CN110014182B - 一种轴承锻件的铣削成型设备及其加工工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种轴承锻件的铣削成型设备及其加工工艺，包括工作台，工作台上设有第一气缸，第一气缸一端连接有第一夹紧板，第一夹紧板侧方设有第二夹紧板，第一夹紧板侧端靠近第一气缸一侧设有第三夹紧板。第三夹紧板上设有紧固机构，紧固机构包括C型夹持板。工作台上端一侧设有第二气缸，第二气缸一端固定在电机固定座上，电机固定座上端固定有第一伺服电机，第一伺服电机一端固定有第三气缸，第三活塞杆侧端均设有第二伺服电机，第二伺服电机输出端设置的第二主动轴侧端固定有刀具固定底座。本发明在对锻件的空腔铣削时，使得粗刀加工后精刀加工，保证了加工精度的同时，也节省了时间，避免了二次加工，提高了加工效率。

Description

一种轴承锻件的铣削成型设备及其加工工艺

技术领域

本发明涉及轴承的加工领域，具体的是一种轴承锻件的铣削成型设备及其加工工艺。

背景技术

轴承是当代机械设备中一种重要零部件，它的主要功能是支撑机械旋转体，降低其运动过程中的摩擦系数，并保证其回转精度，有外圈、内圈、滚子等零件组合而成。

对轴承锻件的加工需要对原材料加工出空腔以及储油槽，现有技术中对锻件的加工需要用到车床、磨床、铣床等设备，设备较为复杂且占地面积大，不利于小规模生产。当原材料底端较为光滑时，对原材料的夹持无法做到完全对其夹紧固定，在铣削时，会严重影响铣削的精度，导致材料报废；

同时，在对空腔以及储油槽粗加工后还要对其进行精加工，两次加工使得加工时间翻倍，不利于生产，降低了生产效率。

发明内容

本发明的目的在于提供一种轴承锻件的铣削成型设备及其加工工艺，本发明的第一伺服电机一端连接有两个第二伺服电机，第二伺服电机一端连接有两个刀具，分别为粗刀和精刀，在对锻件的空腔铣削时，使得粗刀首先加工一圈，当第一伺服电机驱动第二伺服电机公转第一圈后，精刀随着粗刀第一圈加工的轨迹精加工，如此反复，使得粗刀加工后精刀加工，保证了加工精度的同时，也节省了时间，避免了二次加工，提高了加工效率；

同时，本发明结构简单，在对锻件加工时无需用到铣床、车床等大型设备，降低了生产成本，节约了占地面积，实用性强。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

一种轴承锻件的铣削成型设备，包括工作台，所述工作台上端贯穿开有滑槽，滑槽两侧设有镜像分布的第一气缸，第一气缸端部设置的第一活塞杆顶端开有第一连接孔，第一活塞杆一端连接有对称分布的支撑块，支撑块之间设置的支撑杆和第一活塞杆相适配且固定连接。

所述支撑块侧端固定有上端呈弧形的第一夹紧板，第一夹紧板底端固定有和滑槽滑动配合的第一滑块，第一夹紧板侧方设有与之结构相同的第二夹紧板，第二夹紧板焊接固定在工作台上。

所述第一夹紧板侧端靠近第一气缸一侧设有第三夹紧板，第三夹紧板上开有阵列分布的螺纹通孔。

所述第三夹紧板上设有阵列分布的紧固机构，紧固机构包括C型夹持板，C型夹持板内壁一侧贴合在第三夹紧板上，C型夹持板内壁另一侧贴合在轴承圈上。

所述工作台上端一侧设有第二气缸，第二气缸上设置的第二活塞杆侧端固定在电机固定座上，电机固定座底端设有和滑槽滑动配合的第三滑块，电机固定座上端固定有第一伺服电机，第一伺服电机一端设置的第一主动轴侧端固定有对称分布的第三气缸，第三气缸上端的第三活塞杆侧端开有安装孔。

