CN210413950U - 球面滚子球基面专用数控自动磨床 - Google Patents

Abstract

球面滚子球基面专用数控自动磨床，用于实现对球面滚子的自动上下料和磨削处理。它包括：下基座；床头箱，床头箱转动安装在下基座的左端，并在下基座上设有驱动床头箱在水平面内转动的角度调节单元；托板箱，托板箱固定在下基座的右端；大拖板单元，大拖板单元包括沿横向与托板箱滑动连接的大拖板以及驱动大拖板的拖板驱动机构；小拖板单元，小拖板单元包括沿纵向与大拖板滑动连接的小拖板以及驱动小拖板的拖板驱动机构；主轴单元，主轴单元包括固定在小拖板上的电主轴，在电主轴上固定有砂轮；上下料单元，上下料单元设置在床头箱上将滚子坯料输送至磨削加工区域。该磨床可以实现对球面滚子的自动上下料和磨削。

Description

球面滚子球基面专用数控自动磨床

技术领域

本实用新型涉及球面滚子磨削加工技术领域，具体地说是一种球面滚子球基面专用数控自动磨床。

背景技术

球基面凸度滚子是新一代的轴承用关键零部件，球基面凸度滚子的加工精度直接影响轴承的运转精度和使用寿命，因此要保证球面滚子的加工精度。球面滚子第一端的端面是平面，第二端的端面为球面，加之球面滚子的侧面为圆锥面，因此导致球面滚子的加工难度大、尺寸难以控制。现有磨削加工工艺装备对球面滚子的加工效率低、工艺适应性差、设备自动化低，且机床结构复杂故障率高，存在着加工效率低、端面跳动大、尺寸散差大的现象，最终导致加工精度低。

目前在球面滚子的加工过程中采用多步骤、多设备分别加工，不仅加工效率低，而且需要人员搬运和传递球面滚子，提高了生产成本。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种球面滚子球基面专用数控自动磨床，用于实现对球面滚子的自动上下料和磨削处理。

本实用新型解决其技术问题所采取的技术方案是：球面滚子球基面专用数控自动磨床，其特征是，它包括：

下基座；

床头箱，所述床头箱转动安装在下基座的左端，并在下基座上设有驱动床头箱在水平面内转动的角度调节单元；

托板箱，所述托板箱固定在下基座的右端；

大拖板单元，所述大拖板单元包括沿横向与托板箱滑动连接的大拖板以及驱动大拖板的拖板驱动机构；

小拖板单元，所述小拖板单元包括沿纵向与大拖板滑动连接的小拖板以及驱动小拖板的拖板驱动机构；

主轴单元，所述主轴单元包括固定在小拖板上的电主轴，在电主轴上固定有砂轮；

上下料单元，所述上下料单元设置在床头箱上将滚子坯料输送至磨削加工区域。

进一步地，所述角度调节单元包括固定在床头箱上的角度调节电机、设置在角度调节电机输出端的齿轮组、固定在下基座上的齿圈，齿圈与齿轮组啮合。

进一步地，拖板驱动机构包括拖板电机、固定在拖板电机输出端的丝杠、与丝杠配合的丝杠螺母，所述拖板电机固定在托板箱上时，丝杠螺母与大拖板固定连接；拖板电机固定在大拖板上时，丝杠螺母与小拖板固定连接。

进一步地，还包括砂轮修正单元，砂轮修正单元包括设置在托板箱上的支架、固定在支架上的修正电机、固定在修正电机输出端的修正滚轮。

进一步地，上下料单元包括月牙板、电磁吸盘、排料道、送料弹簧板、送料动板、打料头，在月牙板上沿圆弧方向滑动安装有两个支承座，在支承座与月牙板之间设有锁紧结构，在其中一个支承座上固定有第一支承，在另一个支承座上固定有第二支承；所述电磁吸盘设置在月牙板的上方并与工件轴固定连接，工件轴由设置在床头箱上的工件电机驱动转动；所述排料道倾斜设置且排料道的下端位于电磁吸盘的上方，在排料道上放置滚子坯料；所述送料弹簧板的上端与床头箱固定连接，送料弹簧板的下端悬空，排料道的延长线与送料弹簧板相交；所述送料动板设置在送料弹簧板的左侧、排料道下端的上侧，在床头箱上设有驱动送料动板上下往复移动的送料驱动机构，送料动板的下部为第三支承，送料动板下移至最低点时，第一支承、第二支承、第三支承和电磁吸盘配合作用将滚子坯料夹持固定在磨削加工区域；所述打料头活动设置在月牙板上，并在月牙板上设有驱动打料头进出磨削加工区域的打料驱动机构。

