CN117620627B - 一种圆柱滚子轴承的生产工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及轴承生产领域,尤其涉及一种圆柱滚子轴承的生产工艺,备料步骤:将金属管切割成若干内金属段和外金属段;分别进行电磁感应线圈加热;成型步骤:第一成型轮和第二成型轮将内金属段和外金属段的两面辊压出设定形状;磨削步骤:分别磨削内成型件和外成型件的端面;磨削内成型件的内表面和外表面形成内圈、磨削外成型件的内表面和外表面形成外圈;装配步骤:外圈内装入滚子,滚子间***保持架主体,装入保持架底圈;外圈内装入内圈。解决了现有方案中机加工的余量较大,外圈和内圈的表面质量较差。在机加工过程中需要多次的装夹,使得装夹间的误差较大,导致加工误差较大。装配时若是采用自动化的组装,又无法将保持架进行组装的问题。
Description
技术领域
本发明涉及轴承生产领域,尤其涉及一种圆柱滚子轴承的生产工艺。
背景技术
圆柱滚子轴承通常能够承受高负荷,且能够经受高速旋转,并且其具有较低的运行摩擦。圆柱滚子轴承包括外圈、内圈、保持架和滚子。在对外圈和内圈进行加工时,采用的是将原料加热后采用冲压的方式加工后,进行冷却形成圆柱形的结构,圆柱形结构内上下贯通。之后通过机加工的方式加工出设定的尺寸和形状。之后采用人工装配的方式将外圈、内圈、保持架和滚子进行组装。
组装的过程也存在自动化的组装,但只能完成内圈、外圈和滚子之间的组装,且外圈和内圈上均不开设凹槽。组装时常常是将内圈偏心装在外圈内,之后装入滚子,之后再装入保持架。由于是将内圈偏心装在外圈内才能将滚子装在内圈和外圈之间,所以装入的滚子数量较少,滚子间的间距也不一,是无法进行保持架的装配的。
传统方案中外圈和内圈的加工方式,采用先冲压后机加工的方式,使得机加工的余量较大,在外圈和内圈加工出的凹槽或是斜面位置的表面质量较差。且在机加工过程中需要多次的装夹,才能完成表面的机加工,使得装夹间的误差较大,导致加工误差较大。同时装配时采用人工的方式进行装配使得,装配效率较慢,若是采用自动化的组装,又无法将保持架进行组装。如何解决这个问题变得至关重要。
发明内容
针对上述现有技术的缺点,本发明的目的是提供一种圆柱滚子轴承的生产工艺,以解决现有技术中采用先冲压后机加工的方式,使得机加工的余量较大,在外圈和内圈加工出的凹槽或是斜面位置的表面质量较差。且在机加工过程中需要多次的装夹,才能完成表面的机加工,使得装夹间的误差较大,导致加工误差较大。同时装配时采用人工的方式进行装配使得,装配效率较慢,若是采用自动化的组装,又无法将保持架进行组装的问题。
为实现上述目的,本发明的技术方案如下:
一种圆柱滚子轴承的生产工艺;
当圆柱滚子轴承生产时包括以下生产工艺的步骤:
备料步骤:将不同直径、厚度的金属管切割成若干内金属段和外金属段;将内金属段和外金属段分别进行电磁感应线圈加热;
成型步骤:将内金属段和外金属段分别置于各成型装置内;第一成型轮和第二成型轮将内金属段和外金属段的两面辊压出设定形状形成内成型件和外成型件;
磨削步骤:分别磨削内成型件和外成型件的端面;磨削内成型件的内表面和外表面形成内圈、磨削外成型件的内表面和外表面形成外圈;
装配步骤:外圈置于输送架完成输送;在外圈的一侧,装配杆吸附滚子并移至外圈,装配杆吹出气体将铜套膨胀,气体和铜套将滚子推入外圈内;第一夹爪在滚子间装入保持架主体;在外圈的另一侧,输送杆装入内圈、第一吸盘移入保持架底圈将保持架底圈和保持架主体相互扣合;
装配步骤中装配杆存在两次吹气过程:
第一吹气过程:装配杆吹出一定量的气体,气体向外推动滚子并推动铜套向外膨胀,滚子置于外圈内表面的凹槽内;
第二吹气过程:装配杆吹出的气体量减少35%-55%,气体向外推动滚子,铜套停止向外膨胀。
进一步的技术方案为:备料步骤之前还包括建模步骤:
控制装置根据内圈和外圈的尺寸形状进行建模得到最终模型数据,在最终模型数据上叠加磨削余量得到中间模型数据,在中间模型数据上叠加辊压的变形量得到初料模型数据。
进一步的技术方案为:建模步骤和备料步骤之间还包括计算步骤:
控制装置根据初料模型数据确定备料步骤中金属管的直径、厚度和切割间距;根据中间模型数据确定成型步骤中第一成型轮和第二成型轮的形状、尺寸和辊压变形量;根据最终模型数据确定磨削步骤中磨削用砂轮的形状、尺寸和磨削量。
进一步的技术方案为:
备料步骤中:多个金属管堆叠在切割设备上;第二动力装置下压固定金属管,切割设备将金属管切割成若干内金属段或外金属段;第一动力装置将内金属段或外金属段推入振动盘;振动盘将内金属段或外金属段输送至加热装置。
进一步的技术方案为:
备料步骤中:内金属段或外金属段置于输送通道;第三动力装置推动内金属段或外金属段沿输送通道移动;所述电磁感应线圈装置加热内金属段或外金属段。
进一步的技术方案为:
成型步骤中:夹持装置将内金属段或外金属段移入成型位;第二成型轮靠近并接触内金属段外表面或外金属段外表面;驱动机构驱动第一成型轮靠近并接触内金属段内表面或外金属段内表面;驱动机构驱动第一成型轮旋转并移动完成内金属段或外金属段的辊压;内金属段或外金属段辊压成内成型件或外成型件后,夹持装置将内成型件或外成型件移出成型位。
进一步的技术方案为:
磨削步骤中:第一砂轮磨削内成型件的端面或外成型件的端面;第一夹持机构夹持内成型件的外表面或外成型件的外表面;第二砂轮磨削内成型件内表面和外成型件内表面;第一夹持机构切换夹持内成型件的内表面或外成型件的内表面;第三砂轮磨削内成型件外表面和外成型件外表面;内成型件或外成型件磨削后形成内圈或外圈。
进一步的技术方案为:
第一吹气过程中装配杆吹出气体的量、铜套膨胀程度与外圈尺寸正相关;外圈内表面凹槽深度越深,装配杆吹出气体的量越大,铜套的膨胀程度越大;外圈内表面凹槽深度越浅,装配杆吹出气体的量越小,铜套的膨胀程度越小。
进一步的技术方案为:第二吹气过程中装配杆吹出气体量的减少程度根据滚子的推动距离、滚子的尺寸、滚子的重量确定;
滚子推动距离越长,装配杆吹出气体量的减少程度越大;
滚子的尺寸越大,装配杆吹出气体的范围越大,装配杆吹出气体量的减少程度越小;
滚子的重量越重,装配杆吹出气体量的减少程度越小。
进一步的技术方案为:
备料步骤、成型步骤和磨削步骤中通过检测装置确定各个步骤中对于形状和尺寸的控制;
检测装置将数据传输至控制装置;控制装置根据外圈内表面的凹槽的槽深分析确定第一吹气过程中装配杆吹出气体量;根据外圈内表面的凹槽的槽深确定滚子需要推动的距离;根据滚子的推动距离、滚子的尺寸和滚子的重量,分析确定第二吹气过程中装配杆吹出气体量的减少范围。
