CN113305581B - 一种齿轮加工自动生产线 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了齿轮加工自动生产线，包括：热前加工单元，进行齿轮的热前加工，热处理中心，对加工后的齿轮进行真空渗碳淬火和回火并冷却；热后加工单元，对热处理后的齿轮进行精加工和磨削；清洗烘干机，对加工后的齿轮进行清洗，移入储存料仓；在热前加工单元上连接有用于齿坯进行上料的齿坯上料自动存储料仓，在产线上设置用于进行齿坯、齿轮在产线上自动转运的搬运装置，以及用于生产线监控和操作的操作柜；本发明相较于传统的分段式控制，采用同一套控制系统统一控制操作，兼顾了整个产线的协调性，减少物流时间，降低库存数量，并节约电气成本和人力成本，是齿轮生产效率非常高的生产线；并在产线上设有显示面板，实时监控产线生产状况。

Description

一种齿轮加工自动生产线
技术领域
本发明涉及齿轮制造技术领域，具体涉及一种齿轮加工自动生产线。
背景技术
随着新能源汽车领域的快速发展，齿轮是其传动系统的关键零部件，其生产的技术与装配工艺水平，影响着整个领域的发展与进步。传统的加工线往往不包含热处理环节，造成零件在加工后存在强度和硬度不足，此时再拿去另做热处理，会产生热变形，对于齿轮这种要求比较高的零件来说，会对齿部产生大的变形，大大降低了齿轮精度，并且分段式的齿轮加工，各个步骤单独制造，再统一转运，加工效率低，占用空间大。
发明内容
技术目的：针对现有齿轮制造缺乏统一热处理步骤，分段制造效率低，加工后热处理易变形的不足，本发明公开了一种能够自动进行齿坯上料，自动完成齿轮整个加工流程的高效率的齿轮加工自动生产线。
技术方案：为实现上述技术目的，本发明采用了如下技术方案：
一种齿轮加工自动生产线，包括热前加工单元，进行齿轮的热前加工，从齿坯加工至需求的齿轮形状；
热处理中心，对加工后的齿轮进行真空渗碳淬火和回火并冷却；
热后加工单元，对热处理后的齿轮进行精加工和磨削；
清洗烘干机，对加工后的齿轮进行清洗，移入储存料仓；
在热前加工单元上连接有用于齿坯进行上料的齿坯上料自动存储料仓，在产线上设置用于进行齿坯、齿轮在产线上自动转运的搬运装置，以及用于生产线监控和操作的操作柜。
优选地，所述齿坯上料自动存储料仓包括托盘和用于带动托盘进行回转上料的托盘输送线，在托盘输送线上设置用于带动托盘运行的摩擦式传动轮，摩擦式传动轮水平设置，轮面向上，托盘的底部与摩擦式传动轮接触；摩擦式传动轮按照环形分布，在摩擦式传动轮上套接有带动摩擦式传动轮同步同向转动进行托盘输送的链条。
优选地，本发明在靠近上料位置的摩擦式传动轮下方设置顶升气缸，顶升气缸的驱动端竖直向上并与上料位置的摩擦式传动轮连接，在搬运装置抓取托盘上的齿坯时，顶升气缸的驱动端向上一个齿坯的高度，保证托盘上最上层的齿坯高度不变；所述托盘包括底座，在底座上设置齿坯固定杆，齿坯固定杆竖直安装在底座上，沿底座的圆周方向均匀间隔分布。
优选地，本发明的齿坯固定杆的底部与底座之间滑动连接，滑动方向沿底座的半径方向内外滑动；在底座上设置用于带动齿坯固定杆同步滑动并处于底座同一圆周半径上的调节盘，调节盘上设置与齿坯固定杆数量相对应的滑槽，滑槽采用弧形形状，滑槽的两端分别位于调节盘的中心和外缘；转动调节盘，滑槽的内壁带动齿坯固定杆移动。
优选地，本发明的调节盘上方设置导向板，导向板开设有与齿坯固定杆滑动轨迹相对应的导向槽。
优选地，本发明在托盘输送线上设置用于检测托盘位置的定位传感器。
优选地，本发明的搬运装置包括桁架和机械手，桁架沿生产线中齿轮的移动方向平行设置，在桁架上设置机械手，机械手通过设置在上部的平移框架与桁架滑动连接；机械手与平移框架沿竖直方向滑动连接。
