CN108436627B - 无心磨床的上下料传送装置及阶梯轴套的加工工艺 - Google Patents

Abstract

本发明涉及无心磨床的机械加工领域，具体涉及无心磨床的上下料传送装置及阶梯轴套的加工工艺，无心磨床包括磨床座、磨削砂轮、调整轮和工件支架，上下料传送装置包括控制柜、进料机构、出料仓、上下料输送机构、上下料夹持机构以及推进装置，控制柜与进料机构、上下料输送机构和上下料夹持机构电连；进料机构负责将阶梯轴套按顺序摆动整齐，上下料输送机构是支撑起上下料夹持机构的运行程序，使其阶梯轴套在磨床上顺利完成上下料，节约人工上料的时间，推进装置和出料仓的配合，实现全自动化磨削加工，有效降低操作者的劳动强度；并且上料夹持手和下料夹持手能一次性夹持至少两个阶梯轴套，节约一半的加工时间，提高劳动生产率，适合批量生产。

Description

无心磨床的上下料传送装置及阶梯轴套的加工工艺

技术领域

本发明涉及无心磨床的机械加工领域，具体涉及无心磨床的上下料传送装置及阶梯轴套的加工工艺。

背景技术

无心磨床是由磨削砂轮、调整轮和工件支架（托架）三个机构构成，其中磨削砂轮实际担任磨削的工作，调整轮控制工件的旋转，并使工件发生进刀速度，至于工件支架乃在磨削时支撑工件。

无心磨砂轮是安装在无心磨床上使用的一款砂轮，它与导轮、托板相互作用，组成的一种磨削方式，被加工的工件经托板托住，由导轮向托板方向圆周运动而带动工件旋转时由无心砂轮磨削，在磨削工件时表面质量较高，精度相对也很高。

一种汽车使用的精度较高的阶梯轴套零件，采用无心磨削的方式加工，在利用现有的无心磨床加工时，每次由工人手动定位调整轮的位置，手动上下阶梯轴套，由于阶梯轴套的加工精度较高，每次移动调整轮定位的时候速度较慢，需要较长的时间才能完成一个阶梯轴套的定位、磨削和下料的工序，通常使无心磨机器处于空转状态，从而降低了生产效率；同时手工送料由于完全靠人为的判断，使得加工进料定位较差，影响生产的成品质量，并且手动上下料对加工操作工人来说相对危险，结合加工效率较慢也影响生产的人力成本。

发明内容

鉴于现有技术中存在的技术问题，本发明提供了一种自动送料、一次能加工两个效率高、安全的无心磨床的上下料传送装置及阶梯轴套的加工工艺，该上下料传送装置能实现阶梯轴套自动上料、送进、定位、磨削进给及卸料工作，取代人工操作，实现阶梯轴类零件的轴端颈部磨削过程的自动化，有效降低操作者的劳动强度，并能实现一人看管多台无心磨床，大大提高劳动生产率并保证工件的加工质量，适合批量生产。

为实现上述技术目的，本发明采用的技术方案如下：

无心磨床的上下料传送装置，其中无心磨床包括磨床座、磨削砂轮、调整轮和工件支架，上下料传送装置包括控制柜、进料机构、出料仓、上下料输送机构、上下料夹持机构以及推进装置；所述上下料输送机构包括放置在磨床座上的底座、滑动导轨部件和两个Y轴支撑座，两个Y轴支撑座置于磨床座的前后两侧且与工件支架保持在同一竖直平面上，滑动导轨部件架在两个Y轴支撑座上。

所述控制柜连接在Y轴支撑座上且与进料机构、上下料输送机构和上下料夹持机构电连；

所述上下料夹持机构包括驱动气缸、滑块、放置电池阀的储物箱、连接板和上料夹持手和下料夹持手，所述驱动气缸通过滑块连接在滑动导轨部件上，储物箱连接在滑块上，所述连接板连接在驱动气缸的伸缩杆前端，所述电磁阀与驱动气缸电连，所述上料夹持手和下料夹持手至少各为两个，且并排固定在连接板上。