与现有技术相比,本发明的有益技术效果如下:(1)本申请中的原料为金属管,通过对金属管的直径、厚度进行控制,减少了成型步骤中第一成型轮和第二成型轮的辊压变形量;通过第一成型轮和第二成型轮一次就可以将内金属段或外金属段辊压成型;此时内金属段或外金属段已经形成基本的形状和尺寸,后续的磨削步骤中减少了磨削的量;第一砂轮、第二砂轮和第三砂轮的形状是根据内圈或外圈的表面形状确定的,内圈或外圈中各个位置的磨削量是相同的,使得内圈或外圈的表面质量较为稳定;同时通过辊压步骤使得内成型件或外成型件已经形成基本形状和尺寸,磨削步骤中需要磨削的量较少,经过磨削后提高了内圈或外圈的表面质量;(2)本申请通过拉动第一成型轮移动并驱动其旋转,完成内金属段或外金属段的辊压成型;第一成型轮在内金属段的内表面或外金属段的内表面进行辊压时,内金属段或外金属段会产生向外的扩张变形,通过第二成型轮对内金属段的外表面或外金属段的外表面限制,消除了内金属段或外金属段产生的变形,使得辊压后的内成型件或外成型件的形状尺寸要求;(3)磨削步骤中通过同一个第一夹持机构进行切换夹持,保证了内成型件或外成型件进行磨削时,内成型件或外成型件的位置变化较小,使得两次装夹对磨削的影响较小,保证了内成型件或外成型件的磨削精度;(4)装配步骤中装配杆的轴线和输送杆的轴线为同一轴线;由于保持架主体是套在装配杆上,且保持架主体的装入方式是沿装配杆移动后才***到滚子之间的,保持架主体必然可以顺畅的***滚子之间;之后输送杆***内圈时将装配杆顶出,使得内圈可以准确的放入外圈内;之后通过第一吸盘将保持架底圈沿输送杆移动并扣在保持架主体上,完成保持架的组装;(5)在第二吹气过程中减少装配杆吹出的气体量,使得杆槽仍然是吹出气体的,气体作用在滚子上,使得滚子始终置于外圈内表面的凹槽内;同时由于装配杆吹出气体量的减少,使得吹出气体的压力不足以推动铜套膨胀,铜套并不会推动滚子偏移;(6)本申请通过吹出一定量的气体,并对气体量进行控制,使得气体向外推动滚子的距离和推动铜套向外膨胀的范围可以进行控制,导致滚子可以准确的推入外圈内表面的凹槽内;同时根据滚子的推动距离、滚子的尺寸和滚子的重量对装配杆吹出的气体量减少程度进行准确控制,使得气体可以持续的推动滚子置于外圈内表面的凹槽内,并且在这一过程中并不会使得铜套继续膨胀;(7)本申请中通过铜套的吸附和铜套的膨胀完成滚子的吸附和推动;通过控制装置完成两次吹气过程中的吹气量的控制,使得滚子可以一次性全部准确的放入外圈内表面的凹槽内,从而完成了滚子、保持架、外圈和内圈之间的同轴装配。
附图说明
图1示出了本发明第一实施例圆柱滚子轴承的生产装置的俯视结构图。
图2示出了本发明第一实施例加热装置的俯视结构图。
图3示出了本发明第一实施例冷却机构的左视结构图。
图4示出了本发明第一实施例成型装置的俯视结构图。
图5示出了本发明第一实施例成型装置的主视结构图。
图6示出了图5中A处的放大结构图。
图7示出了本发明第一实施例磨削装置的俯视结构图。
图8示出了本发明第一实施例第一夹持机构位置的主视结构图。
图9示出了本发明第一实施例装配机构的俯视结构图。
图10示出了本发明第一实施例输送架位置的主视结构图。
图11示出了本发明第一实施例装配杆装入滚子的截面结构图。
图12示出了本发明第一实施例装配杆推出滚子的截面结构图。
附图中标记:1、成型装置;11、第一成型轮;12、第二成型轮;121、挡边;13、主支架;14、转盘;141、第四动力装置;15、成型位;16、驱动机构;161、驱动支架;162、第六动力装置;163、第七动力装置;17、夹持装置;18、夹具;181、固定座;182、动力件;183、第五动力装置;184、固定杆;185、连接位;186、滚轮;2、切割装置;21、切割设备;22、第一动力装置;23、第二动力装置;24、振动盘;3、磨削装置;31、第一调节架;311、第一通道;312、第九动力装置;313、第十动力装置;314、第一动力支架;315、第一压杆;32、第一砂轮;33、第一夹持机构;331、夹持支架;332、夹持爪;333、第十一动力装置;334、第十二动力装置;335、底座;336、连杆;34、第二砂轮;35、第三砂轮;36、第一移动装置;361、第十三动力装置;4、检测装置;5、装配机构;51、输送架;511、输送座;512、放置座;513、移动架;514、压爪;515、第十四动力装置;516、第十五动力装置;517、主架;518、放置架;52、装配杆;521、杆槽;522、第二十一动力装置;523、第十六动力装置;524、第一振动盘;525、第一吸附空腔;526、第十七动力装置;527、铜套;53、输送杆;531、第十八动力装置;532、第十九动力装置;533、第二振动盘;534、第二十动力装置;535、吸附口;536、第二吸附空腔;54、第一夹爪;541、第一机械臂;55、第一吸盘;551、第二机械臂;6、加热装置;61、输送通道;62、电磁感应线圈装置;63、第三动力装置;7、冷却机构;71、冷却槽;72、冷却支架;73、输送链板;74、吹风装置;75、链轮;76、第八动力装置。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图和具体实施方式对本发明提出的装置作进一步详细说明。根据下面说明,本发明的优点和特征将更清楚。需要说明的是,附图采用非常简化的形式且均使用非精准的比例,仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施方式的目的。为了使本发明的目的、特征和优点能够更加明显易懂,请参阅附图。须知,本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等,均仅用以配合说明书所揭示的内容,以供熟悉此技术的人士了解与阅读,并非用以限定本发明实施的限定条件,故不具技术上的实质意义,任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整,在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下,均应仍落在本发明所揭示的技术内容能涵盖的范围内。
图1示出了本发明第一实施例圆柱滚子轴承的生产装置的俯视结构图。图2示出了本发明第一实施例加热装置的俯视结构图。图3示出了本发明第一实施例冷却机构的左视结构图。图4示出了本发明第一实施例成型装置的俯视结构图。图5示出了本发明第一实施例成型装置的主视结构图。图6示出了图5中A处的放大结构图。图7示出了本发明第一实施例磨削装置的俯视结构图。图8示出了本发明第一实施例第一夹持机构位置的主视结构图。图9示出了本发明第一实施例装配机构的俯视结构图。图10示出了本发明第一实施例输送架位置的主视结构图。图11示出了本发明第一实施例装配杆装入滚子的截面结构图。图12示出了本发明第一实施例装配杆推出滚子的截面结构图。结合图1、图2、图3、图4、图5、图6、图7、图8、图9、图10、图11和图12所示,本发明公开了一种圆柱滚子轴承的生产装置。
圆柱滚子轴承的生产装置包括磨削装置3、加热装置6、成型装置1、切割金属管的切割装置2和完成轴承装配的装配机构5;一组切割装置2、一组加热装置6、一组成型装置1和一组磨削装置3依次设置;另一组切割装置2、另一组加热装置6、另一组成型装置1和另一组磨削装置3依次设置;装配机构5设置在磨削装置3之间;加热装置6将内金属段和外金属段分别进行加热;成型装置1将内金属段和外金属段分别进行辊压;磨削装置3将内成型件和外成型件分别进行磨削。
