專利名稱：凸輪軸數(shù)控打磨機床的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種特種凸輪軸加工用數(shù)控打磨機床，尤其是涉及加工凸輪軸相鄰邊緣批峰毛刺的凸輪軸數(shù)控打磨機床。
背景技術(shù)：
凸輪軸加工專機是內(nèi)燃機制造行業(yè)的專用機床。目前，凸輪軸相鄰邊緣毛刺和上下模間批峰的加工全部依賴手工加工，尚無此道工序加工的成套設(shè)備。在人工加工的過程中，必須依賴人的手感將凸輪軸表面毛刺打磨掉，被加工面不能保證平滑過渡。操作工容易疲勞，產(chǎn)生人身事故，安全不能保證，效率低，消耗的打磨輪太多，粉塵嚴重，污染環(huán)境和傷害操作工身體，產(chǎn)品質(zhì)量一致性差，廢品率高。

實用新型內(nèi)容實用新型目的:本實用新型的目的是為了彌補現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種安全操作，準確率高，而且提高工作效率的凸輪軸數(shù)控打磨機床。技術(shù)方案:一種凸輪軸數(shù)控打磨機床，包括床身，工作臺板、磨削砂輪、頭架機構(gòu)、磨頭總成、尾架系統(tǒng)、轉(zhuǎn)動伺服電機、縱向大滑臺、軸向伺服電機、柔性機構(gòu)、進給伺服電機、數(shù)控裝置，所述的床身上設(shè)有工作臺板，所述的工作臺板上設(shè)有上滑臺，所述的工作臺板上設(shè)有T型槽使尾架系統(tǒng)沿著凸輪軸方向軸向移動，尾架系統(tǒng)后端設(shè)有單作用氣缸，工作臺板后方設(shè)有縱向大滑臺，縱向大滑臺由軸向伺服電機驅(qū)動作軸向運動，縱向大滑臺上設(shè)有柔性機構(gòu)，所述的頭架機構(gòu)連接有轉(zhuǎn)動伺服電機，所述的柔性機構(gòu)連接進給伺服電機，所述的磨削砂輪連接磨頭總成，所述的數(shù)控裝置連接于床身?？v向大滑臺和柔性機構(gòu)之間通過兩根拉簧連接。所述的床身下方設(shè)有腳踏開關(guān)。所述的工作臺板與床身的交界處設(shè)有用于數(shù)控系統(tǒng)發(fā)動指令從而啟動整個機床完成循環(huán)加工過程的啟動開關(guān)。所述的磨削砂輪設(shè)在柔性機構(gòu)的左側(cè)。有益效果:本實用新型采用了這樣的結(jié)構(gòu)之后，本實用新型磨床由數(shù)控控制，實現(xiàn)了多個凸輪面連續(xù)自動的完成磨削加工。尤其是在連續(xù)加工中，借助于機械柔性結(jié)構(gòu)和數(shù)控控制的配合，保證了加工過程中凸輪軸始終受到金剛石砂輪的柔性壓力，改變了原來完全依賴人工完成的加工工序，實現(xiàn)了全自動連續(xù)加工。加工過程中保持了工藝參數(shù)的一致性，保證并提高了加工質(zhì)量，極大地提高了工作效率，節(jié)約了耗材，減少了生產(chǎn)成本。

附圖1為本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；附圖2為附圖1的俯視圖；附圖3為本實用新型中進給伺服電機轉(zhuǎn)矩與打磨輪壓力關(guān)系示意圖。
具體實施方式
本實用新型凸輪軸數(shù)控打磨機床的工作過程如下:一種凸輪軸數(shù)控打磨機床，包括床身5，工作臺板6、磨削砂輪7、頭架機構(gòu)1、磨頭總成3、尾架系統(tǒng)14、轉(zhuǎn)動伺服電機8、縱向大滑臺2、軸向伺服電機9、柔性機構(gòu)4、進給伺服電機10、數(shù)控裝置11，床身5上設(shè)有工作臺板6，工作臺板6上設(shè)有上滑臺18，工作臺板6上設(shè)有T型槽使尾架系統(tǒng)14沿著凸輪軸16方向軸向移動，尾架系統(tǒng)14后端設(shè)有單作用氣缸15，凸輪軸16上下料時用，工作臺板6后方設(shè)有縱向大滑臺2，縱向大滑臺2由軸向伺服電機9驅(qū)動作軸向運動，縱向大滑臺2上設(shè)有柔性機構(gòu)4，頭架機構(gòu)I連接有轉(zhuǎn)動伺服電機8，柔性機構(gòu)4連接進給伺服電機10，柔性機構(gòu)4由進給伺服電機驅(qū)動滾