專利名稱：一種球面自動機床的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及軸承加工的機床設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，特別與一種球面自動機床有關(guān)。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)軸承加工生產(chǎn) 過程中，代加工的產(chǎn)品放置在車削機床上進行加工成所需要的軸承產(chǎn)品，整個加工過程主要包括在機床上料、進刀、車削加工、退刀、最終取出加工完成的軸承。由于在現(xiàn)有的設(shè)備中，車削機床基本上只有簡單的車削加工功能，因此所有上料、進刀、退刀的操作都通過純手工操作，勞動強度大，而且工作效率低下，同時人工操作具有一定的危險性，操作工人略微操作不當，就容易發(fā)生安全事故。因此傳統(tǒng)的工藝已經(jīng)無法適應(yīng)目前現(xiàn)代化全自動生產(chǎn)的要求。因此有些企業(yè)已經(jīng)開始研制出軸承自動加工機床，但是軸承種類很多，大多數(shù)軸承都是表面為圓柱狀的結(jié)構(gòu)，也有一些形狀各異的軸承，比如圓錐軸承，其表面圓臺結(jié)構(gòu)，具有一定錐度，又如球面軸承，其表面為球形狀結(jié)構(gòu)。而目前，自動加工機床基本上都是屬于適用于加工平面軸承，而對于球面軸承加工的機床由于其球面進刀的特性，始終沒有研制出真正一整套球面自動機床，因此本發(fā)明人對其進行認真研究，研制出一種球面自動機床，本案由此產(chǎn)生。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種球面自動機床，實現(xiàn)球面軸承加工的從進料到出料的整個工藝全自動化。本發(fā)明中所采用的拖板機構(gòu)進刀控制精度高，提高球面軸承加工質(zhì)量，而且機械手機構(gòu)，適用于各種種類的軸承產(chǎn)品加工，行程控制自由。為了達到上述目的，本發(fā)明通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)
一種球面自動機床，包括主軸機構(gòu)、進料軌道、機械手機構(gòu)、拖板機構(gòu)、刀具、退料機構(gòu)；主軸機構(gòu)安裝在機床的床身上，在主軸機構(gòu)的一端前方設(shè)置用于拖動刀具運動的拖板機構(gòu)；在主軸機構(gòu)同一端上方設(shè)置有推動軸承進料至主軸機構(gòu)上的機械手機構(gòu)，在機械手機構(gòu)的一側(cè)設(shè)置進料軌道，同時機械手機構(gòu)下方后部設(shè)置有退料機構(gòu)。所述的主軸機構(gòu)包括電機、主軸、將電機動力傳動至主軸上的皮帶、以及將待加工廣品夾緊在王軸上的夾具機構(gòu)。所述的機械手機構(gòu)包括進料油缸、滑板、進料氣缸、壓蓋；進料油缸的芯軸通過連接支架與滑板的上端部連接，滑板的下端部通過導(dǎo)柱支架固定連接有與進料油缸運動行程軌跡垂直的進料氣缸，進料氣缸的芯軸連接在位于導(dǎo)柱支架上滑動的軸承固定板，壓蓋連接在軸承固定板上，滑板的下端通過連接桿與接料V槽外接，接料V槽的V型開口位于壓蓋的下方位置。所述的連接支架上具有限位支座，進料油缸的芯軸與限位支座連接，所述的進料油缸固定在縱向調(diào)節(jié)板上。所述的導(dǎo)柱支架包括多個固定在滑板上的導(dǎo)柱、以及將導(dǎo)柱外端連接的氣缸固定板，進料氣缸固定在氣缸固定板外側(cè)，進料氣缸的芯軸穿過氣缸固定板與穿套在導(dǎo)柱上滑動的軸承固定板連接，軸承固定板通過軸承與導(dǎo)柱連接。