圆柱滚子轴承的内圈和外圈的形状、尺寸各不相同。所以圆柱滚子轴承的内圈和外圈的原料需要从不同尺寸的金属管上进行切割的。
优选的,切割装置2为两组。优选的,加热装置6为两组。优选的,成型装置1为两组。一组切割装置2、一组加热装置6、一组成型装置1和一组磨削装置3依次设置,完成内圈的加工。另一组切割装置2、另一组加热装置6、另一组成型装置1和另一组磨削装置3依次设置,完成外圈的加工。装配机构5依次将滚子、保持架主体、保持架底圈和内圈装入外圈,完成圆柱滚子轴承的装配。
本申请中直接对金属管进行切割成金属段,金属段包括内金属段和外金属段,并对金属段进行加热,之后通过成型装置1直接将金属段辊压成型。由于内成型件和外成型件直接辊压成型,之后的加工余量较小,直接采用磨削装置3进行磨削的方式,使得加工出的内圈和外圈表面质量较好,尺寸精度较高。
切割装置2包括振动盘24、切割金属管的切割设备21、推动金属管的第一动力装置22和下压金属管的第二动力装置23;第一动力装置22和振动盘24分别设置在切割设备21的两侧;第二动力装置23围绕金属管设置在切割设备21上。
多个金属管并列叠加放置形成金属管组。优选的,第二动力装置23为三组。优选的,第二动力装置23为气缸。第二动力装置23的驱动端设置压块。两组第二动力装置23分别位于金属管组的前后两侧。两组第二动力装置23驱动压块压紧金属管组的前后两侧。一组第二动力装置23位于金属管组的下方。金属管组穿过一组第二动力装置23驱动端和压块之间。一组第二动力装置23驱动压块下压金属管组的上方。
优选的,第一动力装置22为气缸。第一动力装置22位于切割设备21的左侧。振动盘24位于切割设备21的右侧。第一动力装置22驱动金属管组移动一定距离,切割设备21对金属管组进行切割,金属管组被切割成若干内金属段或若干外金属段。之后若干内金属段或若干外金属段进入振动盘24,振动盘24将若干内金属段或若干外金属段输送至加热装置6。
加热装置6包括输送通道61、围绕输送通道61设置的电磁感应线圈装置62和设置在输送通道61上的第三动力装置63;第三动力装置63推动内金属段或外金属段沿输送通道61移动;电磁感应线圈装置62加热内金属段或外金属段。
优选的,输送通道61的截面为凹字形。输送通道61为左右方向设置。输送通道61左右方向穿过电磁感应线圈装置62。优选的,第三动力装置63为气缸。第三动力装置63设置在输送通道61的左侧。输送通道61的右侧朝向成型装置1。
第三动力装置63的驱动端往复伸缩推动内金属段或外金属段沿输送通道61移动,电磁感应线圈装置62对内金属段或外金属段进行加热,之后内金属段或外金属段进入成型装置1。
成型装置1包括第一成型轮11、主支架13、围绕主支架13旋转的转盘14、沿转盘14分布的成型位15、围绕成型位15旋转设置的第二成型轮12、驱动第一成型轮11移动的驱动机构16和并列设置在主支架13上的夹持装置17;第一成型轮11辊压内金属段或外金属段的内表面;第二成型轮12辊压内金属段或外金属段的外表面;夹持装置17夹持内金属段或外金属段。
主支架13为上下方向设置。转盘14为水平方向设置。主支架13上水平设置有环形导轨。导轨上滑动连接有滑块。滑块连接转盘14。
成型装置1还包括第四动力装置141和夹具18。转盘14上设置有齿环。第四动力装置141上设置齿轮。齿轮啮合齿环。第四动力装置141驱动齿轮旋转,齿轮带动齿环和转盘14旋转。夹具18夹持固定住内金属段或外金属段。夹具18围绕成型位15设置在转盘14上。
成型位15设置在转盘14的上表面。优选的,第二成型轮12为多组。第二成型轮12围绕成型位15旋转设置在转盘14的上表面。
夹具18包括围绕成型位15设置在转盘14上的固定座181、移动设置在转盘14上的动力件182、驱动动力件182移动的第五动力装置183和滑动设置在固定座181上的固定杆184。固定杆184活动连接动力件182。动力件182连接第五动力装置183的驱动端。动力件182上倾斜开设有连接位185。固定杆184上旋转设置滚轮186。滚轮186沿连接位185滚动。第二成型轮12旋转设置在固定杆184上。
优选的,第五动力装置183为气缸。动力件182的下端连接第五动力装置183的驱动端。连接位185围绕动力件182的边缘并列开设。固定杆184的一端旋转设置滚轮186。固定杆184的另一端旋转设置第二成型轮12。第二成型轮12压紧内金属段或外金属段的外表面。
第五动力装置183驱动动力件182移动,滚轮186沿连接位185滚动,动力件182推拉固定杆184沿固定座181内移动,固定杆184带动第二成型轮12移动。第二成型轮12可以夹持内金属段或外金属段的外表面,第二成型轮12也可以松开夹持内金属段或外金属段的外表面。第二成型轮12的外表面为内金属段外表面或外金属段外表面的仿形面。
一般来说,圆柱滚子轴承中内圈和外圈的内表面和外表面的形状是不同的,由于需要在内圈和外圈之间安装滚子和保持架,那么在外圈的内表面上就需要形成凹槽用于容纳安装滚子和保持架,在内圈的外表面上就需要形成切面方便滚子和保持架的安装。由于圆柱滚子轴承的安装环境,内圈的内表面和外圈的外表面均为圆柱形,其表面并没有形成凹槽。所以当第二成型轮12接触的是内金属段的外表面,在第二成型轮12的外表面上会形成凸起,使得辊压出的内金属段的外表面会形成切面。当第二成型轮12接触的是外金属段的外表面,在第二成型轮12的外表面上并不会形成凸起,使得辊压出的外金属段的外表面不会形成凹槽,其外表面为圆柱形。
在第二成型轮12的上下两端分别设置挡边121。第二成型轮12接触内金属段外表面或外金属段外表面时,挡边121接触内金属段的端面或外金属段的端面,通过挡边121对内金属段的高度和外金属段的高度进行限制。
驱动机构16包括驱动支架161、沿第一成型轮11移动方向设置的第六动力装置162和驱动第一成型轮11旋转的第七动力装置163。优选的,第六动力装置162为直线气缸。优选的,第七动力装置163为电机。第六动力装置162设置在驱动支架161上。一组第六动力装置162驱动第一成型轮11水平移动。另一组第六动力装置162驱动第一成型轮11竖直移动。一组第六动力装置162的驱动端连接另一组第六动力装置162。另一组第六动力装置162沿驱动支架161移动。第七动力装置163设置在另一组第六动力装置162的驱动端。第七动力装置163沿驱动支架161移动。第一成型轮11连接第七动力装置163的驱动端。
一组第六动力装置162驱动第一成型轮11水平移动,另一组第六动力装置162驱动第一成型轮11竖直移动,使得第一成型轮11接触内金属段的内表面和外金属段的内表面。需要进行辊压时,一组第六动力装置162驱动第一成型轮11向外水平移动,第一成型轮11持续的辊压内金属段的内表面和外金属段的内表面。
第一成型轮11接触的是内金属段的内表面,在第一成型轮11的外表面上并不会形成凸起,使得辊压出的内金属段的内表面不会形成凹槽,其内表面为圆柱形。第一成型轮11接触的是外金属段的内表面,在第一成型轮11的外表面上会形成凸起,使得辊压出的外金属段的内表面会形成凹槽。