珠絲桿，磨削砂輪7連接磨頭總成3，磨頭總成3使磨削砂輪7轉(zhuǎn)動，產(chǎn)生切削力，數(shù)控裝置11連接于床身5，縱向大滑臺2和柔性機構(gòu)4之間通過兩根拉簧17連接，磨削砂輪7與凸輪軸16接觸，再由上滑臺設(shè)有的二根彈簧17產(chǎn)生柔性，保證磨削砂輪7與凸輪軸16有機結(jié)合去掉凸輪軸表面毛刺，床身5下方設(shè)有腳踏開關(guān)13，工作臺板6與床身5的交界處設(shè)有用于數(shù)控系統(tǒng)11發(fā)動指令從而啟動整個機床完成循環(huán)加工過程的啟動開關(guān)12，加工時用來正常開啟和總停，磨削砂輪7設(shè)在柔性機構(gòu)4的左側(cè)。在本實用新中，磨削砂輪7為金剛石砂輪。工作原理:上一支凸輪軸16,加工完成后?？v向大滑臺2處于機床最右邊位置。柔性機構(gòu)4處于機床最后位置，這時人工踩下腳踏開關(guān)13，將加工好的凸輪軸16拿下來，換上沒有加工的另一支凸輪軸16。啟動開關(guān)12，啟動后:第I步:磨削砂輪7在磨頭總成3作用下開始旋轉(zhuǎn)，進給伺服電機10帶動柔性機構(gòu)4和磨削砂輪7接觸凸輪軸16，直至接受到壓力合適信號。第2步:軸向伺服電機9帶動縱向大滑臺2(連同上方的柔性機構(gòu)4和磨削砂輪7)由右向左移動。此時磨削砂輪7在凸輪軸16上完成第一個去毛刺加工過程。第3步:進給伺服電機10帶動整個柔性機構(gòu)4離開凸輪軸16，退回原點。轉(zhuǎn)動伺服電機8帶動安裝在頭架機構(gòu)I上的主軸轉(zhuǎn)動180°。開始第二面批峰毛刺的加工。第4步:進給伺服電機10帶動整個柔性機構(gòu)4接觸凸輪軸16,軸向伺服電機9帶動縱向大滑臺2 (連同上方的柔性機構(gòu)4和磨削砂輪7)由左向右移動，此時磨削砂輪7在凸輪軸16上完成第二面批峰去毛刺加工過程。第5步:完成第二面批峰去毛刺加工后，縱向大滑臺2停在原點(右邊)，整個柔性機構(gòu)4在進給伺服電機10帶動下退回原點(后邊)。磨削砂輪7在磨頭總成3作用下停止轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)動伺服電機8帶動頭架機構(gòu)I上的主軸轉(zhuǎn)到O點(第一面)。這時數(shù)控裝置上系統(tǒng)11全部回到零位，等待下一循環(huán)啟動。人工將加工好的凸輪軸16取下，裝上待加工的凸輪軸16，重復(fù)1-5步。在第I和第4步，為了保證凸輪軸上批峰毛刺即能打干凈，又能延長磨頭主軸和打磨輪使用壽命。本實用新型提出的技術(shù)方案為:采用柔性加工方法，保證凸輪軸能接受到足夠的壓力。減少導(dǎo)軌摩擦阻力，壓簧彈力隨時隨品種可調(diào)整。同時將進給伺服電機的控制模式設(shè)置為轉(zhuǎn)矩控制模式，設(shè)置一個轉(zhuǎn)矩限制值Tt，當實際轉(zhuǎn)矩Ta<Tt，電機正轉(zhuǎn)向前壓，當Ta> Tt時，電機反轉(zhuǎn)向后退壓，當Ta = Tt,電機停轉(zhuǎn)。同時發(fā)出壓力達限信號(即壓力合適信號)。使縱向大滑臺向左方向移動，正常加工至頭架處，除以上電氣控制外，機械方面靠柔性機構(gòu)來確保壓力相對恒定。這樣通過機械結(jié)構(gòu)與電氣控制的配合，解決了手工加工中存在的不一致性問題。進一步需要說明的問題是，需要保持的是加在凸輪軸上的壓力，而轉(zhuǎn)矩控制方式控制的是電機具有恒定的轉(zhuǎn)矩，為此必須說明進給電機的轉(zhuǎn)矩與凸輪軸受到打磨輪壓力是單調(diào)對應(yīng)關(guān)系。由于打磨輪與進給電機采用的是滾珠絲杠連接結(jié)構(gòu)，圖3所示，包括進給絲桿19、滾珠螺母20、驅(qū)動轉(zhuǎn)矩Tt21、軸向壓力Ea22，由相關(guān)資料王志民，張西忠，厲勇.滾珠絲杠傳動使用與發(fā)展[J].機電工程技術(shù)，2004，(9)可知圖3中驅(qū)動轉(zhuǎn)矩Te與軸向壓力Ea的關(guān)系為:
Γ Γ 2HTtEa=-
