CN105414261B - 自动校圆机 - Google Patents

Abstract

本发明公布了自动校圆机，其包括工作台、控制器，工作台上布置有进料机构、主轴驱动机构、测量机构、定位块、压力机，与主轴驱动机构相连接的操纵机构；工作台的下方还安装有床身，控制器安装于床身，控制器控制主轴驱动机构、测量机构、压力机、操纵机构、进料机构的工作，通过进料机构实现圆环工件的精准进料，通过主轴驱动机构控制操纵机构的竖直方向高度以及水平方向偏转角度，通过操纵机构可实现对圆环工件的锁紧以及控制圆环的转动，通过测量机构测量圆环工件外圆的直径，通过压力机挤压圆环工件实现校圆功能。

Description

自动校圆机

技术领域

本发明涉及机械加工领域，尤其是汽车变速器同步器齿套的热后加工设备。

背景技术

机械加工的零件中，有许多是圆环类，特别是像汽车变速器同步器齿套类产品。这些产品往往要经过热处理，而经过热处理后，圆环类产品极易变形，主要是径向尺寸改变，也就是失圆。

圆环类产品，特别是齿套类产品热处理后，机械强度非常大，一般常温下很难改变其形状，又由于精度要求很高，加工十分困难。目前，一般的解决办法是：将零件压淬，就是将圆环类产品加热到一定温度，在中间压入芯棒，然后淬火。这种方法缺点是：重新加热浪费大量能源，淬火容易造成工件表面脱碳而降低材料机械性能，压入芯棒会使内环的齿形齿相改变降低产品精度，压淬由人工操作，效率低、劳动强度大。

发明内容

为解决现有技术的不足，本发明的目的是提供一种实现自动高精度校圆的校圆机，并且自动化程度高，代替人工操作。

为实现上述技术目的，本发明采用的技术方案如下。

自动校圆机，其包括工作台、控制器，工作台上布置有进料机构、主轴驱动机构、测量机构、定位块、压力机，与主轴驱动机构相连接的操纵机构；工作台的下方还安装有床身，控制器安装于床身；

上述的进料机构包括设置于工作台上的进料口，进料口处布置有定位块，定位块上设置定位凹槽定位凹槽，定位凹槽的对称轴线穿过进料口的圆心位置；

主轴驱动机构包括与工作台相连接的壳体、套接于壳体内的导套、导向方向与导套轴线方向平行的导向机构、与导向机构活动件相连接的耳座，耳座内套接有轴承A并通过轴承A连接主轴，耳座的底部连接伺服电机A，伺服电机A的输出端连接主轴的驱动端，伺服电机A的底部连接气缸A；主轴的输出端通过悬臂连接操纵机构，主轴上还设置有限位装置；

操纵机构，包括与悬臂相连接的伺服电机B、与伺服电机B相连接的轴承座、轴承座套接于轴承B的外圈、轴承B的内圈套接法兰、与法兰连接的卡盘以及设置于卡盘上的卡爪和金属传感器；

测量机构包括气缸B、固定于工作台的导块，导块上设置有与气缸B推杆相匹配的导向孔，气缸B的推杆穿过导向孔并且该推杆的输出端通过连接销活动连接测杆的牵引端，测杆位于进料口的侧边，当测杆与圆环工件相接触时，定位凹槽的对称轴线穿过圆环工件中心位置并与测杆垂直；测杆上还布置有沿测杆长度方向的导槽，导槽与固定于工作台上的定位销相匹配，工作台上还安装有朝向测杆牵引端并且位于测杆偏转端侧的径向测量表。

上述技术方案的进一步改进。

定位凹槽包括两侧对称布置的圆弧，圆弧直径大于圆环工件，两侧对称圆弧的连接位置处设置有小直槽。

上述技术方案的进一步改进。

限位装置为设置于主轴上的环形限位块，上述的导向机构包括设置于导套上并且沿导套轴向布置的导槽，与导槽相匹配并且设置于耳座上的凸起块。

上述技术方案的进一步改进。

上述的进料机构还包括料筒、托盘、多级气缸，料筒内设置有腔室，料筒内还匹配有托盘，托盘的底部连接多级气缸的顶杆，料筒的底部可设置移动小车，床身上安装有位于工作台下方的隔板，所述的隔板上设置有与料筒外壁相匹配的弧形凹槽，并且该弧形凹槽的中心轴线与进料口的中心轴线重合。

上述技术方案的进一步改进。

气缸A安装于隔板，所述的卡盘为气动卡盘。

本发明的有益效果是：与原有加工方法相比，省缺了压淬工艺，节约了电能，提高了产品品质，实现自动化操作，大大降低了劳动强度，提高了工作效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例，下面将对实施例中所需要使用的附图做简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的自动校圆机示意图。