主支架13上设置旋转接头,旋转接头的一端连通气源,旋转接头的另一端连通第五动力装置183、第六动力装置162。
夹持装置17设置在主支架13的上端。夹持装置17包括四轴机械臂和夹爪。夹爪安装在四轴机械臂的驱动端。夹持装置17将输送通道61上内金属段或外金属段移入成型位15进行辊压。辊压完成后夹持装置17将内金属段或外金属段移出成型位15。四轴机械臂完成内金属段或外金属段的移动,夹爪完成内金属段或外金属段的夹取和放下。
内金属段在经过第一成型轮11和第二成型轮12的辊压后形成内成型件,内成型件基本形成了内圈的形状,内成型件尺寸相比内圈尺寸存在磨削的余量。外金属段在经过第一成型轮11和第二成型轮12的辊压后形成外成型件,外成型件基本形成了外圈的形状,外成型件尺寸相比外圈尺寸存在磨削的余量。由于一次辊压完成基本成型,减少了后续的磨削的量,提高了圆柱滚子轴承的生产效率。
圆柱滚子轴承的生产装置还包括冷却内成型件和外成型件的冷却机构7。冷却机构7位于成型装置1和磨削装置3之间。
冷却机构7包括吹风装置74、冷却支架72、储存冷却介质的冷却槽71和沿冷却支架72移动的输送链板73。输送链板73的一端进入冷却槽71内介质。输送链板73的另一端朝向磨削装置3。吹风装置74围绕输送链板73设置在冷却支架72上。
冷却支架72上旋转设置链轮75。冷却支架72上安装第八动力装置76。输送链板73绕设在链轮75上。优选的,第八动力装置76为电机。第八动力装置76的驱动端连接链轮75。
夹持装置17将内成型件或外成型件放入冷却槽71内进行冷却,第八动力装置76驱动链轮75旋转,链轮75带动输送链板73移动,输送链板73带动内成型件或外成型件移动靠近磨削装置3,吹风装置74产生气体吹向内成型件或外成型件,内成型件或外成型件上水份被吹干。
磨削装置3包括第一夹持机构33、第一移动装置36、第一调节架31、相对旋转设置在第一调节架31上的第一砂轮32、旋转设置在第一移动装置36上的第二砂轮34和旋转设置在第一移动装置36上的第三砂轮35;第二砂轮34磨削内成型件内表面和外成型件内表面;第三砂轮35磨削内成型件外表面和外成型件外表面。第一夹持机构33切换夹持外成型件内表面和外表面。
磨削装置3还包括驱动第一砂轮32旋转的第九动力装置312和移动第一砂轮32的第十动力装置313。
第一调节架31内形成第一通道311。内成型件或外成型件沿第一通道311内滚动。第一砂轮32相对设置在第一调节架31上第一通道311的两侧。第一砂轮32的端面磨削内成型件的端面或外成型件的端面。优选的,第九动力装置312为电机。第九动力装置312的驱动端连接第一砂轮32。优选的,第十动力装置313为移动模组。第十动力装置313沿第一砂轮32的移动方向设置在第一调节架31上。第十动力装置313的驱动端设置第一动力支架314。第一砂轮32旋转设置在第一动力支架314上。第一调节架31上沿第一通道311设置第一压杆315。内成型件或外成型件置于第一通道311和第一压杆315之间。
内成型件或外成型件沿第一通道311滚动时,第一砂轮32接触内成型件或外成型件时,第一砂轮32会带动内成型件或外成型件向上移动,为了防止内成型件或外成型件滑出第一通道311,通过第一压杆315接触内成型件或外成型件的上端,限制内成型件或外成型件沿第一通道311滚动的范围。
内成型件竖直状态放置在第一通道311内。第一压杆315接触内成型件上方。第九动力装置312驱动第一砂轮32旋转,第十动力装置313驱动第一砂轮32相互靠近,第一砂轮32磨削内成型件的端面。
外成型件竖直状态放置在第一通道311内。第一压杆315接触外成型件上方。第九动力装置312驱动第一砂轮32旋转,第十动力装置313驱动第一砂轮32相互靠近,第一砂轮32磨削外成型件的端面。
第一夹持机构33包括第十二动力装置334、底座335、夹持支架331、摆动设置在夹持支架331上的夹持爪332和驱动夹持爪332摆动的第十一动力装置333;第十二动力装置334驱动内成型件或外成型件旋转。夹持爪332围绕内成型件或外成型件摆动设置。
夹持支架331旋转设置在底座335上。夹持爪332的中间位置摆动设置在夹持支架331上。夹持爪332的两侧向外延伸。夹持爪332两侧之间形成钝角的夹角。优选的,第十一动力装置333为气缸。第十一动力装置333的驱动端活动连接夹持爪332的摆动位置。第十一动力装置333的驱动端活动连接有连杆336。连杆336活动连接夹持爪332的摆动位置。
底座335上设置旋转接头。旋转接头的一端连接气源,旋转接头的另一端连接第十一动力装置333。优选的,第十二动力装置334为电机。第十二动力装置334设置在底座335上。第十二动力装置334驱动夹持支架331沿底座335旋转。
第一移动装置36围绕第一夹持机构33设置。第一移动装置36包括两组移动模组。两组移动模组分别为水平和竖直设置。一侧第一移动装置36驱动第二砂轮34竖直和水平移动。另一侧第一移动装置36驱动第三砂轮35竖直和水平移动。第一移动装置36的移动端设置第十三动力装置361。一侧第一移动装置36上第十三动力装置361驱动第二砂轮34旋转。另一侧第一移动装置36上第十三动力装置361驱动第三砂轮35旋转。
第二砂轮34和第三砂轮35磨削内成型件时,第二砂轮34的外表面形状为内圈内表面的形状。本申请内圈内表面为圆柱形,第二砂轮34外表面形状为圆柱形,完成内圈内表面的磨削。第三砂轮35的外表面形状为内圈外表面的形状,本申请内圈上会安装滚子和保持架那么在内圈的外表面会形成切面,在第三砂轮35的外表面会形成凸起以完成切面的磨削。
第二砂轮34和第三砂轮35磨削内成型件时,第十一动力装置333驱动夹持爪332摆动,夹持爪332夹持内成型件的外表面,第一移动装置36驱动第二砂轮34移动接触内成型件的内表面,第二砂轮34旋转完成内成型件内表面的磨削。第十一动力装置333驱动夹持爪332反向摆动,夹持爪332夹持内成型件的内表面,第一移动装置36驱动第三砂轮35移动接触内成型件的外表面,第三砂轮35旋转完成内成型件外表面的磨削。
第二砂轮34和第三砂轮35磨削外成型件时,第二砂轮34的外表面形状为外圈内表面的形状。本申请外圈上会安装滚子和保持架那么在外圈的内表面会形成凹槽,在第二砂轮34的外表面会形成凸起以完成凹槽的磨削。本申请外圈外表面为圆柱形,第三砂轮35外表面形状为圆柱形,完成外圈外表面的磨削。
第二砂轮34和第三砂轮35磨削外成型件时,第十一动力装置333驱动夹持爪332摆动,夹持爪332夹持外成型件的外表面,第一移动装置36驱动第二砂轮34移动接触外成型件的内表面,第二砂轮34旋转完成外成型件内表面的磨削。第十一动力装置333驱动夹持爪332反向摆动,夹持爪332夹持外成型件的内表面,第一移动装置36驱动第三砂轮35移动接触外成型件的外表面,第三砂轮35旋转完成外成型件外表面的磨削。
