專利名稱：數(shù)控凸輪軸仿形車床的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及凸輪軸加工機(jī)床，尤其是涉及數(shù)控凸輪軸仿形車床。
背景技術(shù)：
眾所周知，凸輪軸是發(fā)動(dòng)機(jī)的主要零部件之一。目前凸輪軸的加工方法一 般為粗車、粗磨、半精磨、熱處理和精磨等工序。而凸輪輪廓形的粗加工大都 采用筒易的機(jī)械靠模仿形、液壓靠模仿形和數(shù)控凸輪軸銑削等方法，這三種加
工方法存在下列主要問(wèn)題
一、 機(jī)械靠模仿形車削是最原始加工方法，其主要缺點(diǎn)是機(jī)床剛性差、整 體靠模制造復(fù)雜，工人勞動(dòng)強(qiáng)度大，效率低，工件變形大，廢品率高。
二、 液壓靠模仿形車削，雖然在機(jī)械靠模車削基礎(chǔ)上有大步改進(jìn)，但是這 兩種加工方法共同的缺點(diǎn) 一是加工不同規(guī)格的凸輪軸都應(yīng)配裝相應(yīng)的凸輪軸 整體靠模，該整體靠模制造復(fù)雜，加工成本高，不適用靈活多變的多品種，小 批量凸輪軸加工生產(chǎn)；二是受凸輪軸本身結(jié)構(gòu)決定，一4艮凸輪軸上都有多個(gè)單 片凸輪，且相互之間有極高相位角要求，均為細(xì)長(zhǎng)軸零件，在粗車仿形過(guò)程中 加工余量大且不均勻，粗車時(shí)產(chǎn)生的切削力使得凸輪軸產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)變形，從而使 單個(gè)凸輪的相位角發(fā)生變化。由于靠近卡盤夾緊端的剛性大于尾座頂尖支承一 端的剛性，所以從尾座至卡盤一端凸輪軸上的每單個(gè)凸輪相位角的變化不一樣， 尾座一端的變形量最大，卡盤一端的變形量最小，造成粗加工出來(lái)的凸輪軸單 個(gè)凸輪的相位角與圖紙不相符合，為了使凸輪軸在粗車時(shí)形成的相位角誤差能量較大，否則會(huì) 造成粗磨時(shí)凸輪單邊沒(méi)有粗磨余量而報(bào)廢。這樣既降低了生產(chǎn)效率，又造成人 力資源、動(dòng)力和妙-輪的損耗，同時(shí)增加了設(shè)備投資和生產(chǎn)車間的占地面積。
三、數(shù)控凸輪軸銑床雖然能克服相位角變化大的缺點(diǎn)，但是設(shè)備造價(jià)高， 刀具消耗非常高，加工時(shí)產(chǎn)生的噪音大，從而增加了產(chǎn)品加工制造成本。

實(shí)用新型內(nèi)容
針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)中凸輪軸加工存在的問(wèn)題，本實(shí)用新型提出了采用可調(diào) 整相位角，用單片凸輪靠模仿形進(jìn)行凸輪軸粗車加工，將加工余量控制得最小 而直接進(jìn)行半精磨加工，省略凸輪軸粗磨，實(shí)現(xiàn)一模多用，既適用多品種，小 批量加工，也適用大批量生產(chǎn)，既確保了加工質(zhì)量，又可大大降^f氐加工成本， 提高生產(chǎn)效率的數(shù)控凸輪軸仿形車床。
本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是所述數(shù)控凸輪軸仿形 車床包括床頭箱、床身，所述床頭箱上的主軸連接有卡盤，所述床身上設(shè)置有 導(dǎo)軌，在床身上分別設(shè)置有可在導(dǎo)軌上移動(dòng)的尾架體和移動(dòng)拖板，所述尾架體 上設(shè)置有與主軸同心的頂尖，所迷移動(dòng)拖板上設(shè)置有擺動(dòng)拖板，所迷擺動(dòng)拖板 上設(shè)置有凸輪靠模和刀架，所述擺動(dòng)拖板由凸輪靠模通過(guò)滾輪帶動(dòng)，所述凸輪 靠模由設(shè)置在擺動(dòng)拖板上的靠模輪伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)，所迷凸輪靠模的可變起始相 位角由主軸伺服電機(jī)和靠模輪祠服電機(jī)的起始點(diǎn)位置數(shù)字信號(hào)進(jìn)行控制。
