一种球笼加工方法

摘要

本发明涉及一种球笼加工方法，制作出构成球笼的球笼部件，将球笼部件组装在一起构成球笼，所述球笼部件包括钟形壳，钟形壳的外周面为圆柱面，所述钟形壳内周面上设有若干沿钟形壳周向分布的滚动体安装坑，所述钟形壳包括沿周向分布的两个半段，滚动体安装坑位于两个半段的连接处，制作钟形壳的过程为：制作出两个圆周面为圆柱面的圆柱面工件，在圆柱面工件的内周面的轴向一端制作出若干个凹坑而形成所述半段，将两个半段设有所述凹坑的一端同轴地对接在一起而形成钟形壳，两个半段内的所述凹坑一一对应地对接在一起而形成所述滚动体安装坑。本发明旨在提供一种球笼加工方法，解决了钟形壳为一体成型制作内周面上的滚动体安装坑时不便的问题。

权利要求

1.一种球笼加工方法，制作出构成球笼的球笼部件，将球笼部件组装在一起构成球笼，所述球笼部件包括钟形壳，钟形壳的外周面为圆柱面，所述钟形壳内周面上设有若干沿钟形壳周向分布的滚动体安装坑，其特征在于，所述钟形壳包括沿周向分布的两个半段，所述滚动体安装坑位于两个半段的连接处，制作钟形壳的过程为：制作出两个圆周面为圆柱面的圆柱面工件，在圆柱面工件的内周面的轴向一端制作出若干个凹坑而形成所述半段，将两个半段设有所述凹坑的一端同轴地对接在一起而形成钟形壳，两个半段内的所述凹坑一一对应地对接在一起而形成所述滚动体安装坑，所述圆柱面工件半段的一端为平面另一端为斜面，所述圆柱面工件的直径大于圆柱面工件的长度，所述凹坑设置在圆柱面工件端面为斜面的一端的内周面上，通过圆柱面工件转移机构将圆柱面工件转移到形成所述凹坑的设备上形成所述凹坑；所述圆柱面工件转移机构包括出料输送带、机架、固接在机架上的上料筒、封闭在上料筒下端的转动底盘、驱动转动底盘转动的底盘转动机构、将位于上料筒内的所述圆柱面工件以轴向沿上下方向的方式从上料筒内取出的取料机构、物料移除机构和检测机构，所述检测机构用于检测取料机构取出的圆柱面工件是否为端面为平面的一端朝下，所述物料移除机构用于将取料机构取出的端面为平面的一端朝下的圆柱面工件转移到上料输送带和将取料机构取出的端面为斜面的一端朝下的圆柱面工件转移到收料框；通过工件转移机构转移圆柱面工件的方法为：圆柱面工件导入上料筒，在取料机构的作用下圆柱面工件以轴向沿上下方向的方式取出，在检测机构的作用下检测圆柱面工件的平面端是朝上还是朝下，如果平面端朝下则物料移除机构将该圆柱面工件转移到出料输送带而被输送到下一道工序，如果平面端朝上则物料移除机构将该圆柱面工件转移到收料框，收料框内的物料被重新转移到上料筒内。

2.根据权利要求1所述的一种球笼加工方法，其特征在于，所述取料机构包括位于上料筒外部的取料机构部输送带、设置在上料筒下端面上的连通上料筒内外部空间的仅能够供圆柱面工件以轴线竖向延伸的状态通过的同取料机构部输送带的上料端对齐的出料缺口、将位于上料筒内的圆柱面工件从出料缺口吸出到取料机构部输送带上的上料电磁铁和同取料机构部输送带的下料端对接在一起的下料滑槽；通过取料机构从上料筒内取出圆柱面工件的方法为：给上料电磁铁通电使得轴向沿上下方向延伸的圆柱面工件经所述出料缺口吸出到取料机构部输送带，上料电磁铁失电从而失去对圆柱面工件的吸附作用，在取料机构部输送带的作用下进入下料滑槽，然后被转移到检测机构进行检测圆柱面工件的平面是朝上还是朝下。