所述进料机构包括倾斜于底座设置的进料轨道和进料气缸、挡料块，所述进料轨道上设有至少两条容纳阶梯轴套的轨道槽，所述挡料块挡在进料轨道的出料口处，进料气缸设置在挡料块的下方，当进料气缸的伸缩杆处于最短行程时挡料块处于轨道槽的出口端接住下滑的阶梯轴套；所述出料仓并排设置在进料轨道的前侧，出料仓和进料轨道的间隔距离等于上料夹持手和下料夹持手的间隔距离。

所述磨削砂轮安装在磨削砂轮座上，所述磨削砂轮座滑动连接在磨床座上，所述推进装置包括推拉臂、摆动臂和推进气缸，所述推进气缸通过气缸座连接在磨床座的侧壁上，所述摆动臂的下端活动连接在磨床座的侧壁上，所述摆动臂的上端设有摆轴，所述推拉臂的左端部套在摆轴上，推拉臂的右端套在推进气缸的伸缩杆上，推拉臂的中部套有推拉轴，推拉轴的左端部连接在磨削砂轮上。

采用此设计的无心磨床的上下料传送装置在现有技术的基础上实现自动化上下阶梯轴套的加工工序，进料机构负责将阶梯轴套按顺序摆动整齐，在固定的位置实现轮流被夹持加工的目的，保证整套流程井然有序，上下料输送机构是支撑起上下料夹持机构的运行程序，使其阶梯轴套在磨床上顺利完成上下料，节约人工上料的时间，能实现连续进料、加工、下料的步骤，加上推进装置和出料仓的配合，实现全自动化磨削加工，有效降低操作者的劳动强度；并且上料夹持手和下料夹持手能一次性夹持至少两个阶梯轴套，在以前磨床只能加工一个阶梯轴套的情况下增大磨削效率，节约一半的加工时间，大大提高劳动生产率并保证工件的加工质量，适合批量生产。

进一步限定，所述滑动导轨部件主要由横跨固定在Y轴支撑座上X支架、连接在X支架上的导轨座、连接在导轨座上的驱动电机和丝杠导轨，驱动电机驱动丝杠导轨转动进而带动滑块在导轨座上沿X方向移动。滑动导轨部件具有在高负载的情况下实现高精度直线运动的功能，要保证驱动电机在导轨座上移动的距离能更准确的定位，保证上料夹持手和下料夹持手能准确的夹持处于轨道槽内和磨床上的阶梯轴套。

进一步限定，所述进料气缸旁设有限制进料气缸伸缩行程的限位部件，该限位部件主要有支撑块和限位块，所述支撑块上设有条形孔，限位块的下端可上下活动的连接在支撑块上，支撑块的上端抵在挡料块的上方。为了保证挡料块抬升的高度能使得上料夹持手刚好夹持在阶梯轴套的两侧，使用限位部件对进料气缸伸出的长度进行限位，这样即使选择的进料气缸行程不匹配，也可以依靠限位部件来限定伸出的行程。

进一步限定，所述上料夹持手和下料夹持手由夹持气缸和夹持杆组成，一个夹持气缸上匹配两根夹持杆，两根夹持杆的下端内侧面上设有卡接在阶梯轴套轴孔内的突出块。突出块的设计能使得阶梯轴套被夹持后能更稳定的卡接在两跟夹持杆中间，使得夹持更牢固，保证阶梯轴套整体保持在同一轴线上不歪斜，这样在上料的时候能更准确的卡接在磨削砂轮和调整轮之间，能更准确的使得阶梯轴套的阶梯部卡进凹槽内，保证磨削后的轴套部精度更高。

进一步限定，两个上料夹持手之间的间隔距离等于两条轨道槽之间的间隔距离，保证夹持时夹持杆能准确地夹在阶梯轴套的两端面。

进一步限定，所述出料仓倾斜于底座设置，倾斜的角度至少为15°。

进一步限定，所述出料仓的下端口连接有可活动的仓门，出料仓倾斜角的设置是为了直接打开仓门后阶梯轴套便能滚落在下方的接料盒中，不在需要人工一个一个将阶梯轴套从出料仓内拿出来，相对来说效率更高。