装配机构5包括放置外圈的输送架51、输送滚子***外圈的装配杆52、输送内圈装入外圈的输送杆53、夹持保持架主体***滚子件的第一夹爪54和吸附保持架底圈扣入保持架主体的第一吸盘55;装配杆52从一侧伸入外圈;输送杆53从另一侧伸入外圈;装配杆52和第一夹爪54位于输送架51一侧;输送杆53和第一吸盘55位于输送架51另一侧。
输送架51包括输送座511、放置外圈的放置座512、移动设置在输送座511上的移动架513、下压外圈的压爪514、驱动移动架513移动的第十四动力装置515和驱动压爪514的第十五动力装置516;放置座512并列设置在输送座511上。第十四动力装置515设置在输送座511上。压爪514铰接在放置座512上。第十五动力装置516的驱动端活动连接压爪514。
移动架513包括主架517和放置架518。放置架518并列设置在主架517上。移动架513移动圆柱滚子轴承时,圆柱滚子轴承置于放置架518上。第十四动力装置515包括竖直设置的气缸和水平设置的直线气缸。第十四动力装置515驱动移动架513完成竖直和水平移动。第十五动力装置516的驱动端伸出时,推动压爪514下压外圈。第十五动力装置516的驱动端收缩时,拉动压爪514远离外圈。
外圈放置在放置座512上之后需要移入下一个放置座512进行装配,轴承在下一个放置座512上装配完毕之后,需要移动至再后一个放置座512上完成回收。
第十四动力装置515驱动移动架513上升将外圈顶升,第十四动力装置515驱动移动架513水平移动靠近下一个放置座512,第十四动力装置515驱动移动架513下降将外圈放置在下一个放置座512。第十五动力装置516驱动压爪514下压外圈,将外圈固定住。圆柱滚子轴承装配完成后,第十四动力装置515驱动移动架513进行相同的运动路径,将圆柱滚子轴承移入再后一个放置座512上。
装配机构5还包括驱动装配杆52旋转的第二十一动力装置522、移动装配杆52移动的第十六动力装置523、输送滚子的第一振动盘524和推入滚子的第十七动力装置526。
围绕装配杆52伸入外圈的一端并列形成杆槽521。优选的,第十六动力装置523为移动模组。优选的,第二十一动力装置522为电机。第二十一动力装置522设置在第十六动力装置523的驱动端。装配杆52连接第二十一动力装置522的驱动端。优选的,第十七动力装置526为气缸。第十七动力装置526设置在第一振动盘524的出料端。装配杆52内开设有第一吸附空腔525。第一吸附空腔525的一端连接吸气源。第一吸附空腔525的另一端连通杆槽521内。
围绕装配杆52伸入外圈的一端并列开设杆口。杆口连通第一吸附空腔525。围绕装配杆52套设铜套527。铜套527向杆口内凹陷形成杆槽521。第一吸附空腔525的另一端连通铜套527上杆槽521内。
当杆槽521内移入滚子后,装配杆52伸入外圈后,杆槽521内会喷出气体,铜套527也会向外变形,铜套527向外推动滚子,使得滚子推动外圈的凹槽内。
铜套527的前后两端固定连接装配杆52。铜套527将杆口完全覆盖。由于铜套527材质为铜,铜的材质较软。杆槽521在不同的状态下呈现不同的形状。铜套527套设在装配杆52上后,第一吸附空腔525吸入气体,铜套527被吸入杆口内,此时的杆槽521为向内凹陷的圆弧形。此时将滚子推入杆槽521内,杆槽521对滚子形成吸附,使得滚子可以牢靠的置于杆槽521内不会滑出。当装配杆52置于外圈后,滚子位于外圈内,此时需要将滚子装入外圈内表面的凹槽内,此时第一吸附空腔525不再吸入气体而是吹出气体,由于杆槽521与第一吸附空腔525是连通的,杆槽521会向外吹出气体,气体推动滚子向外移动,在这一过程中第一吸附空腔525内气体也会向外推动铜套527,此时杆槽521由向内凹陷的圆弧形变化为W字形,并逐渐往向外凸起的圆弧形转变。杆槽521的形状在转变过程中,铜套527是向外变形的,铜套527在变形过程中,会向外推动滚子。在气体和铜套527的推动下滚子置于外圈内表面的凹槽内,完成滚子的装配。通过后续的保持架主体装配,保持架主体***相邻滚子之间,保持架主体对滚子进行限制,避免滚子滑落。
第一振动盘524完成滚子的上料,第十七动力装置526推动滚子移入杆槽521,杆槽521吸附滚子,第二十一动力装置522驱动装配杆52旋转,滚子装入所有的杆槽521,第十六动力装置523驱动第二十一动力装置522和装配杆52移动,装配杆52将滚子装入外圈内。
第一夹爪54安装在第一机械臂541上。
装配杆52在装入滚子之前,第一夹爪54夹持住保持架主体,第一机械臂541将保持架主体套在装配杆52上。装配杆52装好滚子并装入外圈,第一机械臂541带动保持架主体沿装配杆52移动并***滚子之间。
装配机构5还包括驱动输送杆53旋转的第十八动力装置531、移动输送杆53移动的第十九动力装置532、输送内圈的第二振动盘533和推入内圈的第二十动力装置534。
围绕输送杆53伸入内圈的一端并列开设吸附口535。优选的,第十九动力装置532为移动模组。优选的,第十八动力装置531为电机。第十八动力装置531设置在第十九动力装置532的驱动端。输送杆53连接第十八动力装置531的驱动端。优选的,第二十动力装置534为气缸。第二十动力装置534设置在第二振动盘533的出料端。输送杆53内开设有第二吸附空腔536。第二吸附空腔536的一端连接吸气源。第二吸附空腔536的另一端连通吸附口535。
第二振动盘533完成内圈的上料,第二十动力装置534推动内圈靠近吸附口535,输送杆53***内圈,吸附口535吸附内圈,第十八动力装置531驱动输送杆53旋转,第十九动力装置532驱动第十八动力装置531和输送杆53移动,内圈螺旋移动装入外圈内。
第一吸盘55安装在第二机械臂551上。
输送杆53在装入内圈之前,第一吸盘55吸附住保持架底圈,第二机械臂551将保持架底圈套在输送杆53上。输送杆53装好内圈并装入外圈,第二机械臂551带动保持架底圈沿输送杆53移动并扣入保持架主体。
第二实施例:
结合图1、图2、图3、图4、图5、图6、图7、图8、图9、图10、图11和图12所示,本实施例的圆柱滚子轴承的生产工艺,当圆柱滚子轴承生产时包括以下生产工艺的步骤:
备料步骤:将不同直径、厚度的金属管切割成若干内金属段和外金属段。将内金属段和外金属段分别进行电磁感应线圈加热。
成型步骤:将内金属段和外金属段分别置于各成型装置1内。第一成型轮11和第二成型轮12将内金属段和外金属段的两面辊压出设定形状形成内成型件和外成型件。
磨削步骤:分别磨削内成型件和外成型件的端面。磨削内成型件的内表面和外表面形成内圈、磨削外成型件的内表面和外表面形成外圈。
装配步骤:外圈内装入滚子,滚子间***保持架主体,装入保持架底圈使得保持架主体和保持架底圈相互扣合。外圈内装入内圈。
备料步骤之前还包括建模步骤:
根据内圈和外圈的尺寸形状进行建模得到最终模型数据,在最终模型数据上叠加磨削余量得到中间模型数据,在中间模型数据上叠加辊压的变形量得到初料模型数据。
建模步骤和备料步骤之间还包括计算步骤:
根据初料模型数据确定备料步骤中金属管的直径、厚度和切割间距。根据中间模型数据确定成型步骤中第一成型轮11和第二成型轮12的形状、尺寸和辊压变形量。根据最终模型数据确定磨削步骤中磨削用砂轮的形状、尺寸和磨削量。
内圈和外圈的加工主要是需要进行辊压和磨削两个步骤,为了保证加工出的内圈和外圈的最终尺寸。需要在不同的步骤中留有加工余量,在加工过程中对加工余量进行检测校准。
本申请中的原料为金属管,通过对金属管的直径、厚度进行控制,减少了成型步骤中第一成型轮11和第二成型轮12的辊压变形量。通过第一成型轮11和第二成型轮12一次就可以将内金属段或外金属段辊压成型。此时内金属段或外金属段已经形成基本的形状和尺寸,后续的磨削步骤中减少了磨削的量。第一砂轮32、第二砂轮34和第三砂轮35的形状是根据内圈或外圈的表面形状确定的,内圈或外圈中各个位置的磨削量是相同的,使得内圈或外圈的表面质量较为稳定。同时通过辊压步骤使得内成型件或外成型件已经形成基本形状和尺寸,磨削步骤中需要磨削的量较少,经过磨削后提高了内圈或外圈的表面质量。
备料步骤中根据计算的量选取金属管的直径、厚度,切割装置2控制切割间距。成型步骤中根据计算的量确定第一成型轮11和第二成型轮12的形状、尺寸,第一成型轮11和第二成型轮12的辊压变形量。磨削步骤中根据计算的量确定第一砂轮32的形状、尺寸和磨削量,第二砂轮34的形状、尺寸和磨削量,第三砂轮35的形状、尺寸和磨削量。
备料步骤中:多个金属管堆叠在切割设备21上。第二动力装置23下压固定金属管,切割设备21将金属管切割成若干内金属段或外金属段。第一动力装置22将内金属段或外金属段推入振动盘24。振动盘24将内金属段或外金属段输送至加热装置6。
金属管的直径和金属管的管壁厚度是金属管来料时确定的。切割间距的控制通过第一动力装置22确定,第一动力装置22推动金属管移动的距离为金属管的切割间距。由于切割设备21是一次切割会产生多个内金属段或外金属段,但加热时需要逐个加热,通过将若干内金属段或外金属段先都推入振动盘24,再通过振动盘24进行逐个上料进行加热。
由于内圈和外圈的形状、尺寸各不相同,切割装置2无法做到在同一个切割过程中对不同规格的金属管进行切割。切割装置2只能同时切割同一规格的金属管,切割出的要么都是内金属段,要么都是外金属段。
检测装置4安装在振动盘24的出口。优选的,检测装置4为激光高精度测量仪。检测装置4检测内金属段或外金属段的形状、壁厚和厚度,并将数据传输至控制装置。控制装置判断检测的数值是否符合初料模型数据。金属管来料时会进行质检的检测。若检测装置4检测内金属段或外金属段的形状出现偏差,则说明切割设备21切割的下压力较大,控制装置控制切割设备21切割的下压力。若检测装置4检测内金属段或外金属段的壁厚出现偏差,则说明单个金属管的壁厚存在一定的偏差。内金属段或外金属段的厚度为内金属段或外金属段的切割间距。若检测装置4检测内金属段或外金属段的厚度出现偏差,则说明第一动力装置22推动金属管移动的距离需要调整。
当内金属段或外金属段的形状、壁厚和厚度出现偏差时,并不需要频繁的对切割设备21的切割下压力和第一动力装置22的推动距离进行调整或是更换合格壁厚的金属管。后续还存在成型步骤和磨削步骤,若内金属段或外金属段的形状变形量较小,则不影响成型步骤的加工,就不需要调整切割设备21的切割下压力。若内金属段或外金属段的壁厚变化较小,则不影响成型步骤的加工,就不需要更换合格壁厚的金属管。若内金属段或外金属段的厚度变化较小,则不影响磨削步骤的磨削量,就不需要调整第一动力装置22的推动距离。
备料步骤中:内金属段或外金属段置于输送通道61。第三动力装置63推动内金属段或外金属段沿输送通道61移动。电磁感应线圈装置62加热内金属段或外金属段。
振动盘24的出口连通输送通道61,内金属段或外金属段置于输送通道61之后,第三动力装置63推动内金属段或外金属段沿输送通道61移动。内金属段或外金属段先靠近电磁感应线圈装置62,再远离电磁感应线圈装置62。内金属段或外金属段在靠近电磁感应线圈装置62的过程中完成加热。
通过控制电磁感应线圈装置62的功率、内金属段或外金属段在电磁感应线圈装置62内停留的时间,控制内金属段或外金属段的加热温度。
成型步骤中:夹持装置17将内金属段或外金属段移入成型位15。第二成型轮12靠近并接触内金属段外表面或外金属段外表面。驱动机构16驱动第一成型轮11靠近并接触内金属段内表面或外金属段内表面。驱动机构16驱动第一成型轮11旋转并移动完成内金属段或外金属段的辊压。内金属段或外金属段辊压成内成型件或外成型件后,夹持装置17将内成型件或外成型件移出成型位15。
夹持装置17将输送通道61上内金属段或外金属段移入成型位15。夹具18驱动第二成型轮12靠近并接触内金属段外表面或外金属段外表面。驱动机构16驱动第一成型轮11靠近并接触内金属段内表面或外金属段内表面。驱动机构16驱动第一成型轮11旋转并移动完成内金属段或外金属段的辊压,第一成型轮11的旋转带动内金属段或外金属段的旋转。在辊压的过程中驱动机构16驱动第一成型轮11压紧内金属段或外金属段,内金属段或外金属段受到挤压后形状逐渐贴合第二成型轮12的外表面和第一成型轮11的外表面。
本申请通过拉动第一成型轮11移动并驱动其旋转,完成内金属段或外金属段的辊压成型。第一成型轮11在内金属段的内表面或外金属段的内表面进行辊压时,内金属段或外金属段会产生向外的扩张变形,通过第二成型轮12对内金属段的外表面或外金属段的外表面限制,消除了内金属段或外金属段产生的变形,使得辊压后的内成型件或外成型件的形状尺寸要求。夹持装置17将内成型件或外成型件移出成型位15置于冷却机构7。
内成型件或外成型件置于冷却槽71内通过浸泡介质进行冷却,之后输送链板73移动内成型件或外成型件,吹风装置74将内成型件或外成型件上水份吹干。
检测装置4安装在冷却支架72上。检测装置4检测内成型件或外成型件的形状和厚度并将数据传输至控制装置。控制装置判断检测的数值是否符合中间模型数据。若检测装置4检测内成型件或外成型件的形状出现偏差,则说明第一成型轮11和第二成型轮12的形状存在偏差。若检测装置4检测内成型件或外成型件的厚度出现偏差,则说明第一成型轮11辊压的力出现偏差。
当内成型件或外成型件的形状和厚度出现偏差时,并不需要频繁的对第一成型轮11和第二成型轮12的形状、第一成型轮11的辊压力进行调整。后续还存在磨削步骤,若内成型件或外成型件的形状变化较小,则不影响磨削步骤的加工,就不需要对第一成型轮11和第二成型轮12的形状进行修整或是更换第一成型轮11和第二成型轮12 。若内成型件或外成型件的厚度变化较小,且厚度也并没有小于最终模型数据,就不需要调整第一成型轮11的辊压力。
磨削步骤中:第一砂轮32磨削内成型件的端面或外成型件的端面。第一夹持机构33夹持内成型件的外表面或外成型件的外表面。第二砂轮34磨削内成型件内表面和外成型件内表面。第一夹持机构33切换夹持内成型件的内表面或外成型件的内表面。第三砂轮35磨削内成型件外表面和外成型件外表面。内成型件或外成型件磨削后形成内圈或外圈。
