一种全自动外球面轴承外圈径向钻孔机.pdf

ISSN1000-3762轴承2014年8期
CN41-1148/TH Bearing 2014, No 8
种全自动外球面轴承外圈径向钻孔机
王伟光,陈光明
(1.浙江省新昌县新盛知识产权创新服务中心,浙江新昌312500;:2.浙江省新昌职业技术学校,
浙江新昌312500)
摘要:针对外球面轴承外圈钻孔工序存在的质量不稳定及效率低等问题,设计开发了一种全自动轴承外圈径向
钻孔机。通过设置自动上下料装置、夹持装置、钴孔装置及采用PLC系统控制,实现了上料、装夹、多向钻孔、下
料等多工序连续自动加工,并对钻孔效果进行了实践验证。
关键词:外球面轴承;钻孔机;径向钻孔;自动上下料;夹持装置
中图分类号:TH13.33;TC52文献标志码:B文章编号:1000-3762(2014)08-0020-03
An Automatic Radial Drilling Machine for Outer Rings of
Spherical Bearings
Wang Weiguang, Chen Guangming
(1. Zhejiang Xinchang Xinsheng Intellectual Property Rights Innovation Service Center, Xinchang 312500, China
2. Zhejiang Province Xinchang Occupation Technical School, Xinchang 312500, China)
Abstract: Aiming at the problems about the unstable quality and low efficiency of drilling process for outer rings of
spherical bearings, an automatic radial drilling machine for outer rings of bearings is designed and developed. The feed
ing, clamping, multi hole drilling, cutting and other processes of continuous automatic processes are realized by setting
the automatic feeding device, clamping device, drilling device and using the PLC control system, and the effect of drill
ing is verified in practice
Key words: spherical bearing; drilling machine; radial drilling; automatic feeding; clamping device
1概述
种全自动外球面轴承外圈径向钻孔机。
轴承工业的迅速发展及其应用领域的不断扩
大,使轴承类型、品种亦越来越多,其中外圈为球
形截面(图1)的外球面轴承已成为广泛应用的轴
承类型之一。该类轴承外圈表面上通常设有周向
润滑油槽、n个贯穿外圈内壁的再润滑注油孔以及
径向定位销孔(盲孔),油孔与销孔按一定空间角
度分布。国内现有技术通常是各注油孔和销孔分
图1外球面轴承外圈结构
步加工,很难保证定位销孔深度及其与各注油孔
间的位置精度,且加工效率低、成本高,已成为制
结构及控制系统设计
约该类轴承生产的技术瓶颈。因此,设计开发了
全自动外球面轴承外圈径向钻孔机利用机械
设备多轴加工原理,通过PLC系统控制多轴同时
收稿日期:2014-02-20;修回日期:2014-04-04
动作实现对工件的多向同时钻孔(图2)。
作者简介:王伟光(1978-),男,工程师,主要从事机电
钻孔机主要包括机架、自动上料装置、夹持装
体化设备研究和开发,E-mail:cgml73@163.com
置、自动钻孔装置、自动下料装置和电气控制系统
兔兔ww.Ututu.com
王伟光,等:一种全自动外球面轴承外圈径向钻孔机
等(图3)。
圈内孔,减小了钻孔过程中零件的变形。
23456
图2钻孔机加工原理图
1一感应器;2一滑杆;3一弾簧;4一静夹头;5一夹持杆;6一工
件;7一动夹头:8一夹持气缸
全自动抽承外圈径向钻孔机
图5钻孔机央持装置
2.3自动钻孔装置
机1夹
自「电
自动钻孔装置
针对轴承常见的1个径向定位孔和2个径
E持
料装
架装置
下料装
制
向注油孔的结构特点,在机架上设计安装了3套
系
统
包括主轴机构和进给驱动机构的径向钻孔装
置2。主轴机构由主轴和主轴电动机构成(转速
图3钻孔机结构框图
2.1自动上料装置们
由PLC控制),分别安装于角度调整机构的调整
自动上料装置包括安装于主轴座上方的斜向角位置的调整,调整到位并锁紧后,进给机构自
外圈为圆周对称件,可在圆周任意位置上钻孔,因动钻孔。进给驱动机构由步进电动机和滚珠丝
此将其放人斜向进料道即可。工件自斜向进料道杠副组成,钴孔深度由安装在进给机构上的限位
开关控制。
上的滑动斜面自动滚落至出料口,感应器触发气
缸运动,气动推料杆推动工件落入托料架上的y24自动下料装置
形回槽内,完成工件自动上料。
自动下料装置包括出料道和推料气缸。钻
孔完成后,夹紧机构在弹簧作用下复位,松开工
托料架
件,工件落入出料道,在推料气缸推动下移动至出
推料杆推料气缸
料道口,实现自动下料。
2.5电气控制系统
电气控制系统包括PLC控制系统和伺服电动
机。PLC控制系统通过程序协调控制自动上下
料、装夹、进给钴孔等环节机械部件的运动。控制
图4钻孔机自动上料装置
系统为13输出,8输人,PLC型号为S7-200
2.2夹持装置
CPU2266ES721-2AD23-0X0O,接线如图6所
轴承外圈为圆环体,因此夹持装置采用圆环
体内表面点接触定位夹紧,中心高由托料架上的
&YA-IYA
V形凹槽确定。夹持装置包括动、静夹头,夹持N
杆,滑杆和感应器等,结构如图5所示。
24+20
静夹头设置在主轴座上,动夹头安装在夹持
气缸上并由气缸驱动做直线移动。工件夹紧时动
Q07~Q00
夹头的圆柱台阶轴凸台伸人轴承外圈内孔定位,
SH200CPU226 66S21-2AD23-OXO
MM1.4~1.0
I0.7~10.0
在夹持杆的配合下,沿滑杆向静夹头方向移动,当
夹持杆嵌人静夹头内后,静夹头的圆柱台阶轴凸
台端面夹紧工件。钴孔完成后,气缸复位,夹持杆
在滑杆上套装弹簧的作用下复位。该夹持装置夹
SQ10-SQ1
紧过程平稳、匀速,且采用圆形凸台内撑于轴承外
图6PLC接线图