所述的滑板上部和下部分別連接安裝有下感應(yīng)塊和上感應(yīng)塊，下感應(yīng)塊、上感應(yīng)塊分別與固定在滑板一側(cè)的下極限感應(yīng)開關(guān)和上極限感應(yīng)開關(guān)對應(yīng)設(shè)置。所述的拖板機構(gòu)包括拖板底座、縱向油缸、中滑板、轉(zhuǎn)盤體、齒輪盤、齒條、進刀油缸；所述的中滑板滑動連接在拖板底座上，縱向油缸固定在中滑板上，縱向油缸的芯軸與拖板底座連接；與齒輪盤連接的轉(zhuǎn)盤體安裝在中滑板上，與齒輪盤嚙合的齒條與固定在中滑板上的進刀油缸連接。所述的中滑板上安裝有調(diào)節(jié)板，軸承座固定在調(diào)節(jié)板上，軸承座內(nèi)裝有角接觸軸承和圓錐滾子軸承；齒輪盤穿過角接觸軸承和圓錐滾子軸承，在圓錐滾子軸承下端用鎖緊螺母鎖緊；安裝有固定刀具的刀架的轉(zhuǎn)盤體固定在齒輪盤頂端。所述的退料機構(gòu)包括退料氣缸、與退料氣缸連接的定位板，退料塊一端與定位板固定，另一端卡置在主軸機構(gòu)上安裝加工產(chǎn)品位置的后部，與加工產(chǎn)品存留間隙。所述的機床下部設(shè)置有液壓控制部件，所述的進料油缸、縱向油缸、進刀油缸均有液壓控制部件提供動力。采用上述方案后，本發(fā)明具有諸多有益效果
本發(fā)明中，待加工產(chǎn)品從進料軌道中進入，由機械手機構(gòu)自動將待加工產(chǎn)品上料至主軸機構(gòu)中，然后配合拖板機構(gòu)拖動刀具給待加工產(chǎn)品進行車削加工，加工完成后最終由退料機構(gòu)將軸承退出。同時本發(fā)明中的機械手機構(gòu)，縱向上下升降的行程由進料油缸控制，下降到位后，由進料氣缸控制水平進料行程，因此不管針對哪種類型的形狀尺寸，水平進料行程都不會受到機械部件形狀或者位置的影響，打破了原有機械手中應(yīng)用局限，使得機械手在軸承機床上的應(yīng)用靈活，通用性強。另外，本發(fā)明中將原來的油缸直接連接轉(zhuǎn)盤刀座的方式，改變成采用齒輪盤和齒條嚙合的方式來控制刀具的轉(zhuǎn)動，齒輪盤和齒條嚙合傳動，將直線運動轉(zhuǎn)變成為圓周運動，應(yīng)用在球面機床上，使得球面車削軌跡控制更為精準。


圖1為本發(fā)明較佳實施例加工狀態(tài)一的示意 圖2為圖1中K向示意 圖3為本發(fā)明較佳實施例加工狀態(tài)二的示意 圖4為圖3中K向示意 圖5為本發(fā)明較佳實施例加工狀態(tài)三的示意 圖6為圖5中K向示意 圖7為本發(fā)明較佳實施例加工狀態(tài)四的示意 圖8為圖7中K向不意 圖9為本發(fā)明較佳實施例加工狀態(tài)五的示意圖；圖10為圖9中K向示意 圖11為本發(fā)明較佳實施例中拖板機構(gòu)的俯視 圖12為圖11中A-A向示意 圖13為圖12中B-B向示意 圖14為本發(fā)明較佳實施例中機械手機構(gòu)意圖一；
圖15為本發(fā)明較佳實施例中機械手機構(gòu)示意圖二 ；
圖16為本發(fā)明較佳實施例中機械手機構(gòu)意圖三；
圖17為本發(fā)明較佳實施例中機械手機構(gòu)側(cè)視圖。
具體實施例方式
