CN102528580A - 无心磨床上切入磨削轴端颈部的自动装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种无心磨床上切入磨削轴端颈部的自动装置，其特征在于：包括上料部分、送进部分、工件定位部分、进给部分及卸料部分，通过上料部分、送进部分、工件定位部分、进给部分及卸料各部分之间的相互配合，实现轴类零件的轴端颈部磨削加工过程自动化，取代人工操作，有效降低操作者的劳动强度，并能实现一人看管6台无心磨床，大大提高了劳动生产率，并能保证工件的加工质量，是中小企业采用无心磨床大批量磨削加工轴类零件轴端颈部的最佳选择。

Description

无心磨床上切入磨削轴端颈部的自动装置

技术领域

本发明涉及一种增设在通用无心磨床上的自动装置，尤其涉及一种无心磨床上切入磨削轴端颈部的自动装置。

背景技术

轴类零件轴端颈部的磨削加工目前的方法在无心磨床上进行，它的工件的上料、送进、定位、磨削进给及卸料等均需人工操作完成，所以一个人只能看管一台无心磨床，故劳动生产率低，又因大批量加工生产轴类零件，劳动强度大，单调重复的操作使人容易疲劳，影响安全生产；另外易产生人工定位不准确，使工件轴端颈部磨削出现尺寸变化或圆锥形，影响产品的质量。

也有人针对无心磨床发明了自动上下料的装置，如一专利号为ZL201120048300.9(公告号为CN202037495U)的中国实用新型专利《无心磨床自动下料装置》披露了一种自动下料装置，如一专利号为ZL201120048301.3(公告号为CN202037496U)的中国实用新型专利《无心磨床自动送料装置》披露了一种自动送料装置。

前述自动装置彼此独立，没有形成完整的工件的上料、送进、定位、磨削进给及卸料一系列完整的加工工序，对于中小企业的大批量生产，不是最佳选择。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术现状而提供一种增设在通用无心磨床上的切入磨削轴端颈部的自动装置，该自动装置能自动实现工件的上料、送进、定位、磨削进给及卸料工作，取代人工操作，实现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。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种无心磨床上切入磨削轴端颈部的自动装置，其特征在于：包括上料部分、送进部分、工件定位部分、进给部分及卸料部分，其中，上料部分包括能在第一气缸推动下上下滑移的推动板，推动板能向上穿出料仓，推动板的上端面为斜面，料仓的上方的前部设有用以承接工件的V形槽，推动板和V形槽之间设有斜面板，推动板能将料仓内的一根工件向上顶并通过斜面板的上端斜面滑入到V形槽内；送进部分包括由第二气缸带动能水平左右滑移的推件杆、能上下移动并能张合的机械手、竖直设置的定位挡板，推件杆的右移能将位于V形槽内的工件向右水平推出，直至工件穿过并搁置在机械手内，同时工件的右端部抵靠在定位挡板的上部；工件定位部分包括由第三气缸带动能水平左右滑移的推杆、定位托板及能前后张合的双开滚轮定位装置，定位托板位于定位挡板的下部，所述机械手能带动工件下移直至工件的一端搁置在所述双开滚轮定位装置上，工件的待加工端搁置在定位托板上等待无心磨床的磨削加工，所述推杆的右移能将工件的右端部抵靠在定位挡板的下部；进给部分包括安装在滑座上的导轮，滑座能相对无心磨床前后滑移，使导轮的前后滑移与无心磨床上的砂轮配合对位于砂轮和导轮之间的工件轴端颈部进行磨削加工；卸料部分包括倾斜设置的滑槽及带传动装置，所述滑槽位于双开滚轮定位装置的下方，所述带传动装置位于滑槽的末端用以承接并将从滑槽滑出的工件向外输送，在工件加工完毕的状态下，所述双开滚轮定位装置张开，使工件掉入滑槽继而滑向所述带传动装置滑出。

上述机械手包括固定在无心磨床的主板上的第四气缸、及由第四气缸带动能沿主板的导轨上下滑移的本体，所述本体上固定有连接体、气缸支架和竖直设置的垫板，所述连接体上通过芯轴转动连接有横截面呈L形的掌体，所述垫板和掌体的中部之间连接有拉簧，该拉簧使掌体与垫板之间保持合拢的趋势以供工件搁置，所述气缸支架上固定有第五气缸，第五气缸的活塞杆的外伸能带动掌体张开。该机械手结构简单易于控制，当然也可采用其它方式实现机械手的张合和升降。