图2为本发明的主轴驱动机构示意图。

图3为本发明的主轴驱动机构组件示意图。

图4为本发明的操纵机构示意图。

图5为本发明的操纵机构组件示意图。

图6为本发明的测量机构示意图。

图7为本发明的上料车示意图。

图8为本发明的卡爪锁紧圆环工件原理图。

具体实施方式

下面结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下，所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护范围。

如图1所示，自动校圆机，包括控制器99、工作台3，工作台3上布置有进料机构、主轴驱动机构1、测量机构4、定位块5、压力机6，与主轴驱动机构相连接的操纵机构2，测量机构4、压力机6布置于进料机构侧边位置；工作台3的下方还安装有床身9，控制器99安装于床身9。

控制器99控制主轴驱动机构、测量机构、压力机、操纵机构、进料机构的工作，通过进料机构实现圆环工件的精准进料，通过主轴驱动机构控制操纵机构的竖直方向高度以及水平方向偏转角度，通过操纵机构可实现对圆环工件的锁紧以及控制圆环的转动，通过测量机构测量圆环工件外圆的直径，通过压力机挤压圆环工件实现校圆功能。

上述的进料机构包括设置于工作台3上的进料口，进料口处布置有定位块5，为使得圆形工件与定位块5紧密接触，可在定位块5上设置定位凹槽，定位凹槽的对称轴线穿过出料口的圆心位置；为保证测量精度，避免测量时圆弧与圆环工件只有一点接触，定位凹槽的形状为两侧对称布置的圆弧，圆弧直径略大于圆环工件，并且尤为重要地，在两侧对称圆弧的连接位置处设置有小直槽。

上述的进料机构还包括料筒701、托盘702、多级气缸703，料筒701内设置有用于盛放圆环工件的腔室，料筒701内还匹配有托盘702，托盘702的底部连接多级气缸703的顶杆，放置于料筒701内的圆环工件在多级气缸703的驱动下实现自动进料；料筒701的底部可设置移动小车704，更加便于原料的搬运；为进一步的保证进料的精度，可在床身9上安装有位于工作台3下方的隔板8，所述的隔板8上设置有与料筒701外壁相匹配的弧形凹槽，并且该弧形凹槽的中心轴线与进料口的中心轴线重合，从而实现精准进料。

如图2、3所示，主轴驱动机构1包括与工作台相连接的壳体10、套接于壳体内的导套101、导向方向与导套101轴线方向平行的导向机构、与导向机构活动件相连接的耳座103，耳座103内套接有轴承A102并通过轴承A102连接主轴11，耳座103的底部连接伺服电机A104，伺服电机A的输出端连接主轴11的驱动端，伺服电机A104的底部连接气缸A106。

气缸A106驱动伺服电机A、耳座、主轴沿导套101的轴线方向运动，伺服电机A104用以驱动主轴11的转动。

上述的导向机构包括设置于导套101上并且沿导套101轴向布置的导槽，与导槽相匹配并且设置于耳座上的凸起块。

进一步优化，上述的气缸A安装于隔板8。

如图1所示，主轴11的输出端通过悬臂13连接操纵机构2，主轴11上还设置有限位装置，通过限位装置控制主轴11的下限位置，避免机构之间的干涉；优选地，该限位装置为设置于主轴11上的环形限位块。

如图1、4、5所示，操纵机构2，包括与悬臂13相连接的伺服电机B201、与伺服电机B相连接的轴承座202、轴承座202套接于轴承B203的外圈、轴承B203的内圈套接法兰204、与法兰204连接的卡盘205以及设置于卡盘205上的卡爪206和金属传感器207；卡爪206锁紧圆环工件，伺服电机B驱动卡盘205的转动，即可带动圆环工件绕自身轴线转动；优选地，所述的卡盘为气动卡盘。

如图6所示，测量机构4包括气缸B401、固定于工作台3的导块402，导块402上设置有与气缸B推杆相匹配的导向孔，气缸B的推杆穿过导向孔并且该推杆的输出端通过连接销403活动连接测杆405的牵引端，测杆405位于进料口的侧边，当测杆405与圆环工件相接触时，定位凹槽的对称轴线穿过圆环工件中心位置并与测杆垂直；测杆405上还布置有沿测杆405长度方向的导槽，导槽与固定于工作台3上的定位销406相匹配，工作台3上还安装有朝向测杆牵引端并且位于测杆偏转端侧的径向测量表404；气缸B401驱动推杆沿轴向伸缩，并牵引测杆405运动，在定位销406与导槽的限制下，测杆伸出并发生偏转，直至测杆与圆环工件相接触并将圆环工件抵向定位凹槽；当圆环工件转动一周时，径向测量表404即可测得圆环工件外圆径向数值。