結(jié)合附圖，對本發(fā)明較佳實施例做進一步詳細說明。一種球面自動機床，主要的幾大部件包括主軸機構(gòu)I、進料軌道2、機械手機構(gòu)3、拖板機構(gòu)4、刀具5、退料機構(gòu)6。本發(fā)明的主要工作流程是主軸機構(gòu)I提供軸承轉(zhuǎn)動的動力，待加工產(chǎn)品從進料軌道2中進料，通過機械手機構(gòu)3安裝至主軸機構(gòu)I上，然后拖板機構(gòu)4帶動刀具5進行進刀車削動作，加工完成后，拖板機構(gòu)4帶動刀具5退刀，退料機構(gòu)6將完成加工的軸承廣品從主軸機構(gòu)I上退出，完成一個產(chǎn)品加工。具體各大部件結(jié)構(gòu)和原理下面進行逐一闡述。主軸機構(gòu)I安裝在機床的床身上，主軸機構(gòu)I主要包括電機、主軸11、皮帶、以及安裝在主軸11上的夾具機構(gòu)12，電機通過皮帶連接主軸11，帶動主軸11轉(zhuǎn)動，給整個機床提供主動力。從進料軌道2上進入的待加工產(chǎn)品是安裝在夾具機構(gòu)12上，待加工產(chǎn)品在夾具機構(gòu)12上夾緊，隨著主軸11轉(zhuǎn)動而夾緊穩(wěn)定轉(zhuǎn)動。主軸機構(gòu)I這個部分為常規(guī)結(jié)構(gòu)，因此不做詳細贅述。進料軌道2包括斜向軌道條21，斜向軌道條21的出口對準機械手機構(gòu)3的一側(cè)，方便進料。同時，在斜向軌道條21上設(shè)置有連接在同一擺桿22兩端的兩個擺針23、24，通過擺桿22的擺動，兩個擺針23、24上下不同步升降，這樣實現(xiàn)待加工產(chǎn)品逐一進料。機械手機構(gòu)3結(jié)合圖14至圖16，主要的部件包括進料油缸31、滑板32、進料氣缸33、壓蓋34。本發(fā)明中主要通過進料油缸31控制豎直方向的上下升降行程，進料氣缸33控制水平方向的前后進料行程。進料油缸31固定在一塊縱向調(diào)節(jié)板35上，縱向調(diào)節(jié)板35是用于將本發(fā)明與設(shè)備連接。本實施例中進料油缸31的芯軸朝上布設(shè)，芯軸的上端與一個限位支座36連接，限位支座36的上部分通過連接支架37與滑板32的上端形成連接?；?2與進料油缸31平行設(shè)置，本實施例中，進料油缸31和縱向調(diào)節(jié)板35之間剛好有一定間隙，滑板32從該間隙中間穿插而過。滑板32的下方固定有一個導(dǎo)柱支架，包括多個導(dǎo)柱382、氣缸固定板381，導(dǎo)柱382固定在滑板32上，與進料油缸I的芯軸運動行程垂直，氣缸固定板381將導(dǎo)柱382的外端連接成一體。在導(dǎo)柱382上套有一個軸承固定板38，軸承固定板38通過軸承與導(dǎo)柱382連接，并實現(xiàn)在導(dǎo)柱382上滑動。進料氣缸33固定在氣缸固定板38的外側(cè)，進料氣缸33的芯軸穿過氣缸固定板38，伸入到導(dǎo)柱支架內(nèi)部，與軸承固定板38連接，這樣當進料氣缸33工作時，其芯軸的伸縮可控制軸承固定板38在導(dǎo)柱382上水平滑動。
軸承固定板38的下部通過一個打桿座平推件39與壓蓋34形成連接。同時在滑板32的下方，通過一個連接桿311與接料V槽312連接固定。接料V槽312為一個開有V型槽口，用于接住從進料軌道2落下的待加工產(chǎn)品。另外，為了方便進行對整個機械手上下升降行程可以精確控制，在連接支架37的上部連接出下感應(yīng)塊313，在滑板32的側(cè)面連接上感應(yīng)塊，也可以直接將滑板32充當上感應(yīng)塊。在滑板32的對應(yīng)一側(cè)固定有下極限感應(yīng)開關(guān)314和上極限感應(yīng)開關(guān)315。當進料油缸31工作時，芯軸縮回，滑板32向下移動，當下感應(yīng)塊313觸碰到下極限感應(yīng)開關(guān)314時，產(chǎn)生縱向下降到位信號，進料油缸31停止。