所述第三活塞杆侧端均设有第二伺服电机，第二伺服电机输出端设置的第二主动轴侧端固定有刀具固定底座。

进一步地，所述第一夹紧板和第二夹紧板之间设有固定在工作台上的镜像分布的限位块，限位块侧端开有弧形面，弧形面上设有防滑纹路，防滑纹路和固定在第一夹紧板、第二夹紧板之间的轴承圈相切分布。

进一步地，所述第三夹紧板底端设有和滑槽滑动配合的第二滑块，第二滑块两侧端均设有抵接块，抵接块底端固定有限位杆，限位杆和滑槽内开设的内孔相配合，抵接块和第三夹紧板侧壁紧密贴合。

进一步地，所述C型夹持板一侧贯穿有和螺纹通孔螺纹配合的紧固螺栓，紧固螺栓上的螺杆底部固定有夹持片，夹持片侧端固定有压紧弹簧；

所述C型夹持板内壁顶端固定有微型气缸，微型气缸底端设置的微型活塞杆和轴承圈的侧弧面抵接设置。

进一步地，所述第二伺服电机侧端均设有底座，底座侧端分别开有和第三活塞杆相适配的第一贯穿孔以及和安装孔同心分布的第二贯穿孔，第一贯穿孔和第二贯穿孔垂直分布，底座和第三活塞杆通过贯穿设置的双头螺栓紧固连接。

进一步地，所述刀具固定底座内设有刀具夹头，刀具夹头内部开有便于刀具插入的第一贯通槽，刀具夹头远离刀具固定底座的一端设有和刀具固定底座采用螺纹配合连接的封闭盖帽，封闭盖帽侧端开有便于刀具插入的第二贯通槽，第一贯通槽和第二贯通槽同心分布。

进一步地，所述第一贯通槽和第二贯通槽内贯穿有第一铣刀或者第二铣刀，第一铣刀包括刀座和刀座侧端开设的刀刃，利用刀刃对轴承圈的中心进行铣削；

所述第二铣刀靠近刀头一侧侧端开有空腔，空腔内贯穿有刀盘，刀盘两侧焊接固定有平行分布的用于铣出储油槽的弧形刀片，弧形刀片采用高强度合金材质。

一种轴承锻件的铣削成型设备的加工工艺，包括以下步骤：

一、将待加工的轴承圈原料放置在第一夹紧板和第二夹紧板之间，利用第一气缸的驱动对轴承圈原料的底部进行固定；

将第三夹紧板滑动放置在工作台上，然后将抵接块和第三夹紧板侧壁紧密贴合，实现对第三夹紧板底端的固定；

将紧固机构上的紧固螺栓拧紧，压紧弹簧高强度地压缩在轴承圈的侧壁上，最后驱动微型气缸，将微型活塞杆和轴承圈的侧弧面抵接，实现对轴承圈的全方位地固定；

二、将两个第二伺服电机一端连接的刀具设置为如图10所示，其中一个第一铣刀为精刀，另外一个为粗刀，且精刀和粗刀的规格相同，适当地调节粗刀的伸出长度大于精刀的伸出长度，长度差即为单次铣削深度，驱动第二气缸，使得粗刀和轴承圈原料相接触；

三、驱动第二气缸使得第二活塞杆伸出长度为如步骤二所述的长度差，同时驱动第一伺服电机和第二伺服电机，使得第一伺服电机的转速为2-4r/min,第二伺服电机的转速为400-800r/min，当第一伺服电机旋转一周后，轴承圈原料侧端铣出圆环，转动一圈后，驱动第一伺服电机反向转动；

如此反复驱动第二气缸，在粗刀对轴承圈原料粗铣后精刀对轴承圈原料进行精加工，保证了加工的精度；

四、将第一铣刀更换为第二铣刀如图11所示，其中一个第二铣刀为精刀，另外一个为粗刀，且精刀和粗刀的规格相同，驱动第二气缸使得弧形刀片位于轴承圈内壁中心位置，然后驱动第三气缸使得粗刀和精刀上的弧形刀片均和轴承圈内壁贴合；