进一步限定，磨削砂轮、调整轮和工件支架上设有放置阶梯轴套的阶梯部的凹槽。磨床在加工阶梯轴套时只加工轴套部，不加工阶梯部，所以避免磨削砂轮和调整轮磨削到阶梯部，将凹槽开设的深部设为阶梯部伸出轴套部的宽度，在磨削砂轮旋转的时候避开对阶梯部的磨削；两个阶梯轴套同时加工磨削时阶梯部朝向方位一致，才能保证加工的精度达到设计要求。

本发明的另一个技术方案是，提供一种阶梯轴套的无心磨削加工工艺，包括以下步骤：

⑴、调整无心磨床上磨削砂轮和调整轮的相对位置进行定位；

⑵、操作人员将阶梯轴套放置在两条轨道槽内，让两个阶梯轴套的阶梯部朝向前侧，此时上料夹持手正对进料轨道的上方，下料夹持手正对出料仓的上方；

⑶、打开控制柜，启动进料机构、上下料输送机构和上下料夹持机构，

⑷、当下落的阶梯轴套落入挡料块后进料气缸伸出将阶梯轴套顶出，此时驱动气缸伸出让上料夹持手夹持阶梯轴套，夹持后驱动气缸收缩提升，然后驱动气缸在电磁阀的控制下沿着导轨座向右侧移动，移动至磨削砂轮和调整轮上方；

⑸、然后下料夹持手在驱动气缸的带动下先将已经磨削好的阶梯轴套夹住，夹住后推进装置带动磨削砂轮后退，让下料夹持手将阶梯轴套夹出往上提升；

⑹、夹出后电磁阀控制驱动气缸再将上料夹持手上未加工的阶梯轴套放进磨削砂轮和调整轮之间，推进装置带动磨削砂轮前进，让阶梯轴套的阶梯部卡在凹槽内定位并磨削阶梯轴套的轴套部；

⑺、在磨削砂轮正在磨削阶梯轴套的时候，驱动气缸在导轨座上向左移动，移动至进料轨道和出料仓上方后驱动气缸伸出，下料夹持手上松开将加工好的阶梯轴套放在出料仓内，同时上料夹持手打开夹持住被进料气缸顶出的未加工的阶梯轴套；

⑻、循环至第⑷步。

进一步限定，所述磨削砂轮与调整轮之间的磨削区域需要添加冷却液来冷却。

附图说明

图1为无心磨床的立体结构示意图；

图2为上下料传送装置安装在无心磨床上的立体结构示意图；

图3为上下料传送装置的立体结构示意图；

图4为上下料输送机构和上下料夹持机构的装配立体结构示意图。

具体实施方式

为了使本领域的技术人员可以更好地理解，下面结合附图和实施例对本发明技术方案进一步说明：

如图1、图2、图3、图4所示的无心磨床的上下料传送装置，其中无心磨床包括磨床座1、磨削砂轮2、调整轮3和工件支架4，上下料传送装置包括控制柜5、进料机构6、出料仓7、上下料输送机构8、上下料夹持机构9以及推进装置10；所述上下料输送机构8包括放置在磨床座1上的底座80、滑动导轨部件81和两个Y轴支撑座82，两个Y轴支撑座82置于磨床座1的前后两侧且与工件支架4保持在同一竖直平面上，工件支架4置于磨削砂轮2、调整轮3之间，要保证在滑动导轨部件81上滑动的上下料夹持机构9准确的将阶梯轴套11从进料机构6处运送至磨削砂轮2的磨削处，工件支架4用于顶住阶梯轴套11，防止在磨削砂轮2旋转的时候阶梯轴套11往下掉落，滑动导轨部件81架在两个Y轴支撑座82上；