當進料油缸31回復(fù)時，芯軸伸出，滑板32向上回復(fù)，當上感應(yīng)塊到達上極限感應(yīng)開關(guān)315時，產(chǎn)生縱向上升回復(fù)到位信號，進料油缸31停止。機械手機構(gòu)3的工作原理為縱向調(diào)節(jié)板35通過后部支撐架316安裝固定,進料油缸31開始向下運動(進料油缸31原始位置芯軸為伸出狀態(tài))，帶動滑板32向下運動、運 動到一定位置，當下感應(yīng)塊313觸碰到下極限感應(yīng)開關(guān)314時，產(chǎn)生縱向下降到位信號，此時限位支座36與進料油缸31上端接觸，滑板32停止運動，進料油缸31停止運動。由于下極限感應(yīng)開關(guān)314時，產(chǎn)生縱向下降到位信號，進料氣缸33開始伸出動作，推動軸承固定板38沿導(dǎo)柱382方向上向滑板38方向運動，推動打桿座平推件39和壓蓋34向滑板32方向運動，從而推動待加工軸承317運動，達到待加工軸承317壓入夾具機構(gòu)12的目的。此時進料氣缸33延時，縮回動作，軸承固定板38、打桿座平推件39和壓蓋34恢復(fù)原始位置，進料油缸31開始向上運動，推動滑板32向上運動，進料油缸31回到原始位置，上極限感應(yīng)開關(guān)315動作，進料油缸31停止運動，機械手回到原始狀態(tài)，此時機械手一個工作周期完成，等待下一個工作周期的開始。當機械手機構(gòu)3工作完成后，拖板機構(gòu)4開始動作。參見圖11至圖13，拖板機構(gòu)4主要涉及到的部件包括拖板底座41、縱向油缸42、中滑板43、轉(zhuǎn)盤體44、齒輪盤45、齒條46、進刀油缸47。拖板底座41為基座構(gòu)件，用于安裝固定在使用部位上。中滑板43滑動安裝在拖板底座41上，縱向油缸42固定在中滑板43上，縱向油缸42的芯軸與拖板底座41連接。當縱向油缸42工作時，芯軸進行伸縮，由于拖板底座41固定不動，這樣使得縱向油缸42連同中滑板43在拖板底座41上實現(xiàn)滑動。中滑板43的上表面固定有一個調(diào)節(jié)板48，調(diào)節(jié)板48上安裝有軸承座49，軸承座49內(nèi)安裝有角接觸軸承410和圓錐滾子軸承411，其中圓錐滾子軸承411位于軸承座49的底部，角接觸軸承410位于圓錐滾子軸承411上方，齒輪盤45穿過角接觸軸承410和圓錐滾子軸承411裝入軸承座49內(nèi)，同時在圓錐滾子軸承411下端用鎖緊螺母413鎖緊。齒輪盤45的露出軸承座45的部分,為一圈齒輪,剛好與齒條46相互卩齒合。齒條46的一端與進刀油缸47的芯軸連接。進刀油缸47也固定在中滑板43上。轉(zhuǎn)盤體44固定在齒輪盤的頂端面，其上安裝用于固定刀具5的刀架412。拖板機構(gòu)4進刀順序縱向油缸42的芯軸開始伸出運動(縱向油缸42開始處于縮回狀態(tài))，推動中滑板43在沿縱向油缸42中心線方向上運動，從而帶動中滑板43以上所有零部件一起跟著中滑板43運動。當齒輪盤45中心到達預(yù)定位置，此時縱向油缸42停止運動，進刀油缸47開始縮回運動(進刀油缸47開始處于伸出狀態(tài))，拉動齒條46沿進刀油缸47中心線方向上運動,從而帶動齒輪盤45沿齒輪盤45、角接觸軸承410和圓錐滾子軸承411的共同中心線作圓周運動,帶動轉(zhuǎn)盤體44和刀架412作圓周運動,從而帶動刀具5作圓周運動，而達到加工球面的效果。拖板機構(gòu)4的退刀順序縱向油缸42開始往原始狀態(tài)運動，使整個中滑板43反方向運動，遠尚加工廣品，到達原始位直后，縱向油缸42停止，進刀油缸47開始往原始狀態(tài)運動，使齒輪盤45、轉(zhuǎn)盤體44和刀架412作反方向圓周運動，到達原始位置后，進刀油缸47停止。