3.根据权利要求2所述的一种球笼加工方法，其特征在于，所述检测机构包括同机架固接在一起的电子千分尺、位于下料滑槽低端的托盘、驱动托盘转动的托盘转动机构和设置在托盘上表面上的弧形限位挡块，弧形限位挡块的内周面的半径同圆柱面工件的半径相等，弧形限位挡块的内周面所在的圆柱面的中心线同托盘转动时的轴线同轴，电子千分尺的检测头的同被检测物体接触的部位位于弧形限位挡块的内周面所在的圆柱面围成的空间以内；通过夹持机构检测的方法为：在弧形限位挡块同下料滑槽的低端即下料端正对时，位于下料滑槽最前端即下端的圆柱面工件在圆柱面工件的下滑力的作用下整体移动到托盘上且被弧形挡块挡住，托盘转动机构使托盘转动360°，托盘转动360°的过程中如果电子千分尺检测到的数字保持恒定则表示圆柱面工件为以平面端朝下的、如果千分尺检测到的数字产生变化则表示圆柱面工件为以斜面端朝下的。

4.根据权利要求3所述的一种球笼加工方法，其特征在于，弧形限位挡块同下料滑槽的低端正对时，弧形限位挡块的内周面的中部距离下料滑槽的出料端面之间的距离小于圆柱面工件的直径的1.5倍且大于圆柱形工件的直径加上弧形限位挡块的径向尺寸之和。

5.根据权利要求3所述的一种球笼加工方法，其特征在于，所述物料移除机构包括下料电磁铁、一端同下料电磁铁连接在一起的水平连接杆和同水平连接杆另一端连接在一起的驱动水平连接杆以竖转轴为轴转动的下料电磁铁转动电机；下料电磁铁转动电机驱动下料电磁铁转动一周时，下料电磁铁能够经过托盘支撑圆柱面工件的部位的正上方、出料输送带的上料端的正上方和收料框的正上方；通过物料移除机构转移圆柱面工件的方法为：使下料电磁铁位于圆柱面工件正上方，下料电磁铁得电吸附起圆柱面工件、圆柱面工件的下端高于弧形限位挡块，下料电磁铁转动电机驱动下料电磁铁转动360°，如果电被吸附住的圆柱面工件需要转移到出料输送带则当圆柱面工件位于出料输送带上方时下料电磁铁失电使得圆柱面工件掉落到出料输送带上，如果电被吸附住的圆柱面工件需要转移到收料框内则当圆柱面工件位于收料框正上方时下料电磁铁失电使得圆柱面工件掉落到收料框内。

6.根据权利要求2所述的一种球笼加工方法，其特征在于，所述取料机构有两个，所述下料滑槽包括上段和下段，上段的上端同取料机构部输送带的下料端对接在一起，上段的下端同下段的上段连接在一起，下段的下端为下料滑槽的低端，上段和下段呈折线连接在一起，两个所述取料机构共用下段，两个所述检测机构分布在上料筒的径向两侧。

7.根据权利要求1所述的一种球笼加工方法，其特征在于，所述上料筒的下端内设有水平阻拦杆，水平阻拦杆的下侧面距离转动底盘的上表面之间的距离大于圆柱面工件的长度且小于圆柱面工件的直径。

8.根据权利要求7所述的一种球笼加工方法，其特征在于，所述水平阻拦杆和转动底盘的转轴位于同一个平面上。

说明书

一种球笼加工方法

技术领域

[0001] 本发明涉及汽车部件加工技术领域，具体为一种球笼加工方法。

背景技术

[0002] 球笼（cage）也叫做“等速万向节”是轿车传动系统中的重要部件，其作用是将发动机的动力从变速器传递到驱动轮，驱动轿车高速行驶。

[0003] 用于轿车的等速万向节类型很多，其中应用最多的是球笼式等速万向节和三角架式等速万向节，它主要有滑套、三向轴、传动轴、星形套、保持架、钟形壳主要零件组成。由于
等速万向节传递繁重的驱动力矩，随受负荷重，传动精度高，需求量很大，又是安全件，因此
其主要零件均采用精锻件加工而成。