五、驱动第三气缸使得第三活塞杆的伸长长度为1-2mm，同时驱动第一伺服电机和第二伺服电机，使得第一伺服电机的转速为2-4r/min,第二伺服电机的转速为400-800r/min，当第一伺服电机旋转一周后，轴承圈内壁铣出储油槽，转动一圈后，驱动第一伺服电机反向转动；

如此反复驱动第三气缸，在粗刀对轴承圈内壁粗铣后精刀对轴承圈内壁进行精加工，保证了加工的精度，最终精加工出储油槽。

本发明的有益效果：

1、本发明的第一伺服电机一端连接有两个第二伺服电机，第二伺服电机一端连接有两个刀具，分别为粗刀和精刀，在对锻件的空腔铣削时，使得粗刀首先加工一圈，当第一伺服电机驱动第二伺服电机公转第一圈后，精刀随着粗刀第一圈加工的轨迹精加工，如此反复，使得粗刀加工后精刀加工，保证了加工精度的同时，也节省了时间，避免了二次加工，提高了加工效率；

2、本发明在对轴承锻件原料加工前，对原料的底部通过第一夹紧板和第二夹紧板夹持固定，利用第三夹紧板和紧固机构对原料上端进行固定，再利用微型气缸对原料的弧形侧壁进行固定，实现了对原料全方位地固定，同时在原料的底端设有表面开有防滑纹路的限位块，一定程度上防止了原料发生滚动，保证了加工时原料不会发生偏移；

3、本发明结构简单，在对锻件加工时无需用到铣床、车床等大型设备，降低了生产成本，节约了占地面积，实用性强。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步的说明。

图1是本发明整体结构示意图；

图2是本发明工作台上第一夹紧板和第二夹紧板连接爆炸示意图；

图3是本发明限位块结构示意图；

图4是本发明第三夹紧板结构示意图；

图5是本发明紧固机构示意图；

图6是本发明第三夹紧板和紧固机构连接示意图；

图7是本发明整体结构示意图；

图8是本发明第二气缸、第一伺服电机和第三气缸连接示意图；

图9是本发明第二伺服电机连接结构爆炸示意图；

图10是本发明第一伺服电机和第二伺服电机连接第一铣刀结构示意图；

图11是本发明第一伺服电机和第二伺服电机连接第二铣刀结构示意图；

图12是本发明第二铣刀结构示意图。

具体实施方式

下面将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，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“开孔”、“上”、“下”、“厚度”、“顶”、“中”、“长度”、“内”、“四周”等指示方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的组件或元件必须具有特定的方位，以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

一种轴承锻件的铣削成型设备，如图1和2所示，包括工作台1，工作台1上端贯穿开有滑槽11，滑槽11内开有阵列分布的贯穿工作台1的内孔。滑槽11两侧设有镜像分布的第一气缸2，第一气缸2端部设置的第一活塞杆21顶端开有第一连接孔2101。第一活塞杆21一端连接有对称分布的支撑块22，支撑块22之间设置的支撑杆2201和第一活塞杆21相适配且固定连接。

支撑块22侧端固定有上端呈弧形的第一夹紧板23，呈弧形的目的是防止对轴承圈A铣削结束后刀具对第一夹紧板23上端造成铣削，破坏了第一夹紧板23。第一夹紧板23底端固定有和滑槽11滑动配合的第一滑块2301，驱动第一气缸2，第一夹紧板23可在滑槽11内来回滑动。第一夹紧板23侧方设有与之结构相同的第二夹紧板24，第二夹紧板24焊接固定在工作台1上。

如图1和3所示，第一夹紧板23和第二夹紧板24之间设有固定在工作台1上的镜像分布的限位块25，限位块25侧端开有弧形面2501，弧形面2501上设有防滑纹路2502，防滑纹路2502和固定在第一夹紧板23、第二夹紧板24之间的轴承圈A相切分布，当对轴承圈A进行铣削时，一定程度上可以防止轴承圈A发生滚动，影响铣削工作。