退料機構(gòu)6是在拖板機構(gòu)4完成后，對加工好的軸承從夾具機構(gòu)12上退出。退料機構(gòu)6參見圖9、圖10，主要包括退料氣缸61、定位板62、退料塊63。退料氣缸61通過氣缸支架64固定在機械手機構(gòu)3下方后部，定位板62與退料氣缸61的芯軸連接，受到退料氣缸61的驅(qū)動，形成前后移動。在定位板62的下部連接退料塊63，退料塊63上部與定位板62固定后，上部卡置在主軸機構(gòu)I上，剛好位于安裝在夾具機構(gòu)12上的軸承7的后部，與軸承7存留間隙。 另外，為了確保定位板62移動過程中的穩(wěn)定性，在氣缸支架64上同時固定有導(dǎo)柱支架65,導(dǎo)柱支架65上安裝有導(dǎo)柱66,定位板62套在導(dǎo)柱66上形成導(dǎo)向滑動。當軸承7加工完成后，退料機構(gòu)6工作時，啟動退料氣缸61，將定位板62連同退料塊63將軸承7退出，這樣就能使得軸承7退出夾具機構(gòu)12，實現(xiàn)退料。然后退料氣缸61收回，等待下個退料進程。本發(fā)明中，在機床的床身下部安裝有液壓控制部件8，上述的進料油缸31、縱向油缸42、進刀油缸47均有液壓控制部件提供液壓動力。本發(fā)明整體工作過程如下
待加工產(chǎn)品100、待加工產(chǎn)品101和待加工產(chǎn)品102從進料軌道2送料，首先在前面的待加工產(chǎn)品100落入到接料V槽312中，機械手機構(gòu)3開始啟動工作，如圖I、圖2。主軸機構(gòu)I上的電機先啟動，帶動主軸11和相關(guān)夾具部件轉(zhuǎn)動，液壓控制部件8啟動,機械手機構(gòu)3動作，進料油缸31開始向下運動，帶動整個滑板32下降到位后，進料氣缸33開始伸出動作，將接料V槽312中的待加工產(chǎn)品100推入到主軸11中。然后機械手機構(gòu)3恢復(fù)原位，待加工產(chǎn)品101等待，如圖3、圖4所示。接著，拖板機構(gòu)4開始動作，按照上述進刀順序進行工作，加工完待加工產(chǎn)品100后，如圖5、圖6，拖板機構(gòu)4退刀，恢復(fù)原位，退料機構(gòu)5動作，如圖7、圖8，推出已經(jīng)加工完待加工產(chǎn)品100，退料部件5恢復(fù)原位。此時一個工作周期完成，新的工作周期開始。上述實施例僅用于解釋說明本發(fā)明的發(fā)明構(gòu)思，而非對本發(fā)明權(quán)利保護的限定，凡利用此構(gòu)思對本發(fā)明進行非實質(zhì)性的改動，均應(yīng)落入本發(fā)明的保護范圍。
權(quán)利要求
1.一種球面自動機床，其特征在于包括主軸機構(gòu)、進料軌道、機械手機構(gòu)、拖板機構(gòu)、刀具、退料機構(gòu)；主軸機構(gòu)安裝在機床的床身上，在主軸機構(gòu)的一端前方設(shè)置用于拖動刀具運動的拖板機構(gòu)；在主軸機構(gòu)同一端上方設(shè)置有推動軸承進料至主軸機構(gòu)上的機械手機構(gòu)，在機械手機構(gòu)的一側(cè)設(shè)置進料軌道，同時機械手機構(gòu)下方后部設(shè)置有退料機構(gòu)。
2.如權(quán)利要求I所述的一種球面自動機床，其特征在于所述的主軸機構(gòu)包括電機、主軸、將電機動力傳動至主軸上的皮帶、以及將待加工產(chǎn)品夾緊在主軸上的夾具機構(gòu)。