[0004] 外球笼：这种球笼的钢球是被固定放置在星形套和钟形壳之间的一个保持架的六个窗口中，钢球在星形套和钟形壳里刚好各有一半的位置，一次来确定和万向节的作用角
度，光滑的表面处理使得万向节的运动像一个斜齿轮一样，六个钢球分别推动各自所在的
星形套和钟形壳中的球道，只不过是通过钢球而不是齿轮的齿来传递扭矩。

[0005] 内球笼（三叉式）：三球销式等速万向节的里面没有钢球，而是使用三个带有滚针的轴承，可以在钟形壳内的三个轨道里进行滑移。主要用于四驱车的内球笼，适用于扭转角
度不大的内球笼的位置，可以向内和向外滑移，以此来适应驱动轴在车辆运动时产生的长
度变化。

[0006] 内球笼（六珠式）：此类滑移式等速万向节产品有着一种不同设计理念，里面由在斜轨道内的钢球传递扭矩，产品的性能表现卓越，在四驱车上使用的较为广泛。

[0007] 现有的钟形壳为一体成型的，在内周面上形成容置滚动体（滚珠、滚针等）的凹坑时不便。

发明内容

[0008] 本发明旨在提供一种球笼加工方法，解决了钟形壳为一体成型制作内周面上的滚动体安装坑时不便的问题。

[0009] 以上技术问题是通过以下技术方案解决的：一种球笼加工方法，制作出构成球笼的球笼部件，将球笼部件组装在一起构成球笼，所述球笼部件包括钟形壳，钟形壳的外周面
为圆柱面，所述钟形壳内周面上设有若干沿钟形壳周向分布的滚动体安装坑，所述钟形壳
包括沿周向分布的两个半段，所述滚动体安装坑位于两个半段的连接处，制作钟形壳的过
程为：制作出两个圆周面为圆柱面的圆柱面工件，在圆柱面工件的内周面的轴向一端制作
出若干个凹坑而形成所述半段，将两个半段设有所述凹坑的一端同轴地对接在一起而形成
钟形壳，两个半段内的所述凹坑一一对应地对接在一起而形成所述滚动体安装坑。

[0010] 作为优选，所述圆柱面工件半段的一端为平面另一端为斜面，所述圆柱面工件的直径大于圆柱面工件的长度，所述凹坑设置在圆柱面工件端面为斜面的一端的内周面上。
两个半段通常为焊接在一起，该方法能够增加连接线长度以提高连接强度。但是该方法需
要有对圆柱面半部进行加工时需要以轴向相同的方式进行转移到加工凹坑的工序进行加
工，现有的设备不能够满足该要求，固只能够通过人工识别圆柱面工件的轴向是否一致，将
不符合要求的圆柱面工件调整为方向符合。

[0011] 作为优选，通过圆柱面工件转移机构将圆柱面工件转移到形成所述凹坑的设备上形成所述凹坑；所述圆柱面工件转移机构包括出料输送带、机架、固接在机架上的上料筒、
封闭在上料筒下端的转动底盘、驱动转动底盘转动的底盘转动机构、将位于上料筒内的所
述圆柱面工件以轴向沿上下方向的方式从上料筒内取出的取料机构、物料移除机构和检测
机构，所述检测机构用于检测取料机构取出的圆柱面工件是否为端面为平面的一端朝下，
所述物料移除机构用于将取料机构取出的端面为平面的一端朝下的圆柱面工件转移到上
料输送带和将取料机构取出的端面为斜面的一端朝下的圆柱面工件转移到收料框；通过工
件转移机构转移圆柱面工件的方法为：圆柱面工件导入上料筒，在取料机构的作用下圆柱
面工件以轴向沿上下方向的方式取出，在检测机构的作用下检测圆柱面工件的平面端是朝
上还是朝下，如果平面端朝下则物料移除机构将该圆柱面工件转移到出料输送带而被输送
到下一道工序，如果平面端朝上则物料移除机构将该圆柱面工件转移到收料框，收料框内
的物料被重新转移到上料筒内。实现了机械化识别圆柱面工件方向是否一致，不一致则将
方向不符合要求的取出。