进一步地，送料驱动机构包括与床头箱固定连接的送料气缸、与送料气缸活塞杆铰接的送料滑块，送料滑块与床头箱上下滑动连接，送料动板固定在送料滑块上。

进一步地，在送料滑块的前端面上螺纹安装有销轴，在销轴上套置有弹簧，在远离送料滑块的弹簧一端固定有小弹簧板；滚子坯料下落至磨削加工区域后，滚子坯料的前端面与小弹簧板接触。

进一步地，还包括出料回收单元，所述出料回收单元包括固定在床头箱上且倾斜设置的出料道、设置在床头箱上且位于出料道下端的收集筐，被打料头推出的滚子加工件落在出料道上，并沿出料道滚动后落在收集筐内。

本实用新型的有益效果是：本实用新型提供的球面滚子球基面专用数控自动磨床，可以提供一种加工精度高、能适应多种弧形端面的高效球面滚子端面磨超装备，同时采用一种全自动工作模式，能够自动上下料，适应不同大小的轴承滚子加工，提高设备使用性能。本磨床不仅可以单独使用，也可列入圆锥滚子磨加工自动生产线中使用。适用于大批量生产，加工产品精度可稳定达到II级滚子标准。

附图说明

图1为本实用新型的磨床俯视图(拆除上下料单元)；

图2为本实用新型的磨床正视图；

图3为上下料单元的正视图；

图4为上下料单元上滚子坯料落入磨削加工区域的示意图；

图5为小弹簧板的安装示意图；

图6为排料道的俯视图；

图中：1下基座，11床头箱，12托板箱，13收集筐，14出料道，15带传动机构，2工件电机，21工件轴，31第一支承，32电磁吸盘，33滚子坯料，34排料道，341定板，342动板，343缺口，35送料动板，36送料滑块，37送料气缸，38弹簧板座，39送料弹簧板，310第二支承，311月牙板，312支承座，313打料气缸，314滚子加工件，315第三支承，316打料头，317弹簧，318销轴，319小弹簧板，4角度调节单元，41齿轮组，42齿圈，43角度调节电机，5砂轮修正单元，51修正电机，52支架，53修正滚轮，6小拖板单元，7主轴单元，71电主轴，8大拖板单元，9砂轮。

具体实施方式

如图1至图6所示，本实用新型主要包括下基座1、工件电机2、上下料单元、角度调节单元4、砂轮修正单元5、小拖板单元6、大拖板单元8和主轴单元7，下面结合附图对本实用新型进行详细描述。

下基座1：

下基座1作为支承部件对整个磨床起到主要的支承作用，在下基座上设有床头箱11、托板箱12和出料回收单元，磨床配套水、电、气系统并布置在合适的位置，本发明的磨床还包含配套的电气柜等附件。

床头箱11：

床头箱11通过转轴转动安装在下基座上，通过驱动床头箱绕轴线的转动，以调节床头箱与托板箱之间的夹角角度。如图2所示，在床头箱上转动安装有工件轴321，在床头箱上还固定安装有工件电机2，在工件电机的输出轴与工件轴21之间设有带传动机构15，通过带传动机构带动工件轴21的转动，在工件轴的末端固定有电磁吸盘32，电磁吸盘用于吸住滚子坯料，进而实现对滚子坯料的定位。在床头箱与下基座之间设有角度调节单元4，通过角度调节单元调节床头箱相对托板箱的角度。角度调节单元包括固定在床头箱上的角度调节电机43、固定在角度调节电机输出端的齿轮组41、固定在下基座上的齿圈42，齿圈与齿轮组啮合。当角度调节电机工作时，驱动齿轮组转动，进而驱动床头箱相对下基座的转动。