将圆环工件放入料筒701中，将上料车7推进隔板8的弧形凹槽，将多级气缸703的进气口接入气管；调整限位环12在主轴11上的高度，限制主轴11下极限位置，进而限制卡爪206的下极限位置，使卡爪206外台阶的下端面与定位块5上面接近但不干涉。控制器99启动，首先进行复位操作：控制器99控制主轴驱动机构1顶起主轴11，卡盘205回转到初始位置，卡爪206缩回，气缸B401缩回，主轴驱动机构1旋转带动主轴11使卡盘205正对工作台3进料口。

主轴驱动机构1让主轴11落下至限位环12限制的下极限位置；控制器99控制上料车7上的多级气缸703进气、顶托圆环工件，通过工作台3的进料口送达卡爪206，当工件上端面到达卡爪206外台阶下端面时，被金属传感器207感测到，工件停止上升，控制器99控制多级气缸703停止顶托，此时，工件正好脱离工作台3，卡爪206扩张并支撑住圆环工件内环，气缸B401推动测杆405使其端头将圆环工件抵向定位块5。

伺服电机B201带动卡爪206及被其撑住的圆环工件转动，控制器99记录转动角度和对应的径向测量表404测得的数值，当转动一周后，控制器99取径向测量表404测得的最大径向值和所对应的转角，该点是圆环工件的最大径，气缸B401顶杆缩回并且带动测杆405也缩回，伺服电机B201带动卡爪206及其上的圆环工件回转到该对应的转角，此时，该点正位于压力机6推头中间，控制器99控制压力机6推头，按照设定的距离挤压圆环工件，压力机6推头缩回，伺服电机B201带动卡爪206回转到初始位置，气缸B401推动测杆405使其端头将圆环工件抵向定位块5，再重复旋转一周、测量挤压后的径向数值，达到设定的值为合格，否则，判定不合格；气缸B401缩回，主轴驱动机构1让主轴11升起，并带动卡盘205、卡爪206及其上圆环工件升起，主轴驱动机构1旋转主轴11使卡盘205正对放置在自动校圆机附近的合格品料框（合格时）或不合格品料框（不合格时），收缩卡爪206，圆环工件落入相应料框，控制器99对设备复位，进入下一个工作循环。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明；对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本发明中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或者范围的情况下，在其他实施例中实现。因此，本发明将不会被限定于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (5)

1.自动校圆机，其包括工作台、控制器，工作台上布置有进料机构、主轴驱动机构、测量机构、定位块、压力机，与主轴驱动机构相连接的操纵机构；工作台的下方还安装有床身，控制器安装于床身；

上述的进料机构包括设置于工作台上的进料口，进料口处布置有定位块，定位块上设置定位凹槽，定位凹槽的对称轴线穿过进料口的圆心位置；

主轴驱动机构包括与工作台相连接的壳体、套接于壳体内的导套、导向方向与导套轴线方向平行的导向机构、与导向机构活动件相连接的耳座，耳座内套接有轴承A并通过轴承A连接主轴，耳座的底部连接伺服电机A，伺服电机A的输出端连接主轴的驱动端，伺服电机A的底部连接气缸A；主轴的输出端通过悬臂连接操纵机构，主轴上还设置有限位装置；

操纵机构，包括与悬臂相连接的伺服电机B、与伺服电机B相连接的轴承座、轴承座套接于轴承B的外圈、轴承B的内圈套接法兰、与法兰连接的卡盘以及设置于卡盘上的卡爪和金属传感器；

测量机构包括气缸B、固定于工作台的导块，导块上设置有与气缸B推杆相匹配的导向孔，气缸B的推杆穿过导向孔并且该推杆的输出端通过连接销活动连接测杆的牵引端，测杆位于进料口的侧边，当测杆与圆环工件相接触时，定位凹槽的对称轴线穿过圆环工件中心位置并与测杆垂直；测杆上还布置有沿测杆长度方向的导槽，导槽与固定于工作台上的定位销相匹配，工作台上还安装有朝向测杆牵引端并且位于测杆偏转端侧的径向测量表。

2.根据权利要求1所述的自动校圆机，其特征在于，定位凹槽包括两侧对称布置的圆弧，圆弧直径大于圆环工件，两侧对称圆弧的连接位置处设置有小直槽。

3.根据权利要求1或2所述的自动校圆机，其特征在于，限位装置为设置于主轴上的环形限位块，上述的导向机构包括设置于导套上并且沿导套轴向布置的导槽，与导槽相匹配并且设置于耳座上的凸起块。

4.根据权利要求3所述的自动校圆机，其特征在于，上述的进料机构还包括料筒、托盘、多级气缸，料筒内设置有腔室，料筒内还匹配有托盘，托盘的底部连接多级气缸的顶杆，料筒的底部可设置移动小车，床身上安装有位于工作台下方的隔板，所述的隔板上设置有与料筒外壁相匹配的弧形凹槽，并且该弧形凹槽的中心轴线与进料口的中心轴线重合。

5.根据权利要求4所述的自动校圆机，其特征在于，气缸A安装于隔板，所述的卡盘为气动卡盘。