[0012] 作为优选，所述取料机构包括位于上料筒外部的取料机构部输送带、设置在上料筒下端面上的连通上料筒内外部空间的仅能够供圆柱面工件以轴线竖向延伸的状态通过
的同取料机构部输送带的上料端对齐的出料缺口、将位于上料筒内的圆柱面工件从出料缺
口吸出到取料机构部输送带上的上料电磁铁和同取料机构部输送带的下料端对接在一起
的下料滑槽；通过取料机构从上料筒内取出圆柱面工件的方法为：给上料电磁铁通电使得
轴向沿上下方向延伸的圆柱面工件经所述出料缺口吸出到取料机构部输送带，上料电磁铁
失电从而失去对圆柱面工件的吸附作用，在取料机构部输送带的作用下进入下料滑槽，然
后被转移到检测机构进行检测圆柱面工件的平面是朝上还是朝下。从出料缺口取出的圆柱
面工件为通过端面进行支撑的。提供了取料机构的一种具体技术方案。

[0013] 作为优选，所述检测机构包括同机架固接在一起的电子千分尺、位于下料滑槽低端的托盘、驱动托盘转动的托盘转动机构和设置在托盘上表面上的弧形限位挡块，弧形限
位挡块的内周面的半径同圆柱面工件的半径相等，弧形限位挡块的内周面所在的圆柱面的
中心线同托盘转动时的轴线同轴，电子千分尺的检测头的同被检测物体接触的部位位于弧
形限位挡块的内周面所在的圆柱面围成的空间以内；通过夹持机构检测的方法为：在弧形
定位挡块同下料滑槽的低端即下料端正对时，位于下料滑槽最前端即下端的圆柱面工件在
圆柱面工件的下滑力的作用下整体移动到托盘上且被弧形挡块挡住，托盘转动机构使托盘
转动360°，托盘转动360°的过程中如果电子千分尺检测到的数字保持恒定则表示圆柱面工
件为以平面端朝下的、如果千分尺检测到的数字产生变化则表示圆柱面工件为以斜面端朝
下的。斜面朝下时圆柱面工件会产生倾斜，从而导致电子千分尺的读书产生变化。通过电子
千分尺进行检测，便于进行物料移除机构的自动化控制。优选地电子千分尺的检测头沿弧
形限位挡块的径向延伸。本技术方案能够通过圆柱面工件下滑时产生的力驱动位于最前方
的圆柱面工件同弧形限位挡块抵接在一起。

[0014] 作为优选，所述托盘的上表面为水平面，所述托盘转动时的轴线垂直于托盘的上表面。能够防止转动的过程中圆柱面工件而产生误判。

[0015] 作为优选，弧形限位挡块的内周面所在的圆弧的圆心角为150°以上且小于180°。能够提高转动过程中对圆柱面工件进行限位时的可靠性。

[0016] 作为优选，弧形限位挡块同下料滑槽的低端正对时，弧形限位挡块的内周面的中部距离下料滑槽的出料端面之间的距离小于圆柱面工件的直径的1.5倍且大于圆柱形工件
的直径加上弧形限位挡块的径向尺寸之和。既能够使得圆柱面工件逐一可靠地转移到托盘
上。