检测装置4安装在第一调节架31上。第一砂轮32一次完成内成型件的端面或外成型件的端面的磨削,检测装置4检测磨削后,内成型件的厚度或外成型件的厚度并将数据传输至控制装置。控制装置判断检测的数值是否符合最终模型数据的要求。当内成型件的厚度或外成型件的厚度出现偏差时,控制装置控制第十动力装置313调整第一砂轮32的间距,从而进行实时调整内成型件的厚度或外成型件的厚度。
磨削步骤中通过同一个第一夹持机构33进行切换夹持,保证了内成型件或外成型件进行磨削时,内成型件或外成型件的位置变化较小,使得两次装夹对磨削的影响较小,保证了内成型件或外成型件的磨削精度。
磨削步骤中内成型件或外成型件磨削完成后形成内圈或外圈,需要进行成品的质量检测,需要检测内圈或外圈的表面质量、形状和尺寸。若内圈或外圈的表面质量存在偏差,需要调整第一砂轮32、第二砂轮34和第三砂轮35的转速。若内圈或外圈的形状存在偏差,需要修整第二砂轮34和第三砂轮35的形状或是更换第二砂轮34和第三砂轮35。若内圈或外圈的尺寸存在偏差,需要调整第二砂轮34和第三砂轮35的移动数据。
装配步骤中:外圈置于输送架51完成输送。在外圈的一侧,装配杆52装入滚子、第一夹爪54装入保持架主体。在外圈的另一侧,输送杆53装入内圈、第一吸盘55扣入保持架底圈。
装配步骤中将外圈置于输送架51上,将滚子输送在装配杆52上,装配杆52吸附住滚子,第一夹爪54将保持架主体套在装配杆52上,装配杆52移入外圈内,通过吹出气体将铜套527向外扩张变形,铜套527推动滚子置于外圈的凹槽内,第一夹爪54将保持架主体沿装配杆52移动并***滚子之间。将内圈套在输送杆53上。输送杆53吸附内圈,第一吸盘55将保持架底圈套在输送杆53上,输送杆53移入外圈内,装配杆52停止吹出气体,输送杆53将装配杆52推出外圈,内圈装入外圈内,第一吸盘55将保持架底圈沿输送杆53移动并扣在保持架主体上,输送杆53、第一夹爪54和第一吸盘55分别远离输送架51此时圆柱滚子轴承完成装配。
装配步骤中装配杆52的轴线和输送杆53的轴线为同一轴线。由于保持架主体是套在装配杆52上,且保持架主体的装入方式是沿装配杆52移动后才***到滚子之间的,保持架主体必然可以顺畅的***滚子之间。之后输送杆53***内圈时将装配杆52顶出,使得内圈可以准确的放入外圈内。之后通过第一吸盘55将保持架底圈沿输送杆53移动并扣在保持架主体上,完成保持架的组装。
装配步骤中:装配杆52吹出气体的量、铜套527膨胀程度与外圈尺寸正相关。外圈内表面凹槽深度越深,装配杆52吹出气体的量越大,铜套527的膨胀程度越大。外圈内表面凹槽深度越浅,装配杆52吹出气体的量越小,铜套527的膨胀程度越小。
装配杆52吹出气体的量决定了铜套527膨胀程度,装配杆52吹出气体的量是根据外圈内表面凹槽的深度确定的。
装配杆52吹出气体是在较短的时间内吹出的,使得铜套527在短时间内快速的膨胀,使得滚子可以快速的装入内圈。装配杆52吹出的气体推动滚子向外移动,气体同时推动铜套527膨胀向外推动滚子。滚子移动至极限位置时,滚子是置于外圈内表面的凹槽内,滚子的外表面接触凹槽的表面。
装配杆52存在两次吹气过程:
第一吹气过程:装配杆52吹出一定量的气体,气体向外推动滚子并推动铜套527向外膨胀,滚子置于外圈内表面的凹槽内。
第二吹气过程:装配杆52吹出的气体量减少35%-55%,气体向外推动滚子,铜套527停止向外膨胀。
在第一吹气过程中只需要将滚子推入外圈内表面的凹槽内即可,所以只需要根据凹槽的槽深就可以直接确定装配杆52吹出的气体量。第一吹气过程中杆槽521的中间位置完成铜套527的膨胀。
第一吹气过程中若是装配杆52持续的吹出一定量的气体,在滚子的外表面接触凹槽的表面后,杆槽521的两侧位置完成铜套527的膨胀,此时铜套527会推动滚子偏移位置,使得保持架主体无法***相邻滚子之间。所以当滚子的外表面接触凹槽的表面时,需要立即切换至第二吹气过程。
在第二吹气过程中需要对滚子形成推动的力,使得滚子间在***保持架主体之前,滚子一直是置于外圈内表面的凹槽内的,同时还需要保证铜套527不再发生膨胀。
在第二吹气过程中减少装配杆52吹出的气体量,使得杆槽521仍然是吹出气体的,气体作用在滚子上,使得滚子始终置于外圈内表面的凹槽内。同时由于装配杆52吹出气体量的减少,使得吹出气体的压力不足以推动铜套527膨胀,铜套527并不会推动滚子偏移。
第二吹气过程中装配杆52吹出气体量的减少程度根据滚子的推动距离、滚子的尺寸、滚子的重量确定。
滚子推动距离越长,装配杆52吹出气体量的减少程度越大。
滚子的尺寸越大,装配杆52吹出气体的范围越大,装配杆52吹出气体量的减少程度越小。
滚子的重量越重,装配杆52吹出气体量的减少程度越小。
第二吹气过程中吹出的气体量需要同时满足推动滚子和防止铜套527膨胀两个要求,对装配杆52吹出气体量的减少程度需要进行严格控制。装配杆52吹出气体量的减少程度受到滚子的推动距离、滚子的尺寸、滚子的重量三个方面的影响。
第二吹气过程中吹出的气体会使得铜套527膨胀,铜套527的膨胀范围较小时,需要较多的气体才能使得铜套527膨胀,随着铜套527的膨胀范围逐渐增大,所需要的气体逐渐减少。
滚子推动距离较长时,铜套527膨胀的范围也较大,此时铜套527的结构强度较弱。若是装配杆52吹出气体量较多,使得铜套527膨胀后会产生抖动,从而导致无法对滚子形成有效支撑,同时也会导致杆槽521吹出的气体会产生晃动,从而导致滚子出现偏移。所以当滚子推动距离越长时,装配杆52吹出气体量的减少程度就需要越大,使得只有少量的气体吹向滚子。由于气体量较少,并不会引起铜套527膨胀后的抖动。
当滚子的尺寸较大时,需要扩大装配杆52吹出气体的范围。杆槽521连通第一吸附空腔525的通孔尺寸越大,则装配杆52吹出气体的范围越大。杆槽521连通第一吸附空腔525的通孔尺寸越小,则装配杆52吹出气体的范围越小。当装配杆52吹出气体的范围较大时,对滚子支撑的支撑就较为稳定,滚子并不会发生位置偏移。但由于杆槽521连通第一吸附空腔525的通孔尺寸较大,那么就需要提供较多的气体量,才能对滚子形成有效的支撑,所以滚子的尺寸越大,则装配杆52吹出气体量的减少程度越小。
当滚子的重量较重时,就需要较多的气体量才能推动滚子置于外圈内表面的凹槽内,从而避免滚子由于自重下落,导致保持架主体无法***滚子间。
本申请通过吹出一定量的气体,并对气体量进行控制,使得气体向外推动滚子的距离和推动铜套527向外膨胀的范围可以进行控制,导致滚子可以准确的推入外圈内表面的凹槽内。
同时根据滚子的推动距离、滚子的尺寸和滚子的重量对装配杆52吹出的气体量减少程度进行准确控制,使得气体可以持续的推动滚子置于外圈内表面的凹槽内,并且在这一过程中并不会使得铜套527继续膨胀。
备料步骤、成型步骤和磨削步骤中通过检测装置4确定各个步骤中对于形状和尺寸的控制。
检测装置4将数据传输至控制装置。控制装置根据外圈内表面的凹槽的槽深分析确定第一吹气过程中装配杆52吹出气体量。根据外圈内表面的凹槽的槽深确定滚子需要推动的距离。根据滚子的推动距离、滚子的尺寸和滚子的重量,分析确定第二吹气过程中装配杆52吹出气体量的减少范围。