Ph式中:Ea——軸向壓力；H—傳動效率，與螺距和絲桿公稱直徑有關(guān)；Tt——電機驅(qū)動轉(zhuǎn)矩；Ph—螺距(導(dǎo)程)此式表明，在螺距和絲桿公稱直徑確定的情況下，驅(qū)動轉(zhuǎn)矩Te與軸向壓力Ea之間為正比關(guān)系，單調(diào)對應(yīng)，因此對壓力的控制就轉(zhuǎn)化為對轉(zhuǎn)矩的控制。本實用新型凸輪軸數(shù)控打磨機床由數(shù)控伺服系統(tǒng)控制，實現(xiàn)了多種凸輪軸連續(xù)、自動的完成每個凸輪 處毛坯表面的毛刺磨削加工，尤其是上下模具鄰邊緣中很多批峰毛刺通過柔性結(jié)構(gòu)與數(shù)控系統(tǒng)的有機結(jié)合，完成加工。改變了原來完全依賴人工完成的加工工序，實現(xiàn)了全自動、連續(xù)加工，在加工過程中保持了工藝參數(shù)的一致性，保證并提高了加工質(zhì)量，極大地提高了工作效率。
權(quán)利要求1.一種凸輪軸數(shù)控打磨機床，其特征在于:包括床身(5)，工作臺板(6)、磨削砂輪(7)、頭架機構(gòu)(I)、磨頭總成(3)、尾架系統(tǒng)(14)、轉(zhuǎn)動伺服電機(8)、縱向大滑臺(2)、軸向伺服電機(9)、柔性機構(gòu)(4)、進給伺服電機(10)、數(shù)控裝置(11)，所述的床身(5)上設(shè)有工作臺板(6)，所述的工作臺板(6)上設(shè)有上滑臺(18)，所述的工作臺板(6)上設(shè)有T型槽使尾架系統(tǒng)(14)沿著凸輪軸(16)方向軸向移動，尾架系統(tǒng)(14)后端設(shè)有單作用氣缸(15)，工作臺板(6)后方設(shè)有縱向大滑臺(2)，縱向大滑臺⑵由軸向伺服電機(9)驅(qū)動作軸向運動，縱向大滑臺(2)上設(shè)有柔性機構(gòu)(4)，所述的頭架機構(gòu)(I)連接有轉(zhuǎn)動伺服電機(8)，所述的柔性機構(gòu)⑷連接進給伺服電機(10)，所述的磨削砂輪(7)連接磨頭總成(3)，所述的數(shù)控裝置(11)連接于床身(5)。
2.如權(quán)利要求1所述的凸輪軸數(shù)控打磨機床，其特征在于:縱向大滑臺(2)和柔性機構(gòu)⑷之間通過兩根拉簧(17)連接。
3.如權(quán)利要求1所述的凸輪軸數(shù)控打磨機床，其特征在于:所述的床身(5)下方設(shè)有腳踏開關(guān)(13)。
4.如權(quán)利要求1所述的凸輪軸數(shù)控打磨機床，其特征在于:所述的工作臺板(6)與床身(5)的交界處設(shè)有用于數(shù)控系統(tǒng)(11)發(fā)動指令從而啟動整個機床完成循環(huán)加工過程的啟動開關(guān)(12) ο
5.如權(quán)利要求1所述的凸輪軸數(shù)控打磨機床，其特征在于:所述的磨削砂輪(7)設(shè)在柔性機構(gòu)⑷的左側(cè)。
專利摘要本實用新型公開了一種凸輪軸數(shù)控打磨機床，包括床身，工作臺板、磨削砂輪、頭架機構(gòu)、磨頭總成、尾架系統(tǒng)、轉(zhuǎn)動伺服電機、縱向大滑臺、軸向伺服電機、柔性機構(gòu)、進給伺服電機、數(shù)控裝置，所述的床身上設(shè)有工作臺板，所述的工作臺板上設(shè)有上滑臺，所述的工作臺板上設(shè)有T型槽使尾架系統(tǒng)沿著凸輪軸方向軸向移動，尾架系統(tǒng)后端設(shè)有單作用氣缸，工作臺板后方設(shè)有縱向大滑臺，縱向大滑臺由軸向伺服電機驅(qū)動作軸向運動，縱向大滑臺上設(shè)有柔性機構(gòu)，所述的頭架機構(gòu)連接有轉(zhuǎn)動伺服電機，所述的柔性機構(gòu)連接進給伺服電機，所述的磨削砂輪連接磨頭總成，數(shù)控裝置連接于床身。本實用新型實現(xiàn)了多種凸輪軸連續(xù)自動完成每個凸輪處毛坯表面的毛刺磨削加工。
文檔編號B24B19/12GK202985299SQ201220707338
公開日2013年6月12日 申請日期2012年12月19日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月19日
發(fā)明者顧毅, 顧德泉 申請人:南通德鑫數(shù)控機床有限公司