本實(shí)用新型的工作原理是
1 、先按凸輪軸的理論數(shù)據(jù)輸入數(shù)控系統(tǒng)按粗車到粗磨的加工程序試切削凸 輪軸，檢測(cè)因受切削力影響各單片凸輪的相位角與圖紙要求相位角的偏差值；2、 將凸輪軸上每個(gè)凸輪相位角的偏差值進(jìn)行翁:據(jù)處理，在數(shù)控系統(tǒng)加工程 序中調(diào)整各凸輪加工起始點(diǎn)的數(shù)據(jù)，再進(jìn)行試加工和檢測(cè)相位角偏差值；
3、 返復(fù)多次進(jìn)4亍調(diào)整、試切，直到達(dá)到理想狀態(tài)，同時(shí)將磨削余量減至最 少，省略粗磨加工工序直接進(jìn)入半精磨，達(dá)到以車代替粗磨的功能；
本實(shí)用新型釆用數(shù)控系統(tǒng)控制，伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)，同步帶輪和精密滾珠絲桿 傳動(dòng)，單片機(jī)械凸輪靠模、液壓自動(dòng)裝夾，實(shí)現(xiàn)機(jī)、電、液一體化，自動(dòng)化程 度高。因此它具有下列優(yōu)點(diǎn)
1、 凸輪軸的夾緊定位采用液壓控制，工人勞動(dòng)強(qiáng)度低；
2、 不需要凸輪軸整軸靠模，只要制造一個(gè)單片凸輪靠模，節(jié)約了靠模制造 費(fèi)用，縮短了靠模制造周期；
3、 凸輪軸粗車加工質(zhì)量高，可替代粗磨直接進(jìn)行半精磨，省除了粗磨工序， 縮短了加工時(shí)間，提高了生產(chǎn)效率，降低勞動(dòng)力費(fèi)用、機(jī)械、動(dòng)力、砂輪等損 耗。節(jié)約了設(shè)^^投資和車間占地面積；
4、 設(shè)備調(diào)整方〗吏，數(shù)控系統(tǒng)有記憶功能，方便加工程序的存、取，這樣既 可適合多品種，小批量凸輪軸加工，也可適用大批量專業(yè)化生產(chǎn)。


圖l是本實(shí)用新型的主視結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2是本實(shí)用新型的俯視結(jié)構(gòu)示意圖，
圖3是圖1的A-A剖視結(jié)構(gòu)示意圖。 在圖中，1、主軸伺服電機(jī)2、變速箱體3、床頭箱 4、凸輪軸5、尾架體 6、靠模輪箱體7、靠模輪祠服電機(jī)8、縱向走刀伺服電機(jī)9、滾珠絲桿
510、移動(dòng)拖板 11、凸輪靠模 12、滾輪 13、擺動(dòng)拖板 14、刀架 15、凸 輪16、 粗車后凸輪17、導(dǎo)軌18、頂尖19、卡盤
具體實(shí)施方式
在圖1、圖2和圖3中，數(shù)控凸輪軸仿形車床包括床身、床頭箱3，尾架體 5,移動(dòng)拖板10、擺動(dòng)拖板13、主軸伺服電機(jī)1、變速箱體2、滾輪12、刀架 14、靠模輪箱體6、靠模輪伺服電機(jī)7和縱向走刀伺服電機(jī)8，床頭箱3上主軸 連接有卡盤19，尾架體5上設(shè)置有與主軸同軸心線且可在尾架體套筒內(nèi)移動(dòng)的 頂尖18，凸輪軸4 一端夾緊在卡盤上，另一端用頂尖通過(guò)液壓油缸頂緊，本實(shí) 施例中的凸輪軸上有八個(gè)凸輪15，通過(guò)縱向走刀伺服電機(jī)8帶動(dòng)滾珠絲桿9旋 轉(zhuǎn)，從而帶動(dòng)移動(dòng)拖板10沿床身導(dǎo)軌17縱向來(lái)回運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)八個(gè)凸輪的切削 工作。