为较好地实现自动化传送，上述V形槽的下方还设有用以识别工件是否进入V形槽内的光电传感器。当工件进入V形槽内，光电传感器发出信号，控制第一气缸将工件从V形槽中推出穿过并搁置在机械手内，同时工件的右端部抵靠在定位挡板的上部。

上述推杆包括套管和推柱，套管内具有阶梯通孔，所述第三气缸的活塞杆螺纹连接在套管的阶梯通孔的大孔部内，推柱的内端伸入套管的阶梯通孔的小孔部内而能左右移动，并与大孔部内的螺钉螺纹连接而约束在套管内，推柱的外端具有挡肩部，推柱上套设有弹簧，该弹簧支撑在套管外端面和挡肩部之间而使推柱保持外伸趋势。该结构使推杆的顶部有一定弹性，即第三气缸水平对工件的轴向约束为柔性约束，确保工件的轴向精确定位。

上述带传动装置包括两个皮带轮及皮带，其中一个皮带轮通过电机和链传动部分带动旋转，其为带传动装置的常规设计。

上述皮带为两根圆皮带并排组成。该皮带结构使工件会约束在两圆皮带之间不会前后滑出。

上述双开滚轮定位装置由前后间隔对称设置的滚轮结构组成，每个滚轮结构包括支座、呈L形的杠杆、连杆和第六气缸，所述第六气缸固定在支座上，所述杠杆的竖直杆部的下端转动连接支座上，所述连杆的一端与杠杆的竖直杆部的中部转动连接，连杆的另一端与第六气缸的活塞杆连接而能前后移动，杠杆的横向杆部的前端设有能旋转的滚轮，在两滚轮结构中的滚轮合拢状态下形成用以搁置工件的搁置位。通过气缸带动杠杆转动实现该定位装置的张合，其设计合理，另外通过两个滚轮对工件支撑，当滚轮张开后，工件易从两滚轮间滑落。

上述支座上螺纹连接有对杠杆的竖直杆部的下部限位的第一限位螺钉。通过限位螺钉对杠杆的约束，防止杠杆在转动角度过渡导致两滚轮发生碰撞，另外通过转动限位螺钉能实现两滚轮之间的间距调节。

上述滑座通过滑槽导向结构约束在无心磨床中，滑座上开有螺纹孔，该螺纹孔内螺纹连接有丝杆，同时无心磨床上固定有带螺纹孔的导向套，所述丝杆穿过导向套的螺纹孔，丝杆的外端伸出无心磨床与摇杆连接，摇杆的另一端与第七气缸的活塞杆连接，第七气缸的活塞杆的伸缩能带动摇杆转动进而带动丝杆旋转，丝杆的旋转则带动滑座及导轮相对无心磨床前后移动。

上述摇杆的下部径向穿设有第二限位螺钉，所述无心磨床上固定有对所述第二限位螺钉进行下限位的固定挡块。通过限位螺钉与固定挡块的挡配，控制丝杆的转动量，最终实现对导轮的切入量的控制。

与现有技术相比，本发明的优点在于：通过上料部分、送进部分、工件定位部分、进给部分及卸料各部分之间的相互配合，实现轴类零件的轴端颈部磨削加工过程自动化，取代人工操作，有效降低操作者的劳动强度，并能实现一人看管6台无心磨床，大大提高了劳动生产率，并能保证工件的加工质量，是中小企业采用无心磨床大批量磨削加工轴类零件轴端颈部的最佳选择。

附图说明

图1为本发明实施例的结构示意图；

图2为图1的A-A向剖视放大图；

图3为图2的N向视图；

图4为图2的I处放大图；

图5为图1的II处放大图；

图6为图1的D-D向剖视放大图；

图7为图6的K向视图；

图8为图1的C-C向剖视放大图；

图9为图8的G-G向剖视放大图；

图10为图8的F向视图；

图11为图1的B-B向剖视放大图。

具体实施方式

以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。

如图1～11所示，为本发明的一个优选实施例，本自动装置以无心磨床1为服务对象，无心磨床1没有经过任何改造，因此无心磨床及其部分有关的零部件的轮廓在附图中用双点划线表示。

一种无心磨床上切入磨削轴端颈部的自动装置，包括上料部分、送进部分、工件定位部分、进给部分及卸料部分，其中，

如图1、2、4所示，上料部分包括能在第一气缸1a推动下上下滑移的推动板2，推动板2能向上穿出料仓3，料仓3用以存放多根工件10，推动板2的上端面为斜面，料仓3的上方的前部设有用以承接工件的V形槽4，推动板2和V形槽4之间设有斜面板5，斜面板5搁置在竖直设置的竖向壁的上部，竖向壁还起到作为料仓3的挡壁作用，斜面板5的上端斜面与V形槽4的内壁平滑过渡，推动板2能将料仓3内的一根工件10向上顶至顶部并通过斜面板5的上端斜面滑入到V形槽4内，V形槽4的下方还设有用以识别工件10是否进入V形槽4内的光电传感器41，即如果工件10进入V形槽4内，光电传感器41便会发出信号给第一气缸1a。