3.如權(quán)利要求I所述的一種球面自動機床，其特征在于所述的機械手機構(gòu)包括進料油缸、滑板、進料氣缸、壓蓋；進料油缸的芯軸通過連接支架與滑板的上端部連接，滑板的下端部通過導(dǎo)柱支架固定連接有與進料油缸運動行程軌跡垂直的進料氣缸，進料氣缸的芯軸連接在位于導(dǎo)柱支架上滑動的軸承固定板，壓蓋連接在軸承固定板上，滑板的下端通過連接桿與接料V槽外接，接料V槽的V型開口位于壓蓋的下方位置。
4.如權(quán)利要求3所述的一種球面自動機床，其特征在于所述的連接支架上具有限位支座，進料油缸的芯軸與限位支座連接，所述的進料油缸固定在縱向調(diào)節(jié)板上。
5.如權(quán)利要求3所述的一種球面自動機床，其特征在于所述的導(dǎo)柱支架包括多個固定在滑板上的導(dǎo)柱、以及將導(dǎo)柱外端連接的氣缸固定板，進料氣缸固定在氣缸固定板外側(cè)，進料氣缸的芯軸穿過氣缸固定板與穿套在導(dǎo)柱上滑動的軸承固定板連接，軸承固定板通過軸承與導(dǎo)柱連接。
6.如權(quán)利要求3所述的一種球面自動機床，其特征在于所述的滑板上部和下部分別連接安裝有下感應(yīng)塊和上感應(yīng)塊，下感應(yīng)塊、上感應(yīng)塊分別與固定在滑板一側(cè)的下極限感應(yīng)開關(guān)和上極限感應(yīng)開關(guān)對應(yīng)設(shè)置。
7.如權(quán)利要求I所述的一種球面自動機床，其特征在于所述的拖板機構(gòu)包括拖板底座、縱向油缸、中滑板、轉(zhuǎn)盤體、齒輪盤、齒條、進刀油缸；所述的中滑板滑動連接在拖板底座上，縱向油缸固定在中滑板上，縱向油缸的芯軸與拖板底座連接；與齒輪盤連接的轉(zhuǎn)盤體安裝在中滑板上，與齒輪盤嚙合的齒條與固定在中滑板上的進刀油缸連接。
8.如權(quán)利要求7所述的一種球面自動機床，其特征在于所述的中滑板上安裝有調(diào)節(jié)板，軸承座固定在調(diào)節(jié)板上，軸承座內(nèi)裝有角接觸軸承和圓錐滾子軸承；齒輪盤穿過角接觸軸承和圓錐滾子軸承，在圓錐滾子軸承下端用鎖緊螺母鎖緊；安裝有固定刀具的刀架的轉(zhuǎn)盤體固定在齒輪盤頂端。
9.如權(quán)利要求I所述的一種球面自動機床，其特征在于所述的退料機構(gòu)包括退料氣缸、與退料氣缸連接的定位板，退料塊一端與定位板固定，另一端卡置在主軸機構(gòu)上安裝加工產(chǎn)品位置的后部，與加工產(chǎn)品存留間隙。
10.如權(quán)利要求I所述的一種球面自動機床，其特征在于所述的機床下部設(shè)置有液壓控制部件，所述的進料油缸、縱向油缸、進刀油缸均有液壓控制部件提供動力。
全文摘要
本發(fā)明主要公開了一種球面自動機床，包括主軸機構(gòu)、進料軌道、機械手機構(gòu)、拖板機構(gòu)、刀具、退料機構(gòu)；主軸機構(gòu)安裝在機床的床身上，在主軸機構(gòu)的一端前方設(shè)置用于拖動刀具運動的拖板機構(gòu)；在主軸機構(gòu)同一端上方設(shè)置有推動軸承進料至主軸機構(gòu)上的機械手機構(gòu)，在機械手機構(gòu)的一側(cè)設(shè)置進料軌道，同時機械手機構(gòu)下方后部設(shè)置有退料機構(gòu)。本發(fā)明實現(xiàn)球面軸承加工的從進料到出料的整個工藝全自動化，所采用的拖板機構(gòu)進刀控制精度高，提高球面軸承加工質(zhì)量，而且機械手機構(gòu)，適用于各種種類的軸承產(chǎn)品加工，行程控制自由。
文檔編號B23Q5/34GK102873343SQ20121033012
公開日2013年1月16日 申請日期2012年9月7日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月7日
發(fā)明者盧茂忠, 求鵬輝 申請人:新昌縣三維精工機械有限公司