滚针轴承自动装配机滚针排料机构的改进

2010-07-25祝水琴蔡建良陆子琳

轴承 2010年7期

祝水琴，蔡建良，陆子琳

（1.宁波大红鹰学院，浙江宁波 315175；2.宁波国际投资咨询有限公司，浙江宁波 315100；3.宁波江北菲斯特机械制造有限公司，浙江宁波 315100）

滚针轴承自动装配机技术含量高，加工难度大，但附加值高。我国受研发水平、原材料、加工制造工艺等制约，在精密轴承的开发和研制方面与发达国家相比还存在较大差距［1］，能批量配套生产高精密轴承自动装配机的生产厂家很少。因此，在现有滚针轴承自动装配机的基础上，经过技术创新，成功改进了直径2～4 mm的滚针轴承自动装配机。

1 自动装配机存在的问题

（1）工作效率低。国产装配机普遍节拍为3～5件／min，而国外装配机生产节拍一般为6～10件／min。

（2）排料机构设计不合理，滚针下落不稳，歪斜时需要人工扶正，影响装配精度、装配合格率和工作效率。

2 自动装配机的改进设计

2.1 改进过程中需注意的问题

（1）自动装配工艺的节拍。自动装配机中，多工位刚性传动系统多采用同步方式，即多个装配工位同时进行装配。为使各工位工作协调，提高装配效率，要求各工位同时开始和同时结束［2］。对装配工作周期较长的工序，可分散几个装配工位，以平衡各个装配工位上的工作时间，使各个装配工位的工作节拍相等，而对非同步装配系统则无严格要求。

（2）避免或减少装配基础件的位置变动。自动装配过程是将装配件按规定顺序和方向装到装配基础件上，通常装配基础件需要在传递装置上自动传送，并要求在每个装配工位上准确定位。因此，应尽量减少装配基础件在自动装配过程中的位置变动，如尽量减少翻身、转位、升降等动作，以避免重新定位。

（3）合理选择装配基准面。装配基准面通常是精加工面或者是面积大的配合面，为保证装配定位精度，要选择合理的装配基准面，同时应考虑装配夹具所必需的装夹面和导向面。

2.2 滚针自动排料机构的改进

2.2.1 改进前滚针自动排列机构

滚针轴承自动装配机中排料机构为其核心部件。改进前所使用的自动排料机构如图1所示，其包含滚针下料盘、中心轴、环形空腔及底座等。中心轴位于滚针下料盘的中轴线上，由电动机驱动旋转；滚针下料盘上端为倒锥形空腔，下端为圆柱形空腔；中心轴与下料盘配合，使下料盘下端形成直径与滚针相适配的环形空腔；下料盘固定于底座上。使用时，在下料盘的倒锥形空腔内放置滚针，滚针自动落入下料盘的环形空腔，排列成一圈，中心轴由电动机驱动绕中轴线旋转，辅助滚针落入环形空腔，防止其卡住。装配时，将轴承外圈放在滚针自动排料机构下方，使滚针落入外圈内，再冲压轴承内圈。由于下料盘下端的环形空腔的侧壁是光滑的，对落下的滚针不能形成控制，使得有些滚针落下时与相邻的滚针间隙过大或歪斜，导致排列完毕的滚针总数不足。这样装配好的滚针轴承必须返工，降低了生产效率，增加了生产成本。

图1 改进前滚针自动排料机构

2.2.2 改进后的滚针自动排料机构

改进后自动装配机如图2所示，滚针自动排料机构如图3所示。在圆柱形空腔的内侧壁上沿轴向设置直槽，直槽的数目与待排列滚针的数目相适配。通过设置直槽的数目并加以自动检测，就可以精确控制排列机构中滚针的总数。中心轴的顶端一侧设置有偏心轮，中心轴在旋转时受到偏心轮产生的力矩牵引，产生抖动，加速滚针落入圆柱形空腔，防止其卡住。滚针下料盘的底端固定在移动板上，移动板对应于滚针下料盘下端的圆柱形空腔处设置有通孔，移动板可相对移动地固定于底座上。通过控制移动板，使下料盘移动至滚针轴承外圈上方，安装好滚针后，下料盘移走，滚针轴承直接进入冲压轴承内圈工序，提高了生产效率，也便于实现装配工艺的自动化。