如图1和4所示，第一夹紧板23侧端靠近第一气缸2一侧设有第三夹紧板3，第三夹紧板3上开有阵列分布的螺纹通孔31，便于紧固机构4上的紧固螺栓42对轴承圈A进行固定。第三夹紧板3底端设有和滑槽11滑动配合的第二滑块32，第二滑块32两侧端均设有抵接块33，抵接块33底端固定有限位杆3301，限位杆3301和滑槽11内开设的内孔相配合，抵接块33和第三夹紧板3侧壁紧密贴合，实现对第三夹紧板3底端的固定。

如图1和5所示，第三夹紧板3上设有阵列分布的紧固机构4，紧固机构4包括C型夹持板41，C型夹持板41内壁一侧贴合在第三夹紧板3上，C型夹持板41内壁另一侧贴合在轴承圈A上。C型夹持板41一侧贯穿有和螺纹通孔31螺纹配合的紧固螺栓42，紧固螺栓42上的螺杆底部固定有夹持片43，夹持片43侧端固定有压紧弹簧44，当拧紧紧固螺栓42后，压紧弹簧44高强度地压缩在轴承圈A的侧壁上。

所述C型夹持板41内壁顶端固定有微型气缸45，微型气缸45底端设置的微型活塞杆4501和轴承圈A的侧弧面抵接设置，驱动微型气缸45，将微型活塞杆4501和轴承圈A的侧弧面抵接，实现对轴承圈A的全方位地固定，如图6所示。

如图7和8所示，工作台1上端一侧设有第二气缸5，第二气缸5上设置的第二活塞杆51侧端固定在电机固定座52上，电机固定座52底端设有和滑槽11滑动配合的第三滑块5201，驱动第二气缸5，电机固定座52可滑动设置在工作台1上。

电机固定座52上端固定有第一伺服电机6，第一伺服电机6一端设置的第一主动轴61侧端固定有对称分布的第三气缸62，第三气缸62上端的第三活塞杆6201侧端开有安装孔6202。

如图7和9所示，第三活塞杆6201侧端均设有第二伺服电机7，第二伺服电机7侧端均设有底座71，底座71侧端分别开有和第三活塞杆6201相适配的第一贯穿孔7101以及和安装孔6202同心分布的第二贯穿孔7102，第一贯穿孔7101和第二贯穿孔7102垂直分布，底座71和第三活塞杆6201通过贯穿设置的双头螺栓7103紧固连接，通过驱动第三气缸62，第二伺服电机7之间的距离可以调节。

如图9所示，第二伺服电机7输出端设置的第二主动轴72侧端固定有刀具固定底座73，刀具固定底座73内设有刀具夹头74，刀具夹头74内部开有便于刀具插入的第一贯通槽7401，刀具夹头74远离刀具固定底座73的一端设有和刀具固定底座73采用螺纹配合连接的封闭盖帽75，封闭盖帽75侧端开有便于刀具插入的第二贯通槽7501，第一贯通槽7401和第二贯通槽7501同心分布。

所述第一贯通槽7401和第二贯通槽7501内贯穿有第一铣刀76或者第二铣刀77，当刀具插入第一贯通槽7401和第二贯通槽7501后再拧紧封闭盖帽75后，刀具夹头74能够对刀具进行夹持固定，且刀具夹头74的使用能够应用于不同直径的刀具的固定。在实际使用中，可以将第二伺服电机7一端连接的刀具设置为如图10或者如图11所示，两个第一铣刀76或者两个第二铣刀77同时工作，且其中一端的第二伺服电机7连接的刀具为粗刀，另一端的第二伺服电机7连接的刀具为精刀。