托板箱12：

托板箱12固定在下基座的右侧，在托板箱上安装有小拖板单元6、主轴单元7和大拖板单元8。

大拖板单元8：

如图1、图2所示，大拖板单元8包括滑动设置在托板箱上的大拖板81、固定在托板箱上的拖板电机、转动安装在托板箱上且与拖板电机输出端固定连接的丝杠、与丝杠配合且与大拖板固定连接的丝杠螺母，在托板箱上设置有导轨，大拖板滑动设置在导轨上且大拖板相对托板箱沿横向方向移动。拖板电机、丝杠、丝杠螺母构成了驱动大拖板相对托板箱滑动的拖板驱动机构。

小拖板单元6：

小拖板单元6包括滑动设置在大拖板上的小拖板61、固定在大拖板上的拖板电机、转动安装在大拖板上且与拖板电机输出端固定连接的丝杠、与丝杠配合且与小拖板固定连接的丝杠螺母，在大拖板上设置有导轨，小拖板滑动设置在导轨上且小拖板相对大拖板沿纵向方向移动。拖板电机、丝杠、丝杠螺母构成了驱动大拖板相对托板箱滑动的拖板驱动机构。

主轴单元7：

如图1、图2所示，在小拖板上固定有主轴单元7，主轴单元主要包括固定在小拖板上的主轴箱、转动安装在主轴箱内的电主轴71，在电主轴上固定有砂轮9，砂轮用于对滚子坯料进行磨削加工。

砂轮修正单元5：

在托板箱上设有砂轮修正单元5，通过砂轮修正单元维持砂轮的形状。如图2所示，砂轮修正单元包括设置在托板箱上的支架52、固定在支架上的修正电机51、固定在修正电机输出端的修正滚轮53，调节支架的位置使得修正滚轮靠近砂轮，进而通过修正滚轮对砂轮的外形进行修正。

为将滚子坯料置于磨削加工区域，以便于砂轮对滚子坯料进行磨削处理。在下基座上设置上下料单元3。

上下料单元3：

如图3至图6所示，上下料单元3包括第一支承31、电磁吸盘32、排料道34、送料动板35、送料滑块36、送料气缸37、弹簧板座38、送料弹簧板39、第二支承310、月牙板311、支承座312、打料气缸313、第三支承315、打料头316、弹簧317、销轴318和小弹簧板319，第一支承31和第二支承310均固定在支承座312上，支承座312滑动设置在月牙板上，并在月牙板与支承座之间设置螺栓，支承座与月牙板之间的连接方式，便于调试支承座在月牙板上的位置；调试完支承座的位置后，锁紧支承座和月牙板，月牙板固定安装在床头箱上。第一支承和第二支承的作用端端面上均设有圆锥面，该圆锥面用于与滚子坯料33的外壁接触。在两支承座之间设有打料气缸313，在打料气缸的活塞杆上固定有打料头316，打料头在打料气缸的作用下伸出将第一、第二支承上的滚子加工件推出，使其离开第一、第二支承。打料头为塑料材质，打料气缸构成了驱动打料头进出磨削加工区域的打料驱动机构。

在月牙板的上方设有圆形的电磁吸盘32，电磁吸盘固定在床头箱上，电磁吸盘的作用是通电后吸附滚子坯料，此时滚子坯料的端面与电磁吸盘接触，实现了对滚子坯料的定位，同时也可将电磁吸盘的端面作为加工基准面。

在电磁吸盘的上方设有倾斜设置的排料道34，排料道固定在床头箱上，如图6所示，排料道34由定板341和动板342组成，定板341为L形结构，动板滑动设置在定板上，动板可以相对定板平移以适应不同高度的滚子坯料，动板与定板之间围成滚子坯料排序的空间。滚子坯料在排料道内按照确定的方式排序，依靠自重由高处向低处滚动。定板的下端与动板的下端之间形成缺口343，滚子坯料穿过缺口后下落。缺口位于电磁吸盘的上方，通过人工或提升系统把待加工滚子坯料送入排料道34进行滚子坯料的排序。