优选地，本发明的机械手的数量为两个，分别处于两个齿轮加工工位，同时进行取、放操作。
优选地，本发明的热前加工单元包括车削中心和数控滚齿机，车削中心采用双头车床。
优选地，本发明的热后加工单元包括用于对热处理后的齿轮进行精加工的精车加工设备，以及用于对齿轮的齿形齿廓磨削的数控磨齿机。
有益效果：本发明所提供的一种齿轮加工自动生产线具有如下有益效果：
1、本发明通过齿坯上料自动存储料仓进行齿坯的上料，并通过搬运装置实现齿坯或者齿轮在产线上的转运，实现齿轮的自动化加工，兼顾了整个产线的协调性，并节约电气成本和人力成本，节省了齿轮在工位间的转运时间，提升加工效率。
2、本发明的通过环形布置的摩擦式传动轮带动托盘移动，将料仓中的齿坯移动至上料工位，自动进行上料，增加了整个料仓的存储容量。
3、本发明通过顶升气缸将托盘顶起，保证齿坯的上表面始终位于同一高度，方便桁架机械手取料。
4、本发明托盘的底座上设置齿坯固定杆，齿坯固定杆的底部与底座之间滑动连接，可以调整齿坯固定杆之间的位置，使齿坯固定杆所处于的圆周半径与齿坯的尺寸相一致，有效进行固定，相邻的齿坯固定杆之间存在空挡，便于搬运装置抓取。
5、本发明通过设有弧形的滑槽的调节盘，利用滑槽，使得调节盘在转动时，滑槽对齿坯固定杆的作用力调节齿坯固定杆的位置，扩大或者缩小固定的半径，操作简便快捷，齿坯固定杆同步移动，精度高。
6、本发明通过桁架和设置在桁架上的机械手进行齿坯、齿轮在生产线上的移动，在同一桁架上设置两组机械手，一上一下，节约时间；可根据不同零件，快速更换爪手形式，提升产线的通用性。
7、本发明的热前加工后统一通过热处理中心进行处理，滚齿加工之后，进行真空渗碳淬火和回火提高材料硬度和强度，冷却后再进行磨齿精加工，保证了齿部精度。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单介绍。
图1为本发明生产线立体图；
图2为本发明生产线的主视图；
图3为本发明生产流程示意图；
图4为本发明齿坯上料自动存储料仓的立体图；
图5为本发明托盘结构图；
图6为本发明调节盘的结构图；
图7为本发明搬运装置结构图；
图8为本发明机械手结构图；
其中，1-托盘、2-托盘输送线、3-摩擦式传动轮、4-齿坯固定杆、5-底座、6-调节盘、7-滑槽、8-导向板、9-导向槽、10-定位传感器、11-桁架、12-机械手、13-平移框架、14-热前加工单元、15-热处理中心、16-热后加工单元、17-齿坯上料自动存储料仓、18-搬运装置、19-清洗烘干机、20-车削中心、21-数控滚齿机、22-精车加工设备、23-数控磨齿机、24-储存料仓、25-循环输送线。
具体实施方式
下面通过一较佳实施例的方式并结合附图来更清楚完整地说明本发明，但并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。
如图1、图2和图3所示为本发明所公开的一种齿轮加工自动生产线，包括：
热前加工单元14，进行齿轮的热前加工，从齿坯加工至需求的齿轮形状；
热处理中心15，对加工后的齿轮进行真空渗碳淬火和回火并冷却；
热后加工单元16，对热处理后的齿轮进行精加工和磨削；
清洗烘干机19，对加工后的齿轮进行清洗，移入储存料仓24；
在热前加工单元14上连接有用于齿坯进行上料的齿坯上料自动存储料仓17，在产线上设置用于进行齿坯、齿轮在产线上自动转运的搬运装置18，以及用于生产线监控和操作的操作柜；产线一侧设有显示面板，实时显示数据，便于监控产线生产状况。