所述第一铣刀76包括刀座和刀座侧端开设的刀刃7601，利用刀刃7601对轴承圈A的中心进行铣削；

所述第二铣刀77靠近刀头一侧侧端开有空腔，空腔内贯穿有刀盘7701，刀盘7701两侧焊接固定有平行分布的用于铣出储油槽的弧形刀片7702，弧形刀片7702采用高强度合金材质，铣削效果好。

一种轴承锻件铣削成型设备的加工工艺，包括以下步骤：

一、将待加工的轴承圈原料放置在第一夹紧板23和第二夹紧板24之间，利用第一气缸2的驱动对轴承圈原料的底部进行固定；

将第三夹紧板滑动放置在工作台1上，然后将抵接块33和第三夹紧板3侧壁紧密贴合，实现对第三夹紧板3底端的固定；

将紧固机构4上的紧固螺栓42拧紧，压紧弹簧44高强度地压缩在轴承圈A的侧壁上，最后驱动微型气缸45，将微型活塞杆4501和轴承圈A的侧弧面抵接，实现对轴承圈A的全方位地固定；

二、将两个第二伺服电机7一端连接的刀具设置为如图10所示，其中一个第一铣刀76为精刀，另外一个为粗刀，且精刀和粗刀的规格相同，适当地调节粗刀的伸出长度大于精刀的伸出长度，长度差即为单次铣削深度，驱动第二气缸5，使得粗刀和轴承圈原料相接触；

三、驱动第二气缸5使得第二活塞杆51伸出长度为如步骤二所述的长度差，同时驱动第一伺服电机6和第二伺服电机7，使得第一伺服电机6的转速为2-4r/min,第二伺服电机7的转速为400-800r/min，当第一伺服电机6旋转一周后，轴承圈原料侧端铣出圆环，转动一圈后，驱动第一伺服电机6反向转动；

如此反复驱动第二气缸5，在粗刀对轴承圈原料粗铣后精刀对轴承圈原料进行精加工，保证了加工的精度；

四、将第一铣刀76更换为第二铣刀77如图11所示，其中一个第二铣刀77为精刀，另外一个为粗刀，且精刀和粗刀的规格相同，驱动第二气缸5使得弧形刀片7702位于轴承圈内壁中心位置，然后驱动第三气缸62使得粗刀和精刀上的弧形刀片7702均和轴承圈内壁贴合；

五、驱动第三气缸62使得第三活塞杆6201的伸长长度为1-2mm，同时驱动第一伺服电机6和第二伺服电机7，使得第一伺服电机6的转速为2-4r/min,第二伺服电机7的转速为400-800r/min，当第一伺服电机6旋转一周后，轴承圈内壁铣出储油槽，转动一圈后，驱动第一伺服电机6反向转动；

如此反复驱动第三气缸62，在粗刀对轴承圈内壁粗铣后精刀对轴承圈内壁进行精加工，保证了加工的精度，最终精加工出储油槽。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。

Claims (7)

1.一种轴承锻件的铣削成型设备，包括工作台(1)，其特征在于，所述工作台(1)上端贯穿开有滑槽(11)，滑槽(11)两侧设有镜像分布的第一气缸(2)，第一气缸(2)端部设置的第一活塞杆(21)顶端开有第一连接孔(2101)，第一活塞杆(21)一端连接有对称分布的支撑块(22)，支撑块(22)之间设置的支撑杆(2201)和第一活塞杆(21)相适配且固定连接；

所述支撑块(22)侧端固定有上端呈弧形的第一夹紧板(23)，第一夹紧板(23)底端固定有和滑槽(11)滑动配合的第一滑块(2301)，第一夹紧板(23)侧方设有与之结构相同的第二夹紧板(24)，第二夹紧板(24)焊接固定在工作台(1)上；

所述第一夹紧板(23)侧端靠近第一气缸(2)一侧设有第三夹紧板(3)，第三夹紧板(3)上开有阵列分布的螺纹通孔(31)；

所述第三夹紧板(3)上设有阵列分布的紧固机构(4)，紧固机构(4)包括C型夹持板(41)，C型夹持板(41)内壁一侧贴合在第三夹紧板(3)上，C型夹持板(41)内壁另一侧贴合在轴承圈上；