如图1、4、5、7、8所示，送进部分包括由第二气缸1b带动能水平左右滑移的推件杆6、能上下移动并能张合的机械手7、竖直设置的定位挡板11，定位挡板11固定在无心磨床1上，推件杆6的右移能将位于V形槽内的工件10向右水平推出，直至工件10穿过并搁置在机械手7内，同时工件10的右端部抵靠在定位挡板11的上部，实现工件10的轴向初定位，推杆件6与下述推杆13的结构相同。

如图1、2、4、8～10所示，机械手7包括固定在无心磨床的主板71上的第四气缸1d、及由第四气缸1d带动能沿主板71的导轨上下滑移的本体72，本体72上固定有连接体73、气缸支架74和竖直设置的垫板75，连接体73上通过芯轴76转动连接有横截面呈L形的掌体77，垫板75和掌体77的中部之间连接有拉簧78，该拉簧78使掌体77与垫板75之间保持合拢的趋势以供工件10搁置，气缸支架74上固定有第五气缸1e，第五气缸1e的活塞杆的外伸能带动掌体77张开。

工件定位部分包括由第三气缸1c带动能水平左右滑移的推杆13、及定位托板14和能前后张合的双开滚轮定位装置8，定位托板14和双开滚轮定位装置8彼此左右水平间隔设置，机械手7能带动工件10下移直至工件10的大直径端搁置双开滚轮定位装置8上，工件10的待加工端搁置在定位托板14上实现工件10的轴心定位，推杆13的右移能将工件10的右端部抵靠在定位挡板11上实现工件10的精确轴向定位，工件10进入磨削区等待无心磨床的磨削加工。

如图5所示，推杆13包括套管131和推柱132，套管131内具有阶梯通孔1311，第三气缸1c的活塞杆螺纹连接在套管的阶梯通孔1311的大孔部内，推柱132的内端伸入套管的阶梯通孔1311的小孔部内而能左右移动，并与大孔部内的螺钉133螺纹连接而约束在套管131内，推柱132的外端具有挡肩部1321，推柱132上套设有弹簧134，该弹簧134支撑在套管131外端面和挡肩部1321之间而使推柱132保持外伸趋势。

如图11所示，双开滚轮定位装置8由前后间隔对称设置的滚轮结构组成，每个滚轮结构包括支座81、呈L形的杠杆82、连杆83和第六气缸1f，第六气缸1f固定在支座81上，杠杆82的竖直杆部的下端通过转轴转动连接支座81上，连杆83的一端通过转轴与杠杆82的竖直杆部的中部转动连接，连杆83的另一端与第六气缸1f的活塞杆连接而能前后移动，杠杆82的横向杆部的前端设有能旋转的滚轮84，在两滚轮结构中的滚轮84合拢状态下形成用以搁置工件10的搁置位，支座81上螺纹连接有对杠杆82的竖直杆部的下部限位的第一限位螺钉85。

如图1～3、6、7所示，进给部分包括安装在滑座15上的导轮16，滑座15能相对无心磨床1前后滑移，使导轮16的前后滑移与无心磨床上1的砂轮17配合对位于砂轮17和导轮16之间的工件10轴端颈部进行磨削加工；滑座15通过滑槽导向结构约束在无心磨床1中，滑座15上开有螺纹孔，该螺纹孔内螺纹连接有丝杆18，同时无心磨床1上固定有带螺纹孔的导向套19，丝杆18穿过导向套19的螺纹孔，丝杆18的外端伸出无心磨床1与摇杆20连接，摇杆20的另一端与第七气缸1g的活塞杆连接，第七气缸1g的活塞杆的伸缩能带动摇杆20转动进而带动丝杆18旋转，根据螺纹传动原理，丝杆18的旋转则带动滑座15及导轮16相对无心磨床1前后移动，决定导轮16是否切入与砂轮17配合对工件10磨削，摇杆20的下部径向穿设有第二限位螺钉21，无心磨床1上固定有对第二限位螺钉21进行下限位的固定挡块22。

