爱问共享资料加工轴承滚珠的装置及加工方法文档免费下载，数万用户每天上传大量最新资料，数量累计超一个亿 ，(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN112692449A(43)申请公布日2021.04.23(21)申请号9.3(22)申请日2020.12.24(71)申请人河南科技大学地址471000河南省洛阳市涧西区西苑路48号(72)发明人张贝苏冰张彦斌李跃松杨伯原高作斌赫青山牟娟(74)专利代理机构洛阳公信知识产权事务所(普通合伙)41120代理人李现艳(51)Int.Cl.B23K26/38(2014.01)B23K26/70(2014.01)权利要...

　　(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN112692449A(43)申请公布日2021.04.23(21)申请号9.3(22)申请日2020.12.24(71)申请人河南科技大学地址471000河南省洛阳市涧西区西苑路48号(72)发明人张贝苏冰张彦斌李跃松杨伯原高作斌赫青山牟娟(74)专利代理机构洛阳公信知识产权事务所(普通合伙)41120代理人李现艳(51)Int.Cl.B23K26/38(2014.01)B23K26/70(2014.01)权利要求书2页说明书5页附图5页(54)发明名称基于激光加工轴承滚珠的装置及加工方法(57)摘要本发明提供一种基于激光加工轴承滚珠的装置及加工方法，主要包括间歇上料系统、吸合下料系统、台架系统以及激光加工系统，其中，间歇上料系统包括上料机构、转动驱动机构以及上料驱动机构；吸合下料系统包括真空吸头机构以及下料驱动机构；激光加工系统包括激光发射机构以及若干个可控制台架系统做圆形平移运动的平移机构，激光发射机构和若干个平移机构共同配合，实现对间歇上料的被加工杆件持续进行加工。本发明省去了钢丝剪裁、冷镦等粗加工工序，能够较好的一次实现轴承滚珠坯料的圆整度，同时，激光加工过后坯料会出现较少的毛刺，加工效率相对也较高，另外对于半径非常小的轴承滚珠有较好的工艺适用性，甚至可以加工亚毫米级的轴承滚珠。CN112692449ACN112692449A权利要求书1/2页1.基于激光加工轴承滚珠的装置，该装置用于对被加工杆件连续进行加工，形成轴承滚珠，其特征在于，包括：间歇上料系统，包括用于插入被加工杆件的上料机构、用于驱动上料机构和被加工杆件转动的转动驱动机构以及用于驱动上料机构间歇上料的上料驱动机构；吸合下料系统，包括与被加工杆件同轴线设置的真空吸头机构以及用于驱动真空吸头机构沿轴线往复运动的下料驱动机构；台架系统，用于安装间歇上料系统和吸合下料系统；激光加工系统，包括用于发射激光的激光发射机构以及若干个可控制台架系统做圆形平移运动的平移机构，激光发射机构和若干个平移机构共同配合，实现对间歇上料的被加工杆件持续进行加工，形成轴承滚珠。2.根据权利要求1所述的一种基于激光加工轴承滚珠的装置，其特征在于，所述上料机构包括回程拉簧座、回程拉簧、卡爪拉簧座、卡爪拉簧、卡爪挺杆、推料弹性卡爪、用于对被加工杆件进行支撑的上料轴承座以及与转动驱动机构相匹配的驱动杆件齿轮，被加工杆件依次穿设在回程拉簧座、卡爪拉簧座、卡爪挺杆、推料弹性卡爪、驱动杆件齿轮和上料轴承座的内部；其中，回程拉簧座固设在台架系统的一端，卡爪拉簧座、推料弹性卡爪以及驱动杆件齿轮依次连接，卡爪拉簧以及卡爪挺杆的其中一端共同安装在卡爪拉簧座和推料弹性卡爪之间，卡爪拉簧座与回程拉簧座之间设置有回程拉簧，卡爪挺杆的另一端与设置在上料驱动机构顶部的推动杆件凸轮相配合，当推动杆件凸轮带动卡爪挺杆向右侧运动时，推料弹性卡爪将被加工杆件抱紧实现上料，上料完成后，转动驱动机构带动驱动杆件齿轮和被加工杆件转动。3.