所述工作台(1)上端一侧设有第二气缸(5)，第二气缸(5)上设置的第二活塞杆(51)侧端固定在电机固定座(52)上，电机固定座(52)底端设有和滑槽(11)滑动配合的第三滑块(5201)，电机固定座(52)上端固定有第一伺服电机(6)，第一伺服电机(6)一端设置的第一主动轴(61)侧端固定有对称分布的第三气缸(62)，第三气缸(62)上端的第三活塞杆(6201)侧端开有安装孔(6202)；

所述第三活塞杆(6201)侧端均设有第二伺服电机(7)，第二伺服电机(7)输出端设置的第二主动轴(72)侧端固定有刀具固定底座(73)。

2.根据权利要求1所述的一种轴承锻件的铣削成型设备，其特征在于，所述第一夹紧板(23)和第二夹紧板(24)之间设有固定在工作台(1)上的镜像分布的限位块(25)，限位块(25)侧端开有弧形面(2501)，弧形面(2501)上设有防滑纹路(2502)，防滑纹路(2502)和固定在第一夹紧板(23)、第二夹紧板(24)之间的轴承圈相切分布。

3.根据权利要求1所述的一种轴承锻件的铣削成型设备，其特征在于，所述第三夹紧板(3)底端设有和滑槽(11)滑动配合的第二滑块(32)，第二滑块(32)两侧端均设有抵接块(33)，抵接块(33)底端固定有限位杆(3301)，限位杆(3301)和滑槽(11)内开设的内孔相配合，抵接块(33)和第三夹紧板(3)侧壁紧密贴合。

4.根据权利要求1所述的一种轴承锻件的铣削成型设备，其特征在于，所述C型夹持板(41)一侧贯穿有和螺纹通孔(31)螺纹配合的紧固螺栓(42)，紧固螺栓(42)上的螺杆底部固定有夹持片(43)，夹持片(43)侧端固定有压紧弹簧(44)；

所述C型夹持板(41)内壁顶端固定有微型气缸(45)，微型气缸(45)底端设置的微型活塞杆(4501)和轴承圈的侧弧面抵接设置。

5.根据权利要求1所述的一种轴承锻件的铣削成型设备，其特征在于，所述第二伺服电机(7)侧端均设有底座(71)，底座(71)侧端分别开有和第三活塞杆(6201)相适配的第一贯穿孔(7101)以及和安装孔(6202)同心分布的第二贯穿孔(7102)，第一贯穿孔(7101)和第二贯穿孔(7102)垂直分布，底座(71)和第三活塞杆(6201)通过贯穿设置的双头螺栓(7103)紧固连接。

6.根据权利要求1所述的一种轴承锻件的铣削成型设备，其特征在于，所述刀具固定底座(73)内设有刀具夹头(74)，刀具夹头(74)内部开有便于刀具插入的第一贯通槽(7401)，刀具夹头(74)远离刀具固定底座(73)的一端设有和刀具固定底座(73)采用螺纹配合连接的封闭盖帽(75)，封闭盖帽(75)侧端开有便于刀具插入的第二贯通槽(7501)，第一贯通槽(7401)和第二贯通槽(7501)同心分布。

7.根据权利要求6所述的一种轴承锻件的铣削成型设备，其特征在于，所述第一贯通槽(7401)和第二贯通槽(7501)内贯穿有第一铣刀(76)或者第二铣刀(77)，第一铣刀(76)包括刀座和刀座侧端开设的刀刃(7601)，利用刀刃(7601)对轴承圈的中心进行铣削；

所述第二铣刀(77)靠近刀头一侧侧端开有空腔，空腔内贯穿有刀盘(7701)，刀盘(7701)两侧焊接固定有平行分布的用于铣出储油槽的弧形刀片(7702)，弧形刀片(7702)采用高强度合金材质。

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