所述控制柜5连接在Y轴支撑座82上且与进料机构6、上下料输送机构8和上下料夹持机构9电连；

所述上下料夹持机构9包括驱动气缸90、滑块91、放置电池阀的储物箱92、连接板93和上料夹持手94和下料夹持手95，所述驱动气缸90通过滑块91连接在滑动导轨部件81上，储物箱92连接在滑块91上，所述连接板93连接在驱动气缸90的伸缩杆前端，所述电磁阀与驱动气缸90电连，电池阀控制驱动气缸90在滑动导轨部件81上运动的距离，控制其行走和停止，所述上料夹持手94和下料夹持手95各为两个，且并排固定在连接板93上，上料夹持手94位于下料夹持手95的后侧；

所述进料机构6固定在底座80上，它包括倾斜于底座80设置的进料轨道60和进料气缸61、挡料块62，所述进料轨道60上设有两条容纳阶梯轴套11的轨道槽63，进料轨道60倾斜于底座80的角度α为15°，在阶梯轴套11放置在进料轨道60上后能自然的从轨道槽63往下滑落，进料气缸61每上升下降一次都能顶起并排的两个阶梯轴套11，所述挡料块62挡在进料轨道60的出料口处，进料气缸61设置在挡料块62的下方，当进料气缸61的伸缩杆处于最短行程时挡料块62处于轨道槽63的出口端接住下滑的阶梯轴套11，挡料块62的上侧面和朝向轨道槽63的一侧面设有开口，其余四边封闭来挡住落下的阶梯轴套11，且在前后两边侧开设有供夹持杆夹持的孔洞，能让夹持杆上的突出块97a伸进阶梯轴套11的轴孔内；

所述出料仓7固定在底座80上且并排设置在进料轨道60的前侧，出料仓7和进料轨道60的间隔距离等于上料夹持手94和下料夹持手95的间隔距离，即驱动气缸90每往进料机构6的方向运动一次，上料夹持手94都能准确的夹持住进料气缸61顶起的两个待加工的阶梯轴套11，下料夹持手95能松开将磨削好的阶梯轴套11放入出料仓7内；

所述磨削砂轮2安装在磨削砂轮座2A上，所述磨削砂轮座2A滑动连接在磨床座1上，推进装置10控制磨削砂轮座2A在磨床座1上横向运动，在每次上下料的时候退出或推进磨削砂轮2，所述推进装置10包括推拉臂101、摆动臂102和推进气缸103，所述推进气缸103通过气缸座连接在磨床座1的侧壁上，所述摆动臂102的下端活动连接在磨床座1的侧壁上，所述摆动臂102的上端设有摆轴104，所述推拉臂101的左端部套在摆轴104上，推拉臂101的右端套在推进气缸103的伸缩杆上，推拉臂101的中部套有推拉轴105，推拉轴105的左端部连接在磨削砂轮座2A上，控制磨削砂轮2的进刀和退刀。

所述滑动导轨部件81主要由横跨固定在Y轴支撑座82上X支架810、连接在X支架810上的导轨座811、连接在导轨座811上的驱动电机812和丝杠导轨（丝杠导轨在导轨座811的内部），驱动电机812驱动丝杠导轨转动进而带动滑块91在导轨座811上沿X方向移动。

所述进料气缸61旁设有限制进料气缸61伸缩行程的限位部件，该限位部件主要由支撑块64和限位块65组成，所述支撑块64上设有条形孔，限位块65的下端可上下活动的连接在支撑块61上，支撑块64的上端抵在挡料块62上方；限位块65可以相对于支撑块64上下调节高度，以此来调节进料气缸61伸缩的长度。

所述上料夹持手94和下料夹持手95由夹持气缸96和夹持杆97组成，一个夹持气缸96上匹配两根夹持杆97，两根夹持杆97的下端内侧面上设有卡接在阶梯轴套11轴孔内的突出块97a。

两个上料夹持手94之间的间隔距离等于两条轨道槽63之间的间隔距离，这样沿着轨道槽63落在挡料块62上的阶梯轴套11能准确的被上料夹持手94快速夹住。

所述出料仓7倾斜于底座80设置，倾斜的角度β为15°，出料仓7的下端口连接有可活动的仓门71。

磨削砂轮2、调整轮3和工件支架4上设有放置阶梯轴套11的阶梯部的凹槽20，加工时阶梯轴套11同向放置才能保证加工精度，配合工件支架4的使用能防止阶梯轴套11径向、轴向移动。