在电磁吸盘的上方设有与床头箱固定连接的送料气缸37，送料气缸的活塞杆上铰接安装有送料滑块36，在送料滑块上通过螺栓固定安装有送料动板35，送料滑块上下滑动安装在床头箱上，在送料气缸的作用下驱动送料动板的上下移动。送料气缸和送料滑块构成了驱动送料动板上下往复移动的送料驱动机构。

在排料道的右侧设有弹簧板座38，弹簧板座通过螺栓固定在机架上。在弹簧板座的左端固定有竖向放置的送料弹簧板39，排料道的延长线穿过送料弹簧板，当滚子坯料放置在排料道内并由上而下滚动至排料道下端时，滚子坯料与送料弹簧板接触，进而防止滚子坯料的自行下落，此时滚子坯料处于等待状态，等待送料动板将其推下排料道。

在送料滑块的前端面上螺纹安装有销轴318，在销轴上套置有弹簧317，在弹簧的前端固定有小弹簧板319，在弹簧的作用下小弹簧板与销轴的前端接触。小弹簧板的下端向下延伸至电磁吸盘的前侧，小弹簧板的作用是对滚子坯料起到短暂的定位作用，此时滚子坯料的前端面与小弹簧板接触；随后电磁吸盘得电吸住滚子坯料，此时小弹簧板对滚子坯料的定位作用失效。根据滚子坯料的尺寸，调节销轴在送料滑块上的位置，即可调节小弹簧板相对送料滑块的距离，以满足对不同尺寸的滚子坯料的定位需要。

出料回收单元：

如图3所示，出料回收单元包括固定在床头箱上且倾斜设置的出料道14、设置在床头箱上且位于出料道下端的收集筐13，被打料头推出的滚子加工件落在出料道上，并沿出料道滚动后落在收集筐内。

下面对滚子坯料球基面的磨削加工过程进行描述：

(1)通过人工或提升机构将滚子坯料送入排料道内，此时滚子坯料在自重的作用下由上而下滚动，直至滚动至排料道的下端并与送料弹簧板接触；

(2)送料气缸动作，推动送料滑块由上而下移动，此时送料动板由上而下逐渐靠近与送料弹簧板接触的滚子坯料；

(3)送料动板与滚子坯料接触后推动该滚子坯料由上而下移动，此时滚子坯料挤压送料弹簧板使其外展(外展：送料弹簧板弯曲且送料弹簧板的下端向右运动)；

(4)当滚子坯料与排料道分离后，滚子坯料落在第一支承上，且滚子坯料的右侧外壁与第二支承接触，此时小弹簧板与滚子坯料的前端接触对滚子坯料起到暂时的定位；随后电磁吸盘得电生磁并吸住滚子坯料的后端面，随着送料动板的进一步下移，送料动板逐渐与滚子坯料的上侧外壁接触，送料动板的下部为第三支承，这样通过第一支承、第二支承、第三支承和电磁吸盘的配合作用实现对滚子坯料的支撑和夹持固定，第一支承、第二支承、第三支承以三点定位的方式在圆周方向对滚子坯料进行定位，电磁吸盘与滚子坯料吸附在一起后沿滚子坯料的轴线方向实现对滚子坯料的定位；

(5)随后大拖板单元和小拖板单元动作，使得电主轴上的砂轮靠近滚子坯料，同时电主轴动作使得砂轮旋转进而对滚子坯料的球基面进行磨削处理；

(6)磨削作业完成后，送料气缸复位，砂轮在大拖板单元、小拖板单元的作用下快速复位，电磁吸盘失电退磁；打料气缸动作，使得打料头靠近磨削得到的滚子加工件并将其推离磨削加工区域；被推出的滚子加工件落在出料道14上，然后沿出料道滚落至收集筐13内；

(7)打料作业完成后，打料气缸动作带动打料头复位，此为一个工作循环；

(8)随着不断的使用、损耗，砂轮外形变形；为保证砂轮的外形，通过砂轮修正单元对砂轮外形进行修正；

(9)根据磨削需要，当需要对滚子坯料的不同位置进行磨削处理时，通过角度调节单元驱使床头箱在水平面内的旋转，进而调节床头箱相对托板箱的角度。

Claims (8)