如图1、2所示，卸料部分包括倾斜设置的滑槽12及带传动装置9，滑槽12倾斜设置，滑槽12位于双开滚轮定位装置8的下方，带传动装置9位于滑槽12的末端用以承接并将从滑槽12滑出的工件10向外输送，在工件10加工完毕的状态下，双开滚轮定位装置8张开，使工件10掉入滑槽12继而滑向带传动装置9滑出。

带传动装置9包括两个皮带轮91及皮带92，其中一个皮带轮91通过电机93和链传动部分94带动旋转。皮带92为两根圆皮带并排组成。

本无心磨床上切入磨削轴端颈部的自动装置的工作原理及过程如下：

由第一气缸1a推动推动板2将料仓3内的工件10推至料仓3的顶部，工件10通过斜面板5的上端斜面落入V形槽4内，随后推动板2在第一气缸1a的带动下退回。

V形槽4内的工件10使光电感应器41发出信号，第二气缸1b推动推件杆6将V形槽4内的工件10向右送进，穿过机械手7的掌体77，由于拉簧78使掌体77与垫板75之间保持合拢状态，工件10便搁置在机械手7内，同时将工件10的端部靠在定位挡板11的上部，对工件10作轴向初定位。

随后推件杆6在第二气缸1b带动下退回，同时第四气缸1d推动掌体77下移，并带着工件10向下进入无心磨床1的磨削区，随后第五气缸1e行程向前，推动掌体77打开，工件10的大直径端搁置双开滚轮定位装置8上，工件10的待加工端搁置在定位托板14上，完成工件10的轴心定位，随后第四气缸1d带动机械手的掌体77退回，同时第五气缸1e行程向后，掌体77在拉簧78作用下与垫板75合拢，第三气缸1c带动推杆13右移，使工件10的端部准确靠在定位挡板11的下部，即砂轮17和导轮16两者之间的中心线上，完成工件10精确的轴向定位，该工件10进入磨削区等待无心磨床的磨削加工。

接着推杆13在第三气缸1c带动下返回，同时第七气缸1g回程，通过摇杆20传动丝杆18和设有导轮16的滑座15，使导轮16切入与砂轮17配合对工件10轴端颈部进行磨削加工，加工完毕，第七气缸1g行程向前，通过摇杆20、丝杆18、滑座15使导轮16退开，同时第六气缸1f通过杠杆82打开双开滚轮定位装置8中的滚轮84，加工完成的工件10落入滑槽12，并通过带传动装置9的传送和挡板95的阻挡，使工件10滑向侧部的成品箱96内，同时第七气缸1g行程向前，双开滚轮定位装置8中的滚轮84闭合复位。

前述光电传感器的信号传递及各气缸的动作顺序均由一台可编程序的控制器控制。

Claims (10)

1.一种无心磨床上切入磨削轴端颈部的自动装置，其特征在于：包括上料部分、送进部分、工件定位部分、进给部分及卸料部分，其中，

上料部分包括能在第一气缸(1a)推动下上下滑移的推动板(2)，推动板(2)能向上穿出料仓(3)，推动板(2)的上端面为斜面，料仓(3)的上方的前部设有用以承接工件(10)的V形槽(4)，推动板(2)和V形槽(4)之间设有斜面板(5)，所述推动板(2)能将料仓(3)内的一根工件(10)向上顶并通过斜面板(5)的上端斜面滑入到V形槽(4)内；

送进部分包括由第二气缸(1b)带动能水平左右滑移的推件杆(6)、能上下移动并能张合的机械手(7)、竖直设置的定位挡板(11)，推件杆(6)的右移能将位于V形槽(4)内的工件(10)向右水平推出，直至工件(10)穿过并搁置在机械手(7)内，同时工件(10)的右端部抵靠在定位挡板(11)的上部；

工件定位部分包括由第三气缸(1c)带动能水平左右滑移的推杆(13)、定位托板(14)及能前后张合的双开滚轮定位装置(8)，定位托板(14)位于定位挡板(11)的下部，所述机械手(7)能带动工件(10)下移直至工件(10)的一端搁置在所述双开滚轮定位装置(8)上，工件(10)的待加工端搁置在定位托板(14)上等待无心磨床的磨削加工，所述推杆(13)的右移能将工件(10)的右端部抵靠在定位挡板(11)的下部；

进给部分包括安装在滑座(15)上的导轮(16)，滑座(15)能相对无心磨床(1)前后滑移，使导轮(16)的前后滑移与无心磨床上(1)的砂轮(17)配合对位于砂轮(17)和导轮(16)之间的工件(10)轴端颈部进行磨削加工；