[0017] 作为优选，所述物料移除机构包括下料电磁铁、一端同下料电磁铁连接在一起的水平连接杆和同水平连接杆另一端连接在一起的驱动水平连接杆以竖转轴为轴转动的下
料电磁铁转动电机；下料电磁铁转动电机驱动下料电磁铁转动一周时，下料电磁铁能够经
过托盘支撑圆柱面工件的部位的正上方、出料输送带的上料端的正上方和收料框的正上
方；通过物料移除机构转移圆柱面工件的方法为：使下料电磁铁位于圆柱面工件正上方，下
料电磁铁得电吸附起圆柱面工件、圆柱面工件的下端高于弧形限位挡块，下料电磁铁转动
电机驱动下料电磁铁转动360°，如果电被吸附住的圆柱面工件需要转移到出料输送带则当
圆柱面工件位于出料输送带上方时下料电磁铁失电使得圆柱面工件掉落到出料输送带上，
如果电被吸附住的圆柱面工件需要转移到收料框内则当圆柱面工件位于收料框正上方时
下料电磁铁失电使得圆柱面工件掉落到收料框内。下料电磁铁吸附住圆柱面工件位于出料
输送带上方时，圆柱面工件下端同出料输送带之间的距离为圆柱面工件掉落时不产生倾
倒、通常5毫米以下即可。

[0018] 作为优选，所述取料机构有两个，所述下料滑槽包括上段和下段，上段的上端同取料机构部输送带的下料端对接在一起，上段的下端同下段的上段连接在一起，下段的下端
为下料滑槽的低端，上段和下段呈折线连接在一起，两个所述取料机构共用下段，两个所述
检测机构分布在上料筒的径向两侧。能够提高圆柱面工件从下料筒取出时的效率。结构紧
凑。

[0019] 作为优选，所述上料筒的下端内设有水平阻拦杆，水平阻拦杆的下侧面距离转动底盘的上表面之间的距离大于圆柱面工件的长度且小于圆柱面工件的直径。能够将位于最
底层的轴线沿水平方向延伸的圆柱面工件被推倒为轴线沿上下方向，从而提高出料效率。

[0020] 作为优选，所述水平阻拦杆和转动底盘的转轴位于同一个平面上。能够提高推倒圆柱面工件时的效率。

[0021] 与现有技术相比具有影响有益效果：钟形壳有两个半段构成，加工滚动体安装坑时方便；能够将堆积在一起的圆柱面工件以轴向相同的状态输送到凹坑生产工序。

附图说明

[0022] 图1为钟形壳的轴向剖视示意图；

[0023] 图2为圆柱面工件转移机构的俯视示意图；

[0024] 图3为图2的局部示意图；

[0025] 图4为上料筒的剖视示意图；

[0026] 图5为圆柱面工件的正视示意图。

[0027] 图中：出料输送带1、上料筒2、转动底盘4、底盘转动机构5、收料框6、取料机构部输送带7、出料缺口8、上料电磁铁9、上段10、下段11、电子千分尺12、托盘13、弧形限位挡块14、
圆柱面工件15、圆柱面工件的一端16、圆柱面工件的另一端17、弧形限位挡块的内周面的中
部距离下料滑槽的出料端面之间的距离L、下料电磁铁18、水平连接杆19、下料电磁铁转动
电机20、水平阻拦杆21、轴线沿水平方向延伸的圆柱面工件22、轴向沿上下方向延伸的圆柱
面工件23、钟形壳24、滚动体安装坑25、半段26、凹坑27。

具体实施方式

[0028] 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做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。

[0029] 参见图1到图5，一种球笼加工方法，制作出构成球笼的球笼部件，将球笼部件组装在一起构成球笼，球笼部件包括钟形壳24，钟形壳的外周面为圆柱面，钟形壳内周面上设有
若干沿钟形壳周向分布的滚动体安装坑25，钟形壳包括沿周向分布的两个半段26，滚动体
安装坑位于两个半段的连接处，制作钟形壳的过程为：制作出两个圆周面为圆柱面的圆柱
面工件15，在圆柱面工件的内周面的轴向一端制作出若干个凹坑27而形成半段，将两个半
段设有凹坑的一端同轴地对接在一起而形成钟形壳，两个半段内的所述凹坑一一对应地对
接在一起而形成所述滚动体安装坑。通过圆柱面工件转移机构将圆柱面工件转移到形成凹
坑的设备上形成凹坑。