一种阶梯轴套的无心磨削加工工艺，包括以下步骤：

⑴、调整无心磨床上磨削砂轮2和调整轮2的相对位置进行定位；

⑵、操作人员将阶梯轴套11放置在两条轨道槽63内，让两个阶梯轴套11的阶梯部朝向前侧（如放大图4下料夹持手95夹持的方式），此时上料夹持手94正对进料轨道60的上方，下料夹持手95正对出料仓7的上方；

⑶、打开控制柜5，启动进料机构6、上下料输送机构8和上下料夹持机构9，

⑷、当下落的阶梯轴套11落入挡料块62后进料气缸61伸出将阶梯轴套11顶出，此时驱动气缸90伸出让上料夹持手94夹持阶梯轴套11，夹持后驱动气缸90收缩提升，然后驱动气缸90在电磁阀的控制下沿着导轨座811向右侧移动，移动至磨削砂轮2和调整轮3上方；

⑸、然后下料夹持手95在驱动气缸90的带动下先将已经磨削好的阶梯轴套11夹住，夹住后推进装置10带动磨削砂轮座2A后退，让下料夹持手95将阶梯轴套11夹出往上提升；

⑹、夹出后电磁阀控制驱动气缸90再将上料夹持手94上未加工的阶梯轴套11放进磨削砂轮2和调整轮3之间，推进装置10带动磨削砂轮座2A前进，让阶梯轴套11的阶梯部卡在凹槽20内定位并磨削阶梯轴套11的轴套部；

⑺、在磨削砂轮2正在磨削阶梯轴套11的时候，驱动气缸90在导轨座811上向左移动，移动至进料轨道60和出料仓7上方后驱动气缸90伸出，下料夹持手95上松开将加工好的阶梯轴套11放在出料仓7内，同时上料夹持手94打开夹持住被进料气缸61顶出的未加工的阶梯轴套11；

⑻、循环至第⑷步。

所述磨削砂轮2与调整轮3之间的磨削区域需要添加冷却液来冷却。

以上对本发明提供的无心磨床的上下料传送装置及阶梯轴套的加工工艺进行了详细介绍，具体实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (7)

1.无心磨床的上下料传送装置，其中无心磨床包括磨床座、磨削砂轮、调整轮和工件支架，上下料传送装置包括控制柜、进料机构、出料仓、上下料输送机构、上下料夹持机构以及推进装置，其特征在于：

所述上下料输送机构包括放置在磨床座上的底座、滑动导轨部件和两个Y轴支撑座，两个Y轴支撑座置于磨床座的前后两侧且与工件支架保持在同一竖直平面上，滑动导轨部件架在两个Y轴支撑座上；所述滑动导轨部件包括横跨固定在Y轴支撑座上的X支架、连接在X支架上的导轨座、连接在导轨座上的驱动电机和丝杠导轨，驱动电机驱动丝杠导轨转动进而带动滑块在导轨座上沿X方向移动；所述控制柜连接在Y轴支撑座上且与进料机构、上下料输送机构和上下料夹持机构电连；

所述上下料夹持机构包括驱动气缸、滑块、放置电磁阀的储物箱、连接板和上料夹持手和下料夹持手，所述驱动气缸通过滑块连接在滑动导轨部件上，储物箱连接在滑块上，所述连接板连接在驱动气缸的伸缩杆前端，所述电磁阀与驱动气缸电连，所述上料夹持手和下料夹持手至少各为两个，且并排固定在连接板上；

