石夾上的油石、設(shè)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(jī)，其中所述每組兩個滾筒是由同一電 機(jī)驅(qū)動。
上述的單溝道單滾道軸承超精研磨機(jī)，其中所述機(jī)架上設(shè)有封閉罩殼。 上述的單溝道單滾道軸承超精研磨機(jī)，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(fā)明由于采用上述技術(shù)方案，使之與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下有益效果1. 相比過去的手動操作，本發(fā)明的全自動超精研磨機(jī)全過程自動循環(huán)， 提高了防護(hù)安全；
2. 以機(jī)械手的上料代替過去的人工上料，動作穩(wěn)定可靠，并使一人可以 操縱多個設(shè)備；
3. 以氣缸代替彈簧來控制溝道研磨中的擺頭壓力，穩(wěn)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(jié)奏快、效率高；
6. 工件溝道、滾道超精研磨兩道工序由1臺設(shè)備就可完成。
以下結(jié)合附圖和具體實施例說明本發(fā)明的特征和優(yōu)點，其中


圖1是本發(fā)明的單溝道單滾道軸承超精研磨機(jī)前側(cè)一個角度的立體圖。
圖2是本發(fā)明的單溝道單滾道軸承超精研磨機(jī)前側(cè)另一個角度的立體圖。
圖3是本發(fā)明的單溝道單滾道軸承超精研磨機(jī)后側(cè)的立體圖。
圖4是本發(fā)明的單溝道單滾道軸承超精研磨機(jī)的滾道加工裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖5是本發(fā)明的單溝道單滾道軸承超精研磨機(jī)的溝道加工裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖6是本發(fā)明中的擺頭的剖面結(jié)構(gòu)示意圖。
圖7是本發(fā)明的單溝道單滾道軸承超精研磨機(jī)的上料裝置結(jié)構(gòu)示意圖。 圖8是本發(fā)明的單溝道單滾道軸承超精研磨機(jī)的電控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖。
具體實施例方式
請參閱圖1 圖3所示，本發(fā)明的單溝道單滾道軸承超精研磨機(jī)包括機(jī) 架10、工件座11、研磨裝置、以及上料裝置13。機(jī)架床身采用焊接結(jié)構(gòu)，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(shè)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(shè)于機(jī)架IO后側(cè)的中央，它具有平行設(shè)置的四個滾筒111，分別設(shè)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(shè)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(jī)113或114進(jìn)行驅(qū) 動，以保持其同步。以圖3中左側(cè)的工位為例，電機(jī)113通過皮帶輪帶動鄰近 的主軸(進(jìn)而設(shè)于其上的滾筒111)旋轉(zhuǎn)，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(zhuǎn)。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(yīng)工位中的工件進(jìn)行加工。研磨裝置包括 對應(yīng)滾道研磨工位的滾道研磨裝置20，和對應(yīng)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(jié)構(gòu) 類似，下面首先結(jié)合圖4描述滾道研磨裝置20的結(jié)構(gòu)，其包括一座體21，座 體前側(cè)設(shè)有一水平移位氣缸22，座體后側(cè)設(shè)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(shè)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(qū)動，產(chǎn)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(shè)有一電機(jī)23，該電機(jī)例如與一曲軸及一連桿組成振蕩驅(qū)動機(jī)構(gòu)， 其中連桿可輸出一Y方向的振動。由于能輸出此振蕩的驅(qū)動機(jī)構(gòu)已為本領(lǐng)域技 術(shù)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(jìn)一步包括設(shè)于振蕩頭端部
的油石夾、和設(shè)于油石夾上的油石，由油石對工件進(jìn)行研磨。