[0030] 圆柱面工件转移机构包括出料输送带1、机架、固接在机架上的上料筒2、封闭在上料筒下端的转动底盘4、驱动转动底盘转动的底盘转动机构5（底盘转动机构为电机）、将位
于上料筒内的圆柱面工件以轴向沿上下方向的方式从上料筒内取出的取料机构、物料移除
机构和检测机构，检测机构用于检测取料机构取出的圆柱面工件是否为端面为平面的一端
朝下，物料移除机构用于将取料机构取出的端面为平面的一端朝下的圆柱面工件转移到料
输送带和将取料机构取出的端面为斜面的一端朝下的圆柱面工件转移到收料框6。取料机
构有两个，两个检测机构分布在上料筒的径向两侧。取料机构包括位于上料筒外部的取料
机构部输送带7、设置在上料筒下端面上的连通上料筒内外部空间的仅能够供圆柱面工件
以轴线竖向延伸的状态通过的同取料机构部输送带的上料端对齐的出料缺口8、将位于上
料筒内的圆柱面工件从出料缺口吸出到取料机构部输送带上的上料电磁铁9和同取料机构
部输送带的下料端对接在一起的下料滑槽。下料滑槽包括上段10和下段11，上段的上端同
取料机构部输送带的下料端对接在一起，上段的下端同下段的上段连接在一起，下段的下
端为下料滑槽的低端，上段和下段呈折线连接在一起，两个取料机构共用下段。检测机构包
括同机架固接在一起的电子千分尺12、位于下料滑槽低端的托盘13、驱动托盘转动的托盘
转动机构（托盘转动机构为电机）和设置在托盘上表面上的弧形限位挡块14，弧形限位挡块
的内周面的半径同圆柱面工件15的半径相等。圆柱面工件的一端16为平面圆柱面工件的另
一端17为斜面，圆柱面工件的直径大于圆柱面工件的长度。弧形限位挡块的内周面所在的
圆柱面的中心线同托盘转动时的轴线同轴，电子千分尺的检测头的同被检测物体接触的部
位位于弧形限位挡块的内周面所在的圆柱面围成的空间以内。电子千分尺的检测头沿弧形
限位挡块的径向延伸。托盘的上表面为水平面，托盘转动时的轴线垂直于托盘的上表面。弧
形限位挡块的内周面所在的圆弧的圆心角为150°以上且小于180°，本实施例中为160°。弧
形限位挡块同下料滑槽的低端正对时，弧形限位挡块的内周面的中部距离下料滑槽的出料
端面之间的距离L小于圆柱面工件的直径的1.5倍且大于圆柱形工件的直径加上弧形限位
挡块的径向尺寸之和。物料移除机构包括下料电磁铁18、一端同下料电磁铁连接在一起的
水平连接杆19和同水平连接杆另一端连接在一起的驱动水平连接杆以竖转轴为轴转动的
下料电磁铁转动电机20；下料电磁铁转动电机驱动下料电磁铁转动一周时，下料电磁铁能
够经过托盘支撑圆柱面工件的部位的正上方、出料输送带的上料端的正上方和收料框的正
上方。上料筒的下端内设有水平阻拦杆21，水平阻拦杆的下侧面距离转动底盘的上表面之
间的距离大于圆柱面工件的长度且小于圆柱面工件的直径。水平阻拦杆和转动底盘的转轴
位于同一个平面上。转动底盘转动时在水平阻拦杆的阻拦下，最底层的轴线沿水平方向延
伸的圆柱面工件22被推倒为轴线沿上下方向延伸，即成为轴向沿上下方向延伸的圆柱面工
件23。

[0031] 最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可
以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。
凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的
保护范围之内。