1.球面滚子球基面专用数控自动磨床，其特征是，它包括：

下基座；

床头箱，所述床头箱转动安装在下基座的左端，并在下基座上设有驱动床头箱在水平面内转动的角度调节单元；

托板箱，所述托板箱固定在下基座的右端；

大拖板单元，所述大拖板单元包括沿横向与托板箱滑动连接的大拖板以及驱动大拖板的拖板驱动机构；

小拖板单元，所述小拖板单元包括沿纵向与大拖板滑动连接的小拖板以及驱动小拖板的拖板驱动机构；

主轴单元，所述主轴单元包括固定在小拖板上的电主轴，在电主轴上固定有砂轮；

上下料单元，所述上下料单元设置在床头箱上将滚子坯料输送至磨削加工区域。

2.根据权利要求1所述的球面滚子球基面专用数控自动磨床，其特征是，所述角度调节单元包括固定在床头箱上的角度调节电机、设置在角度调节电机输出端的齿轮组、固定在下基座上的齿圈，齿圈与齿轮组啮合。

3.根据权利要求2所述的球面滚子球基面专用数控自动磨床，其特征是，拖板驱动机构包括拖板电机、固定在拖板电机输出端的丝杠、与丝杠配合的丝杠螺母，所述拖板电机固定在托板箱上时，丝杠螺母与大拖板固定连接；拖板电机固定在大拖板上时，丝杠螺母与小拖板固定连接。

4.根据权利要求3所述的球面滚子球基面专用数控自动磨床，其特征是，还包括砂轮修正单元，砂轮修正单元包括设置在托板箱上的支架、固定在支架上的修正电机、固定在修正电机输出端的修正滚轮。

5.根据权利要求4所述的球面滚子球基面专用数控自动磨床，其特征是，上下料单元包括月牙板、电磁吸盘、排料道、送料弹簧板、送料动板、打料头，在月牙板上沿圆弧方向滑动安装有两个支承座，在支承座与月牙板之间设有锁紧结构，在其中一个支承座上固定有第一支承，在另一个支承座上固定有第二支承；所述电磁吸盘设置在月牙板的上方并与工件轴固定连接，工件轴由设置在床头箱上的工件电机驱动转动；所述排料道倾斜设置且排料道的下端位于电磁吸盘的上方，在排料道上放置滚子坯料；所述送料弹簧板的上端与床头箱固定连接，送料弹簧板的下端悬空，排料道的延长线与送料弹簧板相交；所述送料动板设置在送料弹簧板的左侧、排料道下端的上侧，在床头箱上设有驱动送料动板上下往复移动的送料驱动机构，送料动板的下部为第三支承，送料动板下移至最低点时，第一支承、第二支承、第三支承和电磁吸盘配合作用将滚子坯料夹持固定在磨削加工区域；所述打料头活动设置在月牙板上，并在月牙板上设有驱动打料头进出磨削加工区域的打料驱动机构。

6.根据权利要求5所述的球面滚子球基面专用数控自动磨床，其特征是，送料驱动机构包括与床头箱固定连接的送料气缸、与送料气缸活塞杆铰接的送料滑块，送料滑块与床头箱上下滑动连接，送料动板固定在送料滑块上。

7.根据权利要求6所述的球面滚子球基面专用数控自动磨床，其特征是，在送料滑块的前端面上螺纹安装有销轴，在销轴上套置有弹簧，在远离送料滑块的弹簧一端固定有小弹簧板；滚子坯料下落至磨削加工区域后，滚子坯料的前端面与小弹簧板接触。

8.根据权利要求7所述的球面滚子球基面专用数控自动磨床，其特征是，还包括出料回收单元，所述出料回收单元包括固定在床头箱上且倾斜设置的出料道、设置在床头箱上且位于出料道下端的收集筐，被打料头推出的滚子加工件落在出料道上，并沿出料道滚动后落在收集筐内。

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