根据权利要求1所述的一种基于激光加工轴承滚珠的装置，其特征在于，所述真空吸头机构包括回程压簧座、回程压簧、真空室挺杆、真空室轴承座以及真空吸头，真空吸头安装在真空室轴承座内，真空室轴承座的另一端与回程压簧座之间通过移动副相连，且该移动副的外侧套设真空室挺杆和回程压簧，真空室挺杆的另一端与设置在下料驱动机构顶部的推动线所述的一种基于激光加工轴承滚珠的装置，其特征在于，所述上料轴承座和真空室轴承座均滑动设置在台架系统上；所述上料驱动机构和下料驱动机构共同连接至用于驱动两者的主动齿轮机构，且两者间同步转动设置。5.根据权利要求4所述的一种基于激光加工轴承滚珠的装置，其特征在于，所述上料驱动机构和下料驱动机构均包括从动齿轮和顶部安装有推动杆件凸轮或推动真空室凸轮的从动轴，主动齿轮机构包括主动齿轮和主动轴，主动齿轮与两个从动齿轮之间通过中间惰轮相连，从动轴和主动轴的底端均贯穿台架系统设置，且从动轴和主动轴的底部均连接至一个所述的平移机构。6.根据权利要求5所述的一种基于激光加工轴承滚珠的装置，其特征在于，所述平移机构包括呈环状的曲柄连接件和套设在从动轴和主动轴外部的轴承座，轴承座沿水平方向滑动设置在曲柄连接件上，且设置在主动轴外部的曲柄连接件与平移驱动电机相连。7.根据权利要求6所述的一种基于激光加工轴承滚珠的装置，其特征在于，套设在主动轴上的轴承座的内部还设置有沿水平方向设置的调节丝杠。2CN112692449A权利要求书2/2页8.根据权利要求7所述的一种基于激光加工轴承滚珠的装置，其特征在于，所述曲柄连接件包括转动杆和呈U型并与转动杆一体设置的滑架，轴承座沿水平方向滑动设置在滑架上。9.根据权利要求1所述的一种基于激光加工轴承滚珠的装置，其特征在于，还包括倾斜向下设置的下料槽，下料槽的其中一端位于间歇上料系统与吸合下料系统之间，另一端延伸至台架系统的外部。10.根据权利要求1‑9任一项所述的一种基于激光加工轴承滚珠的装置的加工方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一、将被加工杆件插入上料机构，平移驱动电机通过曲柄连接件带动主动轴转动，进而通过从动齿轮和从动轴带动推动杆件凸轮和真空室凸轮转动；当转动的推动杆件凸轮带动卡爪挺杆向右侧运动时，推料弹性卡爪将被加工杆件抱紧实现上料，上料完成后，激光发射机构发出的激光点通过被加工杆件的一侧，转动驱动机构带动驱动杆件齿轮和被加工杆件转动；步骤二、两个从动轴转动的同时会带动其它两个曲柄连接件转动，三个曲柄连接件的同步转动带动台架系统绕激光点做半圆形移动，激光发射机构在被加工杆件的前端切割出半球形的滚珠；步骤三、从动轴转动的过程中，推动室真空凸轮与真空室挺杆分离，在回程压簧的作用下，真空吸头移入工作区，夹紧并吸紧半球形的滚珠，真空吸头随被加工杆件绕自身轴线转动，同时，三个曲柄连接件的同步转动带动台架系统绕激光点做另外的半圆形移动，激光发射机构在被加工杆件上切割出另外的半球形的滚珠；步骤四、随着推动室真空凸轮的连续转动，真空吸头移出工作区，并将加工好的滚珠下料，然后，被加工杆件由上料驱动机构重新送入工作区，激光点会再次出现在被加工杆件的一侧。3CN112692449A说明书1/5页基于激光加工轴承滚珠的装置及加工方法技术领域[0001]本发明属于轴承加工设备技术领域，具体涉及基于激光加工轴承滚珠的装置及加工方法。背景技术[0002]现有绝大多数轴承的滚珠加工都是由钢丝裁剪、冷镦、光磨等工序构成，工序较多且加工设备比较复杂。虽然这种加工对于中小半径的滚珠有普遍的适用性，但是对于半径超大的或者半径超小的滚珠适用性较差。因为半径超大或者超小滚珠坯料的冷

　　镦较为困难。[0003]激光加工技术是一种非常成熟且应用范围较广的加工方法，若采用激光加工轴承滚珠，理论上可以不受滚珠半径的限制，加工出亚毫米级甚至更小半径的轴承滚珠，对于半径超大的滚珠如果激光功率足够也是可以实现的；但是，目前激光加工技术在轴承滚珠的加工中却很少应用，所以如何将激光加工技术应用到轴承滚珠加工领域是亟待解决的技术问题。发明内容[0004]本发明的目的是提供一种基于激光加工轴承滚珠的装置及加工方法，其节省了工序，提高了加工效率，提高了轴承滚珠一次加工的圆整度。