热前加工单元14包括车削中心20和数控滚齿机21，热后加工单元16包括用于对热处理后的齿轮进行精加工的精车加工设备22，以及用于对齿轮的齿形齿廓磨削的数控磨齿机23；车削中心20和精车加工设备22均采用双头车床，便于轴类零件的高效加工；数控滚齿机21采用YD3132CNC型数控滚齿机，效率高，质量可靠，功能齐全，配有倒角倒棱去毛刺装置，方便工件外形处理。侧面配有上料自动门，方便机械手12的上下取料；数控磨齿机23采用Y7232CNC型数控磨齿机，针对热处理后产生的热变形，磨削齿形齿廓，提高精度和粗糙度。
如图4、图5和图6所示，本发明的齿坯上料自动存储料仓17采用十六工位堆叠上料的方式，增加存储容量，能够持续长时间自动运行进行齿轮上料，无需频繁补料；齿坯上料自动存储料仓17包括托盘1和用于带动托盘进行回转上料的托盘输送线2，在托盘输送线上设置用于带动托盘运行的摩擦式传动轮3，摩擦式传动轮3水平设置，轮面向上，托盘1的底部与摩擦式传动轮3接触；摩擦式传动轮按照环形分布，在摩擦式传动轮上套接有带动摩擦式传动轮同步同向转动进行托盘输送的链条；在托盘输送线上设置用于检测托盘位置的定位传感器10。
可以使用减速电机驱动链条，链条带动摩擦式传动轮转动，带动托盘运动，实现工件运送。并由定位传感器10在工作路线上对托盘进行定位，确保送料准确、可靠。
本发明在靠近上料位置的摩擦式传动轮下方设置顶升气缸，顶升气缸的驱动端竖直向上并与上料位置的摩擦式传动轮连接，在搬运装置抓取托盘上的齿坯时，顶升气缸的驱动端向上一个齿坯的高度，保证托盘上最上层的齿坯高度不变，配合定位传感器进行定位，便于搬运装置的抓取。
本发明的托盘1包括底座5，在底座上设置齿坯固定杆4，齿坯固定杆4竖直安装在底座5上，沿底座5的圆周方向均匀间隔分布，齿坯固定杆4的底部与底座5之间滑动连接，滑动方向沿底座5的半径方向内外滑动；在底座5上设置用于带动齿坯固定杆同步滑动并处于底座同一圆周半径上的调节盘6，调节盘6上设置与齿坯固定杆4数量相对应的滑槽7，滑槽7采用弧形形状，滑槽7的两端分别位于调节盘的中心和外缘；转动调节盘6，滑槽的内壁带动齿坯固定杆4移动。
通过转动调节盘，按图5的逆时针方向，齿坯固定杆4向外侧滑动，齿坯固定杆4所在的圆周半径扩大，可以固定直径较大的齿坯，调节盘顺时针转动时，齿坯固定杆4所在圆周的半径缩小，可以进行小径齿坯的固定；能够依据工件大小灵活调整固定直径，具有很好的适应性，满足各种类型齿轮的加工上料需求。
本发明还在调节盘6上方设置导向板8，导向板开设有与齿坯固定杆滑动轨迹相对应的导向槽9，保证齿坯固定杆4滑动的平稳，增强整体的结构强度，对齿坯的固定更加可靠。
如图7、图8所示，本发明的搬运装置18包括桁架11和机械手12，桁架11沿生产线中齿轮的移动方向平行设置，在桁架11上设置机械手12，机械手12通过设置在上部的平移框架13与桁架滑动连接；机械手12与平移框架13沿竖直方向滑动连接，每个桁架上的机械手的数量优选为两个，分别处于两个齿轮加工工位，同时进行取、放操作，节约时间，可根据不同零件，快速更换爪手形式；悬挂式结构也可以节约空间。
本发明还在产线两个设置检测单元，可以人为的对同批次零件进行抽检，检测后判断是否合格，并根据检测结果进行产线优化升级。
本发明在使用时，齿坯经齿坯上料自动存储料仓进行上料，机械手12将齿坯放入车削中心，车削中心按照加工要求对齿坯进行加工，然后数控滚齿机对加工后的齿轮进行处理，去掉毛刺，进行倒角倒棱；然后搬运装置将齿轮放入热加工中心，滚齿加工之后，进行真空渗碳淬火和回火提高材料硬度和强度，冷却后再进行精车加工并通过数控磨齿机进行磨齿精加工，保证了齿部精度，最后由清洗烘干机进行处理，放入储存料仓；在此过程中，均由搬运装置的机械手实现齿轮在各个工序间的转运，由操作柜进行生产控制，在显示面板上实时显示数据。