卸料部分包括倾斜设置的滑槽(12)及带传动装置(9)，所述滑槽(12)位于双开滚轮定位装置(8)的下方，所述带传动装置(9)位于滑槽(12)的末端用以承接并将从滑槽(12)滑出的工件(10)向外输送，在工件(10)加工完毕的状态下，所述双开滚轮定位装置(8)张开，使工件(10)掉入滑槽(12)继而滑向所述带传动装置(9)滑出。

2.根据权利要求1所述的无心磨床上切入磨削轴端颈部的自动装置，其特征在于：所述机械手(7)包括固定在无心磨床(1)的主板(71)上的第四气缸(1d)、及由第四气缸(1d)带动能沿主板(71)的导轨上下滑移的本体(72)，所述本体(72)上固定有连接体(73)、气缸支架(74)和竖直设置的垫板(75)，所述连接体(73)上通过芯轴(76)转动连接有横截面呈L形的掌体(77)，所述垫板(75)和掌体(77)的中部之间连接有拉簧(78)，该拉簧(78)使掌体(77)与垫板(75)之间保持合拢的趋势以供工件(10)搁置，所述气缸支架(74)上固定有第五气缸(1e)，第五气缸(1e)的活塞杆的外伸能带动掌体(77)张开。

3.根据权利要求1所述的无心磨床上切入磨削轴端颈部的自动装置，其特征在于：所述V形槽(4)的下方还设有用以识别工件(10)是否进入V形槽(4)内的光电传感器(41)。

4.根据权利要求1所述的无心磨床上切入磨削轴端颈部的自动装置，其特征在于：所述推杆(13)包括套管(131)和推柱(132)，套管(131)内具有阶梯通孔(1311)，所述第三气缸(1c)的活塞杆螺纹连接在套管的阶梯通孔(1311)的大孔部内，推柱(132)的内端伸入套管的阶梯通孔(1311)的小孔部内而能左右移动，并与大孔部内的螺钉(133)螺纹连接而约束在套管(131)内，推柱(132)的外端具有挡肩部(1321)，推柱(132)上套设有弹簧(134)，该弹簧(134)支撑在套管(131)外端面和挡肩部(1321)之间而使推柱(132)保持外伸趋势。

5.根据权利要求1所述的无心磨床上切入磨削轴端颈部的自动装置，其特征在于：所述带传动装置(9)包括两个皮带轮(91)及皮带(92)，其中一个皮带轮(91)通过电机(93)和链传动部分(94)带动旋转。

6.根据权利要求5所述的无心磨床上切入磨削轴端颈部的自动装置，其特征在于：所述皮带(92)为两根圆皮带并排组成。

7.根据权利要求1所述的无心磨床上切入磨削轴端颈部的自动装置，其特征在于：所述双开滚轮定位装置(8)由前后间隔对称设置的滚轮结构组成，每个滚轮结构包括支座(81)、呈L形的杠杆(82)、连杆(83)和第六气缸(1f)，所述第六气缸(1f)固定在支座(81)上，所述杠杆(82)的竖直杆部的下端转动连接支座(81)上，所述连杆(83)的一端与杠杆(82)的竖直杆部的中部转动连接，连杆(83)的另一端与第六气缸(1f)的活塞杆连接而能前后移动，杠杆(82)的横向杆部的前端设有能旋转的滚轮(84)，在两滚轮结构中的滚轮(84)合拢状态下形成用以搁置工件(10)的搁置位。

8.根据权利要求7所述的无心磨床上切入磨削轴端颈部的自动装置，其特征在于：所述支座(81)上螺纹连接有对杠杆(82)的竖直杆部的下部限位的第一限位螺钉(85)。

9.根据权利要求1所述的无心磨床上切入磨削轴端颈部的自动装置，其特征在于：所述滑座(15)通过滑槽导向结构约束在无心磨床(1)中，滑座(15)上开有螺纹孔，该螺纹孔内螺纹连接有丝杆(18)，同时无心磨床(1)上固定有带螺纹孔的导向套(19)，所述丝杆(18)穿过导向套(19)的螺纹孔，丝杆(18)的外端伸出无心磨床(1)与摇杆(20)连接，摇杆(20)的另一端与第七气缸(1g)的活塞杆连接，第七气缸(1g)的活塞杆的伸缩能带动摇杆(20)转动进而带动丝杆(18)旋转，丝杆(18)的旋转则带动滑座(15)及导轮(16)相对无心磨床(1)前后移动。

10.根据权利要求9所述的无心磨床上切入磨削轴端颈部的自动装置，其特征在于：所述摇杆(20)的下部径向穿设有第二限位螺钉(21)，所述无心磨床(1)上固定有对所述第二限位螺钉(21)进行下限位的固定挡块(22)。

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