[0005]为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：基于激光加工轴承滚珠的装置，该装置用于对被加工杆件连续进行加工，形成轴承滚珠，包括：间歇上料系统，包括用于插入被加工杆件的上料机构、用于驱动上料机构和被加工杆件转动的转动驱动机构以及用于驱动上料机构间歇上料的上料驱动机构；吸合下料系统，包括与被加工杆件同轴线设置的真空吸头机构以及用于驱动真空吸头机构沿轴线往复运动的下料驱动机构；台架系统，用于安装间歇上料系统和吸合下料系统；激光加工系统，包括用于发射激光的激光发射机构以及若干个可控制台架系统做圆形平移运动的平移机构，激光发射机构和若干个平移机构共同配合，实现对间歇上料的被加工杆件持续进行加工，形成轴承滚珠。[0006]进一步的，所述上料机构包括回程拉簧座、回程拉簧、卡爪拉簧座、卡爪拉簧、卡爪挺杆、推料弹性卡爪、用于对被加工杆件进行支撑的上料轴承座以及与转动驱动机构相匹配的驱动杆件齿轮，被加工杆件依次穿设在回程拉簧座、卡爪拉簧座、卡爪挺杆、推料弹性卡爪、驱动杆件齿轮和上料轴承座的内部；其中，回程拉簧座固设在台架系统的一端，卡爪拉簧座、推料弹性卡爪以及驱动杆件齿轮依次连接，卡爪拉簧以及卡爪挺杆的其中一端共同安装在卡爪拉簧座和推料弹性卡爪之间，卡爪拉簧座与回程拉簧座之间设置有回程拉簧，卡爪挺杆的另一端与设置在上料驱动机构顶部的推动杆件凸轮相配合，当推动杆件凸轮带动卡爪挺杆向右侧运动时，推料4CN112692449A说明书2/5页弹性卡爪将被加工杆件抱紧实现上料，上料完成后，转动驱动机构带动驱动杆件齿轮和被加工杆件转动。[0007]进一步的，所述真空吸头机构包括回程压簧座、回程压簧、真空室挺杆、真空室轴承座以及真空吸头，真空吸头安装在真空室轴承座内，真空室轴承座的另一端与回程压簧座之间通过移动副相连，且该移动副的外侧套设真空室挺杆和回程压簧，真空室挺杆的另一端与设置在下料驱动机构顶部的推动线]进一步的，所述上料轴承座和真空室轴承座均滑动设置在台架系统上；所述上料驱动机构和下料驱动机构共同连接至用于驱动两者的主动齿轮机构，且两者间同步转动设置。[0009]进一步的，所述上料驱动机构和下料驱动机构均包括从动齿轮和顶部安装有推动杆件凸轮或推动真空室凸轮的从动轴，主动齿轮机构包括主动齿轮和主动轴，主动齿轮与两个从动齿轮之间通过中间惰轮相连，从动轴和主动轴的底端均贯穿台架系统设置，且从动轴和主动轴的底部均连接至一个所述的平移机构。[0010]进一步的，所述平移机构包括呈环状的曲柄连接件和套设在从动轴和主动轴外部的轴承座，轴承座沿水平方向滑动设置在曲柄连接件上，且设置在主动轴外部的曲柄连接件与平移驱动电机相连。[0011]进一步的，套设在主动轴上的轴承座的内部还设置有沿水平方向设置的调节丝杠。[0012]进一步的，所述曲柄连接件包括转动杆和呈U型并与转动杆一体设置的滑架，轴承座沿水平方向滑动设置在滑架上。[0013]进一步的，还包括倾斜向下设置的下料槽，下料槽的其中一端位于间歇上料系统与吸合下料系统之间，另一端延伸至台架系统的外部。[0014]一种基于激光加工轴承滚珠的装置的加工方法，包括以下步骤：步骤一、将被加工杆件插入上料机构，平移驱动电机通过曲柄连接件带动主动轴转动，进而通过从动齿轮和从动轴带动推动杆件凸轮和真空室凸轮转动；当转动的推动杆件凸轮带动卡爪挺杆向右侧运动时，推料弹性卡爪将被加工杆件抱紧实现上料，上料完成后，激光发射机构发出的激光点通过被加工杆件的一侧，转动驱动机构带动驱动杆件齿轮和被加工杆件转动；步骤二、两个从动轴转动的同时会带动其它两个曲柄连接件转动，三个曲柄连接件的同步转动带动台架系统绕激光点做半圆形移动，激光发射机构在被加工杆件的前端切割出半球形的滚珠；步骤三、从动轴转动的过程中，推动室真空凸轮与真空室挺杆分离，在回程压簧的作用下，真空吸头移入工作区，夹紧并吸紧半球形的滚珠，真空吸头随被加工杆件绕自身轴线转动，同时，三个曲柄连接件的同步转动带动台架系统绕激光点做另外的半圆形移动，激光发射机构在被加工杆件上切割出另外的半球形的滚珠；步骤四、随着推动室真空凸轮的连续转动，真空吸头移出工作区，并将加工好的滚珠下料，然后，被加工杆件由上料驱动机构重新送入工作区，激光点会再次出现在被加工杆件的一侧。