在热前加工单元和热后加工单元分别设立抽检平台，可以人为的对同批次零件进行抽检，检测后判断是否合格，并根据检测结果进行产线优化升级。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，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，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种齿轮加工自动生产线，其特征在于，包括：
热前加工单元（14），进行齿轮的热前加工，从齿坯加工至需求的齿轮形状；
热处理中心（15），对加工后的齿轮进行真空渗碳淬火和回火并冷却；
热后加工单元（16），对热处理后的齿轮进行精加工和磨削；
清洗烘干机（19），对加工后的齿轮进行清洗，移入储存料仓（24）；
在热前加工单元（14）上连接有用于齿坯进行上料的齿坯上料自动存储料仓（17），在生产线上设置用于进行齿坯、齿轮在生产线上自动转运的搬运装置（18），以及用于生产线监控和操作的操作柜；
所述齿坯上料自动存储料仓（17）包括托盘（1）和用于带动托盘进行回转上料的托盘输送线（2），在托盘输送线上设置用于带动托盘运行的摩擦式传动轮（3），摩擦式传动轮（3）水平设置，轮面向上，托盘（1）的底部与摩擦式传动轮（3）接触；摩擦式传动轮按照环形分布，在摩擦式传动轮上套接有带动摩擦式传动轮同步同向转动进行托盘输送的链条；
在靠近上料位置的摩擦式传动轮下方设置顶升气缸，顶升气缸的驱动端竖直向上并与上料位置的摩擦式传动轮连接，在搬运装置抓取托盘上的齿坯时，顶升气缸的驱动端向上一个齿坯的高度，保证托盘上最上层的齿坯高度不变；所述托盘（1）包括底座（5），在底座上设置齿坯固定杆（4），齿坯固定杆（4）竖直安装在底座（5）上，沿底座（5）的圆周方向均匀间隔分布；
所述齿坯固定杆（4）的底部与底座（5）之间滑动连接，滑动方向沿底座（5）的半径方向内外滑动；在底座（5）上设置用于带动齿坯固定杆同步滑动并处于底座同一圆周半径上的调节盘（6），调节盘（6）上设置与齿坯固定杆（4）数量相对应的滑槽（7），滑槽（7）采用弧形形状，滑槽（7）的两端分别位于调节盘的中心和外缘；转动调节盘（6），滑槽的内壁带动齿坯固定杆（4）移动。
2.根据权利要求1所述的一种齿轮加工自动生产线，其特征在于，所述调节盘（6）上方设置导向板（8），导向板开设有与齿坯固定杆滑动轨迹相对应的导向槽（9）。
3.根据权利要求1所述的一种齿轮加工自动生产线，其特征在于，在托盘输送线上设置用于检测托盘位置的定位传感器（10）。
4.根据权利要求1所述的一种齿轮加工自动生产线，其特征在于，所述搬运装置（18）包括桁架（11）和机械手（12），桁架（11）沿生产线中齿轮的移动方向平行设置，在桁架（11）上设置机械手（12），机械手（12）通过设置在上部的平移框架（13）与桁架滑动连接；机械手（12）与平移框架（13）沿竖直方向滑动连接。
5.根据权利要求4所述的一种齿轮加工自动生产线，其特征在于，所述机械手（12）的数量为两个，分别处于两个齿轮加工工位，同时进行取、放操作。
6.根据权利要求1所述的一种齿轮加工自动生产线，其特征在于，所述热前加工单元（14）包括车削中心（20）和数控滚齿机（21），车削中心（20）采用双头车床。
7.根据权利要求1所述的一种齿轮加工自动生产线，其特征在于，所述热后加工单元（16）包括用于对热处理后的齿轮进行精加工的精车加工设备（22），以及用于对齿轮的齿形齿廓磨削的数控磨齿机（23）。
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