下面結(jié)合圖5描述溝道研磨裝置30的結(jié)構(gòu)，該裝置包括一座體31，座體 前側(cè)設(shè)有一水平移位氣缸32，座體后側(cè)設(shè)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(shè)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(qū)動，以產(chǎn)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(shè)有一電機(jī) 33，該電機(jī)例如與一曲軸、 一連桿及一擺臂組成一擺動驅(qū)動機(jī)構(gòu)，其中電機(jī)驅(qū)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(zhuǎn) 角擺動。由于能輸出此擺動的驅(qū)動機(jī)構(gòu)已為本領(lǐng)域技術(shù)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(zhuǎn)角擺動 方向R。參閱圖6所示，擺頭36進(jìn)一步包括設(shè)于擺頭端部的油石夾361、設(shè)于 油石夾上的油石362、設(shè)于油石上方的壓板363、以及設(shè)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(shù)可以保證所研 磨的溝道的圓度。
請結(jié)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(shè)于龍門架131上的第一、第二橫移機(jī)構(gòu)132、 133、以及分別與第一、 第二橫移機(jī)構(gòu)132、 133連接的第一、第二機(jī)械手134、 135。其中，第一機(jī)械 手134用以將一工件51從機(jī)架右邊的進(jìn)料槽40送至右邊的滾道研磨工位，第 二機(jī)械手135用以將經(jīng)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(jī)構(gòu)132、 133由氣缸136驅(qū)動，具有X方向移動 能力，而第一、第二機(jī)械手134、 135分別由氣缸137、 138驅(qū)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(shè)有一排料槽41，當(dāng)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(shè)有第一油管117、 第二油管(圖未示)，它們和設(shè)于機(jī)身內(nèi)或機(jī)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(jìn)行油 液冷卻和潤滑，以保證研磨的順利進(jìn)行。
圖8是本發(fā)明的單溝道單滾道軸承超精研磨機(jī)的電控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖。請參 閱圖8所示，本發(fā)明的電控系統(tǒng)包括一PLC60、 一觸摸屏61、兩個變頻器62、 兩個直流無刷驅(qū)動器63、多個電磁閥64、多個接近開關(guān)65、及多個按鈕開關(guān) 66。其中PLC60用于研磨機(jī)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(guān)和按鈕開關(guān)連接，以及一輸出接口 603，與變頻器62、兩個電機(jī)驅(qū)動器63及多個電磁閥64連接，其中變頻器62和電機(jī)驅(qū)動器63需先經(jīng)繼電器67驅(qū)動。觸摸屏61可顯示系統(tǒng)工作參數(shù)，并 可接收使用者的輸入設(shè)定。兩個變頻器62用以分別驅(qū)動滾筒111的電機(jī)113、 114。兩個直流無刷驅(qū)動器用以驅(qū)動研磨裝置的電機(jī)23、 33。接近開關(guān)65用于 檢測各個部件的位置，例如機(jī)械手的上、下位置，振蕩頭、擺頭的位置等，本 領(lǐng)域技術(shù)人員可根據(jù)檢測需要設(shè)置在適當(dāng)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(tǒng)對于各部件的控制，將通過下面對本發(fā)明的超精研 磨機(jī)的工作過程描述而變得清楚，本領(lǐng)域技術(shù)人員可根據(jù)該過程實現(xiàn)對PLC的 編程。
下面描述本發(fā)明的單溝道單滾道超精研磨機(jī)的工作過程。請根據(jù)需要參閱 圖1 圖7所示，開機(jī)后，兩個工位的滾筒111 一直保持滾動，首先由第一機(jī) 械手134從進(jìn)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(qū)動振蕩拖板24向后(+Y方向)移動，振蕩頭26跳進(jìn)軸 承內(nèi)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(jìn)行滾道加工。加工完畢后，振蕩頭26上跳(+Z方向)，并從軸承內(nèi) 退出(-Y方向)。第二機(jī)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(jìn)軸承內(nèi)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(jìn)行溝道加 工。加工完畢后，擺頭36上跳(+Z方向)，并從軸承內(nèi)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(fā)明的全自動超精研磨機(jī)與過去的手工操作研磨機(jī)相比，具 有以下優(yōu)點