[0015]与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明省去了钢丝剪裁、冷镦等粗加工工5CN112692449A说明书3/5页序，能够较好的一次实现轴承滚珠坯料的圆整度，同时，激光加工过后坯料会出现较少的毛刺，加工效率相对也较高，另外对于半径非常小的轴承滚珠有较好的工艺适用性，甚至可以加工亚毫米级的轴承滚珠。激光加工轴承滚珠的方法节省了工序，提高了加工效率，提高了轴承滚珠一次加工的圆整度。附图说明[0016]图1是本发明基于激光加工轴承滚珠的装置的结构示意图；图2是图1的侧视图；图3是图1的仰视图；图4是图1中的局部结构放大示意图；图5是本发明与平移驱动电机的装配关系示意图；图6是基于激光加工轴承滚珠的装置的加工方法的流程示意图；图中标记：1、被加工杆件，2、回程拉簧座，3、回程拉簧，4、卡爪拉簧座，5、卡爪拉簧，6、卡爪挺杆，7、推料弹性卡爪，8、上料轴承座，9、驱动杆件齿轮，10、转动驱动齿轮，11、转动驱动电机，12、推动杆件凸轮，13、回程压簧座，14、回程压簧，15、线、从动轴，24、主动齿轮，25、主动轴，26、中间惰轮，27、轴承座，28、平移驱动电机，29、调节丝杠，30、转动杆，31、滑架，32、下料槽，33、挺杆滑座，34、挺杆滑块，35、滑轨。具体实施方式[0017]为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明中的附图，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他实施例，都属于本发明保护的范围。[0018]基于激光加工轴承滚珠的装置，该装置用于对被加工杆件连续进行

　　加工，形成轴承滚珠，如图1‑图4所示，该装置主要包括间歇上料系统、吸合下料系统、台架系统以及激光加工系统；其中，间歇上料系统包括用于插入被加工杆件1的上料机构、用于驱动上料机构和被加工杆件转动的转动驱动机构以及用于驱动上料机构间歇上料的上料驱动机构；所述上料机构包括回程拉簧座2、回程拉簧3、卡爪拉簧座4、卡爪拉簧5、卡爪挺杆6、推料弹性卡爪7、用于对被加工杆件进行支撑的上料轴承座8以及与转动驱动机构相匹配的驱动杆件齿轮9，被加工杆件1依次穿设在回程拉簧座2、卡爪拉簧座4、卡爪挺杆6、推料弹性卡爪7、驱动杆件齿轮9和上料轴承座8的内部；其中，回程拉簧座2固设在台架系统的一端，卡爪拉簧座4、推料弹性卡爪7以及驱动杆件齿轮9依次连接，卡爪拉簧3以及卡爪挺杆6的其中一端共同安装在卡爪拉簧座4和推料弹性卡爪7之间，卡爪拉簧座4与回程拉簧座2之间设置有回程拉簧3，卡爪挺杆6的另一端与设置在上料驱动机构顶部的推动杆件凸轮12相配合，当推动杆件凸轮12带动卡爪挺杆6向右侧运动时，推料弹性卡爪7将被加工杆件1抱紧实现上料，上料完成后，转动驱动机构带动驱动杆件齿轮9和被加工杆件1转动，本实施例中的转动驱动机构包括与驱动杆件齿轮啮6CN112692449A说明书4/5页合的转动驱动齿轮10和用于驱动转动驱动齿轮的转动驱动电机11。[0019]吸合下料系统包括与被加工杆件1同轴线设置的真空吸头机构以及用于驱动真空吸头机构沿轴线往复运动的下料驱动机构；所述真空吸头机构包括回程压簧座13、回程压簧14、线、线以及线安装在线的外侧套设线，线的另一端与设置在下料驱动机构顶部的推动线]台架系统用于安装间歇上料系统和吸合下料系统；所述上料轴承座8和线均滑动设置在台架系统上；激光加工系统包括用于发射激光的激光发射机构（图中未画出）以及若干个可控制台架系统做圆形平移运动的平移机构，激光发射机构和若干个平移机构共同配合，实现对间歇上料的被加工杆件持续进行加工，形成轴承滚珠。[0021]本实施例中，上料驱动机构和下料驱动机构共同连接至用于驱动两者的主动齿轮机构，且两者间同步转动设置。