刀架14、滾輪12和靠模輪伺服電機(jī)7固定安裝在擺動(dòng)拖板13上，擺動(dòng) 拖板活動(dòng)設(shè)置在移動(dòng)拖板上，車刀通過(guò)壓緊螺釘固定在刀架上，在靠模輪伺服 電機(jī)7的驅(qū)動(dòng)下通過(guò)一對(duì)同步帶輪和靠模輪箱體6帶動(dòng)凸輪靠模11旋轉(zhuǎn)，滾輪 在拉緊彈簧的作用下始終緊貼凸輪靠模11,擺動(dòng)拖板由凸輪靠模通過(guò)滾輪12帶 動(dòng)可在移動(dòng)拖板上擺動(dòng)，從而使刀架往復(fù)運(yùn)動(dòng)，安裝在卡盤和頂尖之間的凸輪 軸上的凸輪15在主軸伺服電機(jī)1驅(qū)動(dòng)下通過(guò)兩對(duì)同步帶輪和變速箱體2，與凸 輪靠模11做同步主切削旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，在上述三種運(yùn)動(dòng)的同時(shí)作用下最終加工出凸 輪廓形，當(dāng)加工完單個(gè)粗車后凸輪16之后，通過(guò)電腦改變主軸伺服電機(jī)和靠模 輪伺服電機(jī)的起始位置，重復(fù)上述加工，即可完成另一單個(gè)凸輪的廓形，但凸 輪靠模起始相位角發(fā)生了變化，其相位角變化值也可根據(jù)需要隨意調(diào)整。另外 只要更換相應(yīng)的凸輪靠模和調(diào)整相應(yīng)的加工程序就可加工不同型號(hào)的凸輪軸。
權(quán)利要求1、數(shù)控凸輪軸仿形車床，它包括床頭箱(3)、床身，所述床頭箱上的主軸連接有卡盤(19)，所述床身上設(shè)有導(dǎo)軌(17)，在床身上分別設(shè)置有可在導(dǎo)軌上移動(dòng)的尾架體(5)和移動(dòng)拖板(10)，所述尾架體上設(shè)置有與主軸同心的頂尖(18)，其特征是所述移動(dòng)拖板上設(shè)置有擺動(dòng)拖板(13)，所述擺動(dòng)拖板上設(shè)置有凸輪靠模(11)和刀架(14)，所述擺動(dòng)拖板由凸輪靠模通過(guò)滾輪(12)帶動(dòng)，所述凸輪靠模由設(shè)置在擺動(dòng)拖板上的靠模輪伺服電機(jī)(7)驅(qū)動(dòng)，所述凸輪靠模(11)的可變起始相位角由主軸伺服電機(jī)(1)和靠模輪伺服電機(jī)(7)的起始點(diǎn)位置數(shù)字信號(hào)進(jìn)行控制。
專利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了數(shù)控凸輪軸仿形車床，它包括床頭箱(3)、床身，所述床頭箱上的主軸連接有卡盤(19)，所述床身上設(shè)有導(dǎo)軌(17)，在床身上分別設(shè)置有可在導(dǎo)軌上移動(dòng)的尾架體(5)和移動(dòng)拖板(10)，尾架體上設(shè)置有與主軸同心的頂尖(18)，移動(dòng)拖板上設(shè)置有擺動(dòng)拖板(13)，擺動(dòng)拖板上設(shè)置有凸輪靠模(11)和刀架(14)，所述擺動(dòng)拖板由凸輪靠模通過(guò)滾輪(12)帶動(dòng)，所述凸輪靠模由設(shè)置在擺動(dòng)拖板上的靠模輪伺服電機(jī)(7)驅(qū)動(dòng)，所述凸輪靠模(11)的可變起始相位角由主軸伺服電機(jī)(1)和靠模輪伺服電機(jī)(7)的起始點(diǎn)位置數(shù)字信號(hào)進(jìn)行控制。本實(shí)用新型可實(shí)現(xiàn)機(jī)、電、液一體化，提高了生產(chǎn)效率，降低了加工成本和勞動(dòng)強(qiáng)度、節(jié)約了投資和車間面積，提高了凸輪軸加工質(zhì)量，既可適合多品種，小批量凸輪軸加工，也可適用大批量專業(yè)化生產(chǎn)。
文檔編號(hào)B23B5/00GK201308999SQ20082019940
公開(kāi)日2009年9月16日 申請(qǐng)日期2008年12月5日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月5日
發(fā)明者彭小明, 童爾清, 胡益萍, 平 黃 申請(qǐng)人:萍鄉(xiāng)科宏機(jī)電制造有限公司;寧波圣龍汽車零部件有限公司