1. 實現(xiàn)了全過程自動循環(huán)，整個過程無須人工干預(yù)，提高了工作效率和 防護(hù)安全；
2. 以機(jī)械手的上料代替過去的人工上料，動作穩(wěn)定可靠，并使一人可以 操縱多個設(shè)備；
3. 以氣缸代替彈簧來控制溝道研磨中的擺頭壓力，穩(wěn)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(jié)奏快、效率高；
6. 工件溝道、滾道超精研磨兩道工序由1臺設(shè)備就可完成。以上的實施例說明僅為本發(fā)明的較佳實施例說明，本領(lǐng)域技術(shù)人員可依據(jù) 本發(fā)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(jù)本 發(fā)明實施例所作的種種等效替換及修改，屬于本發(fā)明的發(fā)明精神及由權(quán)利要求 所界定的專利范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種單溝道單滾道軸承超精研磨機(jī)，其特征在于包括具有一操作臺的機(jī)架、以及設(shè)于機(jī)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(shè)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(jìn)行滾道的加工，其對應(yīng)所述滾道研磨工位設(shè)置，所述溝道研磨裝置用以進(jìn)行溝道的加工，其對應(yīng)所述溝道研磨工位設(shè)置；所述上料裝置包括一橫跨所述工件座上方的龍門架、設(shè)于所述龍門架上的第一、第二橫移機(jī)構(gòu)、以及分別與第一、第二橫移機(jī)構(gòu)連接的第一、第二機(jī)械手，其中第一機(jī)械手用以將工件送至所述滾道研磨工位，第二機(jī)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(quán)利要求1所述的單溝道單滾道軸承超精研磨機(jī)，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(qū)動機(jī)構(gòu)；所述水平移位氣缸設(shè)于座體一側(cè)，所述 振蕩拖板設(shè)于座體另一側(cè)，并與水平移位氣缸連接；所述垂直移位氣缸設(shè)于所 述振蕩拖板上，所述振蕩頭也設(shè)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(qū)動機(jī)構(gòu)連接，振蕩桿另一端 與所述振蕩頭連接。
3. 如權(quán)利要求2所述的單溝道單滾道軸承超精研磨機(jī)，其特征在于，所 述振蕩頭包括設(shè)于振蕩頭端部的油石夾、以及設(shè)于油石夾上的油石。
4. 如權(quán)利要求1所述的單溝道單滾道軸承超精研磨機(jī)，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(qū)動機(jī)構(gòu)；所述水平移位氣缸設(shè)于座體一側(cè)，所述擺動拖 板設(shè)于座體另一側(cè)，并與水平移位氣缸連接；所述垂直移位氣缸設(shè)于所述擺動 拖板上，所述擺頭也設(shè)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(qū)動機(jī)構(gòu)連接，擺軸另一端與所述擺頭連接。
5. 如權(quán)利要求4所述的單溝道單滾道軸承超精研磨機(jī)，其特征在于，所述擺頭包括設(shè)于擺頭端部的油石夾、設(shè)于油石夾上的油石、設(shè)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(quán)利要求1所述的單溝道單滾道軸承超精研磨機(jī)，其特征在于，所述每組兩個滾筒是由同一電機(jī)驅(qū)動。
7. 如權(quán)利要求1所述的單溝道單滾道軸承超精研磨機(jī)，其特征在于，所 述機(jī)架上設(shè)有封閉罩殼。
8. 如權(quán)利要求1所述的單溝道單滾道軸承超精研磨機(jī)，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(fā)明公開一種單溝道單滾道軸承超精研磨機(jī)，包括具有一操作臺的機(jī)架、以及設(shè)于機(jī)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(jìn)行滾道的加工，其對應(yīng)所述滾道研磨工位設(shè)置，以及一溝道研磨裝置，用以進(jìn)行溝道的加工，其對應(yīng)所述溝道研磨工位設(shè)置；上料裝置包括一橫跨工件座上方的龍門架、設(shè)于龍門架上的第一、第二橫移機(jī)構(gòu)、以及分別與第一、第二橫移機(jī)構(gòu)連接的第一、第二機(jī)械手，其中第一機(jī)械手用以將工件送至滾道研磨工位，第二機(jī)械手用以將工件由滾道研磨工位送至溝道研磨工位。本發(fā)明具有全自動運行、加工精確等諸多優(yōu)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(yōu)先權(quán)日2007年5月18日
發(fā)明者楊伯南, 程建偉, 宏 范 申請人:上海奔球精密機(jī)械有限公司