备料步骤中检测装置4检测内金属段或外金属段的壁厚是否出现偏差。成型步骤中检测装置4检测内成型件或外成型件的形状是否出现偏差。磨削步骤中检测装置4检测内成型件的厚度或外成型件的厚度是否出现偏差。通过检测装置4保证内圈和外圈在生产过程中尺寸和形状的稳定。内圈和外圈生产完成之后通过抽检的方式检测内圈和外圈的形状和尺寸,并将数据输送至控制装置。本申请对于滚子、保持架主体、保持架底圈需要进行来料检测,并将数据输送至控制装置。
控制装置可以提前将第一吹气过程中的吹气量和第二吹气过程中吹气量的减少范围进行严格控制,使得圆柱滚子轴承在进行组装时,滚子可以顺畅的装入外圈内表面的凹槽内,并且限制滚子出现位置偏移,使得保持架主体可以顺畅的***滚子之间。
为了将滚子限制在外圈和内圈之间,常常会在外圈或/和内圈上开设凹槽用于容纳滚子。为了提高安装的效率,都是在外圈内先装保持架和滚子,然后再装内圈。为了使得内圈可以快速装入,往往并不会在内圈外表面开设凹槽用于容纳滚子,所以现有的轴承往往都是在外圈内表面开设凹槽用于容纳滚子。
滚子是无法直接放入到外圈内表面的凹槽内的,这就导致自动化装配时,滚子、保持架、外圈和内圈之间无法做到同轴装配。此类轴承的装配往往采用人工装配的方式。
本申请中通过铜套527的吸附和铜套527的膨胀完成滚子的吸附和推动。通过控制装置完成两次吹气过程中的吹气量的控制,使得滚子可以一次性全部准确的放入外圈内表面的凹槽内,从而完成了滚子、保持架、外圈和内圈之间的同轴装配。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合,为使描述简洁,未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述,然而,只要这些技术特征的组合不存在矛盾,都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本发明的保护范围。因此,本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (8)
1.一种圆柱滚子轴承的生产工艺,其特征在于:当圆柱滚子轴承生产时包括以下生产工艺的步骤:
备料步骤:将不同直径、厚度的金属管切割成若干内金属段和外金属段;将内金属段和外金属段分别进行电磁感应线圈加热;
成型步骤:将内金属段和外金属段分别置于各成型装置(1)内;第一成型轮(11)和第二成型轮(12)将内金属段和外金属段的两面辊压出设定形状形成内成型件和外成型件;
磨削步骤:分别磨削内成型件和外成型件的端面;磨削内成型件的内表面和外表面形成内圈、磨削外成型件的内表面和外表面形成外圈;
装配步骤:外圈置于输送架(51)完成输送;在外圈的一侧,装配杆(52)吸附滚子并移至外圈,装配杆(52)吹出气体将铜套(527)膨胀,气体和铜套(527)将滚子推入外圈内;第一夹爪(54)在滚子间装入保持架主体;在外圈的另一侧,输送杆(53)装入内圈、第一吸盘(55)移入保持架底圈将保持架底圈和保持架主体相互扣合;
装配步骤中装配杆(52)存在两次吹气过程:
第一吹气过程:装配杆(52)吹出一定量的气体,气体向外推动滚子并推动铜套(527)向外膨胀,滚子置于外圈内表面的凹槽内;
第二吹气过程:装配杆(52)吹出的气体量减少35%-55%,气体向外推动滚子,铜套(527)停止向外膨胀;
第一吹气过程中装配杆(52)吹出气体的量、铜套(527)膨胀程度与外圈尺寸正相关;外圈内表面凹槽深度越深,装配杆(52)吹出气体的量越大,铜套(527)的膨胀程度越大;外圈内表面凹槽深度越浅,装配杆(52)吹出气体的量越小,铜套(527)的膨胀程度越小;
第二吹气过程中装配杆(52)吹出气体量的减少程度根据滚子的推动距离、滚子的尺寸、滚子的重量确定;
滚子推动距离越长,装配杆(52)吹出气体量的减少程度越大;
滚子的尺寸越大,装配杆(52)吹出气体的范围越大,装配杆(52)吹出气体量的减少程度越小;
滚子的重量越重,装配杆(52)吹出气体量的减少程度越小。
2.如权利要求1所述的圆柱滚子轴承的生产工艺,其特征在于:备料步骤之前还包括建模步骤:
控制装置根据内圈和外圈的尺寸形状进行建模得到最终模型数据,在最终模型数据上叠加磨削余量得到中间模型数据,在中间模型数据上叠加辊压的变形量得到初料模型数据。
3.如权利要求2所述的圆柱滚子轴承的生产工艺,其特征在于:建模步骤和备料步骤之间还包括计算步骤:
控制装置根据初料模型数据确定备料步骤中金属管的直径、厚度和切割间距;根据中间模型数据确定成型步骤中第一成型轮(11)和第二成型轮(12)的形状、尺寸和辊压变形量;根据最终模型数据确定磨削步骤中磨削用砂轮的形状、尺寸和磨削量。
4.如权利要求1所述的圆柱滚子轴承的生产工艺,其特征在于:
备料步骤中:多个金属管堆叠在切割设备(21)上;第二动力装置(23)下压固定金属管,切割设备(21)将金属管切割成若干内金属段或外金属段;第一动力装置(22)将内金属段或外金属段推入振动盘(24);振动盘(24)将内金属段或外金属段输送至加热装置(6)。
5.如权利要求4所述的圆柱滚子轴承的生产工艺,其特征在于:
备料步骤中:内金属段或外金属段置于输送通道(61);第三动力装置(63)推动内金属段或外金属段沿输送通道(61)移动;电磁感应线圈装置(62)加热内金属段或外金属段。
6.如权利要求5所述的圆柱滚子轴承的生产工艺,其特征在于:
成型步骤中:夹持装置(17)将内金属段或外金属段移入成型位(15);第二成型轮(12)靠近并接触内金属段外表面或外金属段外表面;驱动机构(16)驱动第一成型轮(11)靠近并接触内金属段内表面或外金属段内表面;驱动机构(16)驱动第一成型轮(11)旋转并移动完成内金属段或外金属段的辊压;内金属段或外金属段辊压成内成型件或外成型件后,夹持装置(17)将内成型件或外成型件移出成型位(15)。
7.如权利要求6所述的圆柱滚子轴承的生产工艺,其特征在于:
磨削步骤中:第一砂轮(32)磨削内成型件的端面或外成型件的端面;第一夹持机构(33)夹持内成型件的外表面或外成型件的外表面;第二砂轮(34)磨削内成型件内表面和外成型件内表面;第一夹持机构(33)切换夹持内成型件的内表面或外成型件的内表面;第三砂轮(35)磨削内成型件外表面和外成型件外表面;内成型件或外成型件磨削后形成内圈或外圈。
8.如权利要求3所述的圆柱滚子轴承的生产工艺,其特征在于:
备料步骤、成型步骤和磨削步骤中通过检测装置(4)确定各个步骤中对于形状和尺寸的控制; 检测装置(4)将数据传输至控制装置;控制装置根据外圈内表面的凹槽的槽深分析确定第一吹气过程中装配杆(52)吹出气体量;根据外圈内表面的凹槽的槽深确定滚子需要推动的距离;根据滚子的推动距离、滚子的尺寸和滚子的重量,分析确定第二吹气过程中装配杆(52)吹出气体量的减少范围。
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