所述进料机构包括倾斜于底座设置的进料轨道和进料气缸、挡料块，所述进料轨道上设有至少两条容纳阶梯轴套的轨道槽，所述挡料块挡在进料轨道的出料口处，进料气缸设置在挡料块的下方，当进料气缸的伸缩杆处于最短行程时挡料块处于轨道槽的出口端接住下滑的阶梯轴套；所述进料气缸旁设有限制进料气缸伸缩行程的限位部件，该限位部件包括有支撑块和限位块，所述支撑块上设有条形孔，限位块的下端可上下活动地连接在支撑块上，支撑块的上端抵在挡料块的上方；挡料块的上侧面和朝向轨道槽的一侧面设有开口，其余四边封闭来挡住落下的阶梯轴套，且在前后两边侧开设有供夹持杆夹持的孔洞；

两个上料夹持手之间的间隔距离等于两条轨道槽之间的间隔距离；

所述出料仓并排设置在进料轨道的前侧，出料仓和进料轨道的间隔距离等于上料夹持手和下料夹持手的间隔距离；

所述磨削砂轮安装在磨削砂轮座上，所述磨削砂轮座滑动连接在磨床座上，所述推进装置包括推拉臂、摆动臂和推进气缸，所述推进气缸通过气缸座连接在磨床座的侧壁上，所述摆动臂的下端活动连接在磨床座的侧壁上，所述摆动臂的上端设有摆轴，所述推拉臂的左端部套在摆轴上，推拉臂的右端套在推进气缸的伸缩杆上，推拉臂的中部套有推拉轴，推拉轴的左端部连接在磨削砂轮上。

2.根据权利要求1所述的无心磨床的上下料传送装置，其特征在于：所述上料夹持手和下料夹持手由夹持气缸和夹持杆组成，一个夹持气缸上匹配两根夹持杆，两根夹持杆的下端内侧面上设有卡接在阶梯轴套轴孔内的突出块。

3.根据权利要求1所述的无心磨床的上下料传送装置，其特征在于：所述出料仓倾斜于底座设置，倾斜的角度至少为15°。

4.根据权利要求3所述的无心磨床的上下料传送装置，其特征在于：所述出料仓的下端口连接有可活动的仓门。

5.根据权利要求1所述的无心磨床的上下料传送装置，其特征在于：磨削砂轮、调整轮和工件支架上设有放置阶梯轴套的阶梯部的凹槽。

6.采用权利要求5所述的无心磨床的上下料传送装置加工阶梯轴套的无心磨削加工工艺，其特征在于：包括以下步骤：

⑴、调整无心磨床上磨削砂轮和调整轮的相对位置进行定位；

⑵、操作人员将阶梯轴套放置在两条轨道槽内，让两个阶梯轴套的阶梯部朝向前侧，此时上料夹持手正对进料轨道的上方，下料夹持手正对出料仓的上方；

⑶、打开控制柜，启动进料机构、上下料输送机构和上下料夹持机构，

⑷、当下落的阶梯轴套落入挡料块后进料气缸伸出将阶梯轴套顶出，此时驱动气缸伸出让上料夹持手夹持阶梯轴套，夹持后驱动气缸收缩提升，然后驱动气缸在电磁阀的控制下沿着导轨座向右侧移动，移动至磨削砂轮和调整轮上方；

⑸、然后下料夹持手在驱动气缸的带动下先将已经磨削好的阶梯轴套夹住，夹住后推进装置带动磨削砂轮后退，让下料夹持手将阶梯轴套夹出往上提升；

⑹、夹出后电磁阀控制驱动气缸再将上料夹持手上未加工的阶梯轴套放进磨削砂轮和调整轮之间，推进装置带动磨削砂轮前进，让阶梯轴套的阶梯部卡在凹槽内定位并磨削阶梯轴套的轴套部；

⑺、在磨削砂轮正在磨削阶梯轴套的时候，驱动气缸在导轨座上向左移动，移动至进料轨道和出料仓上方后驱动气缸伸出，下料夹持手松开将加工好的阶梯轴套放在出料仓内，同时上料夹持手打开夹持住被进料气缸顶出的未加工的阶梯轴套；

⑻、循环至第⑷步。

7.根据权利要求6所述的采用无心磨床的上下料传送装置加工阶梯轴套的无心磨削加工工艺，其特征在于：所述磨削砂轮与调整轮之间的磨削区域需要添加冷却液来冷却。

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