所述上料驱动机构和下料驱动机构均包括从动齿轮22和顶部安装有推动杆件凸轮12或推动线，主动齿轮机构包括主动齿轮24和主动轴25，主动齿轮24与两个从动齿轮22之间通过中间惰轮26相连，从动轴23和主动轴25的底端均贯穿台架系统设置，且从动轴和主动轴的底部均连接至一个所述的平移机构。[0022]如图3和图5所示，所述平移机构包括呈环状的曲柄连接件和套设在从动轴23和主动轴25外部的轴承座27，轴承座27沿水平方向滑动设置在曲柄连接件上，且设置在主动轴25外部的曲柄连接件与平移驱动电机28相连。进一步的，为了便于调整所加工滚珠的半径，套设在主动轴25上的轴承座27的内部还设置有沿水平方向设置的调节丝杠29。所述曲柄连接件包括转动杆30和呈U型并与转动杆一体设置的滑架31，轴承座27沿水平方向滑动设置在滑架31上。[0023]本发明还包括倾斜向下设置的下料槽32，下料槽32的其中一端位于间歇上料系统与吸合下料系统之间，另一端延伸至台架系统的外部。[0024]本实施例中的台架系统包括大台架20和滑轨台架21，滑轨台架21上设置有用于安装上料轴承座8和线平行设置且两者之间形成一夹层，主动齿轮24和两个从动齿轮22共同安装在该夹层内。[0025]一种基于激光加工轴承滚珠的装置的加工方法，包括以下步骤：步骤一、将被加工杆件1插入上料机构，平移驱动电机28通过曲柄连接件带动主动轴25转动，进而通过从动齿轮22和从动轴23带动推动杆件凸轮12和线转动；当转动的推动杆件凸轮12带动卡爪挺杆6向右侧运动时，推料弹性卡爪7将被加工杆件1抱紧实现上料，上料完成后，激光发射机构发出的激光点通过被加工杆件1的一侧，转动驱动机构带动驱动杆件齿轮9和被加工杆件1转动；步骤二、两个从动轴23转动的同时会带动其它两个曲柄连接件转动，三个曲柄连接件的同步转动带动台架系统绕激光点做半圆形移动，激光发射机构在被加工杆件的前端切割出半球形的滚珠；步骤三、从动轴23转动的过程中，推动室线的作用下，线移入工作区，夹紧并吸紧半球形的滚珠，线绕自身轴线转动，同时，三个曲柄连接件的同步转动带动台架系统绕激光点做另外的半圆形移动，激光发射机构在被加工杆件上切割出另外的半球形的滚珠；步骤四、随着推动室线的连续转动，线移出工作区，并将加工好的滚珠下料，然后，被加工杆件由上料驱动机构重新送入工作区，激光点会再次出现在被加工杆件的一侧。[0026]本发明加工方法的流程示意图如图6所示。[0027]本发明的间歇上料原理如下：当加工完滚珠下半球时，推动杆件凸轮12转动，卡爪拉簧5带动卡爪挺杆6向图中左侧移动，卡爪拉簧5拉动卡爪挺杆6向左移动的同时，使推料弹性卡爪7松开，被加工杆件1不动，当推动杆件凸轮12转动到一定角度时，推动卡爪挺杆6向右移动，回程拉簧3和卡爪拉簧5同时张开，推料弹性卡爪7被压紧并抓住被加工杆件1向右移动，这样就达到了推料的目的。推料弹性卡爪7、卡爪拉簧5、卡爪拉簧座4以及驱动杆件齿轮9装配在一起形成一个部件。[0028]本发明省去了钢丝剪裁、冷镦等粗加工工序，能够较好的一次实现轴承滚珠坯料的圆整度，同时，激光加工过后坯料会出现较少的毛刺轴承加工，加工效率相对也较高，另外对于半径非常小的轴承滚珠有较好的工艺适用性，甚至可以加工亚毫米级的轴承滚珠。激光加工轴承滚珠的方法节省了工序，提高了加工效率，提高了轴承滚珠一次加工的圆整度。[0029]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，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制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。8CN112692449A说明书附图1/5页图1图29CN112692449A说明书附图2/5页图310CN112692449A说明书附图3/5页图411CN112692449A说明书附图4/5页图512CN112692449A说明书附图5/5页图613

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