專利名稱：無級分度裝置及包括其的凸輪軸磨床的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及金屬加工設備領域，特別地，涉及一種無級分度裝置，包括伺服電機、安裝于兩軸承座之間的空心軸，固結在空心主軸上的凸輪樣板及活套在空心主軸頭部的分度撥盤。此外，本發(fā)明還涉及一種包括該無級分度裝置的凸輪軸磨床
背景技術：
凸輪軸是汽車發(fā)動機的關鍵零件之一，它的質量好壞、加工精度高低直接影響到發(fā)動機的排放、節(jié)能和使用壽命?，F(xiàn)有技術中，大部分凸輪生產企業(yè)仍然廣泛使用機械靠模凸輪軸磨床仿形磨削凸輪軸零件，凸輪軸的凸輪輪廓的精度直接受到凸輪軸樣板制造精度的影響，磨床的凸輪樣板與所加工產品的凸輪是一一對應的，也就是說，一個產品上有幾個凸輪，機床上就要有用反靠法加工幾個相同數(shù)量的樣板，在本行業(yè)中機械靠模凸輪軸磨床上一般采用固定式的分度頭，其撥盤與分度盤采用螺釘進行機械連接，這種方法使凸輪軸一次裝夾完成后，每加工一片凸輪軸，凸輪軸工件不能相對于靠模樣板轉動一個相位角度，一根凸輪軸工件上有幾片凸輪，機床靠模主軸上就要相應的加工幾個靠模樣板。同時，加工凸輪靠模樣板的加工難度大，效率低，樣板一致性差，加工后產品的型線一致性也差，很難保證各凸輪外表精度的一致性。為解決這個問題，中國發(fā)明專利號為200610031255. X，公開了一種用于凸輪軸磨床的自動分度裝置，該裝置包括空心軸，第一端面齒輪空套在空心軸上，該端面齒輪外周設有定位槽，第一端面齒輪一側設有進出定位槽的定位銷；第二端面齒輪安裝在空心軸上隨空心軸轉動并且可在空心軸上沿軸向滑動，其端面齒輪的齒面可與第一端面齒輪的齒面嚙合，在第二端面齒輪與空心軸之間設有驅動第二端面齒輪作軸向滑動的驅動裝置。分度時，定位銷插入第一端面齒的定位槽將其固定，通過驅動裝置驅動第二端面齒與第一端面齒分開，再通過控制系統(tǒng)的伺服電機轉動空心主軸到凸輪需要的角度，然后驅動裝置結合第一和第二端面齒，最后松開定位銷，完成凸輪的分度。該裝置較好的解決了上述技術問題，即采用一個靠模，就能加工凸輪軸上不同角度的相同凸輪。但是，由于該裝置采用齒輪進行分度定位，采用槽銷結構來鎖定，仍然存在如下不足(I)、齒輪分度定位結構復雜，而且齒輪加工精度要求高，制造困難，造價高。(2)端齒盤由48個等分端齒組成，故分度只能按等分角7. 5°的倍數(shù)來分，屬“有限分度”，分度有最小角度限制，無法實現(xiàn)任意角度的分度，影響分度精度。(3)分度撥盤采用槽銷式鎖定機構，由于受槽的數(shù)量限制，不能任意位置鎖定，鎖定速度慢，效率低，容易出錯。而且，槽銷式鎖定機構的固有間隙，還會造成鎖定位置誤差大的問題，直接影響主軸分度精度。

發(fā)明內容
本發(fā)明目的在于提供一種無級分度裝置，以解決現(xiàn)有技術中分度裝置存在的造價高、不能任意角度分度定位和鎖定、分度速度慢的技術問題。為實現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了一種無級分度裝置，包括伺服電機、安裝于兩軸承座之間的空心主軸，固結在空心主軸上的凸輪樣板及活套在空心主軸頭部的分度撥盤，其結構特點是，空心主軸的內孔中安裝有驅動空心主軸與分度撥盤結合或分開的拉漲緊定裝置；在空心主軸的尾部套裝有頂推拉漲緊定裝置的頂推油缸；分度撥盤外側還設有鎖定 分度撥盤的碟剎裝置。進一步地，空心主軸頭部的內孔處設有帶孔凸臺；空心主軸的頭部外周向均布有兩個以上與空心主軸的軸線相垂直的安裝孔。進一步地，拉漲緊定裝置包括收容于帶孔凸臺內的拉桿；拉桿的頭部設有倒錐形的錐形塞，尾部設有螺紋及旋合螺紋的螺母；彈性組件，套裝于拉桿與空心主軸之間，前端抵接于空心主軸的內孔帶孔凸臺的臺階，后端用調節(jié)螺母鎖緊調節(jié)；若干個結合子，滑動安裝于空心主軸的頭部周向均布的安裝孔中；結合子的頭部抵接至分度撥盤內壁面，尾部抵接至錐形塞的錐面。進一步地，彈性組件是蝶形彈簧、圓柱形彈簧或彈性橡膠圈；結合子是圓柱體或鋼球。進一步地，頂推油缸是單作用油缸，包括活塞及與所述活塞一體的活塞桿；活塞桿的端部抵接至拉桿的尾端；以及，安裝于頂推油缸進油口處的環(huán)形接頭。進一步地，分度撥盤還包括一圓形制動面。進一步地，碟剎裝置是單作用缸，包括碟剎油缸；以及連接于碟剎油缸的活塞桿頭部的制動閘。進一步地，分度撥盤還包括一圓形制動面，制動閘具有與分度撥盤的圓形制動面相對應的弧形摩擦面。進一步地，制動閘的弧形摩擦面由摩擦材料組成。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，還提供了一種凸輪軸磨床，其包括上述技術方案的無級分度裝置。本發(fā)明具有以下有益效果(I)、由于拉漲緊定裝置包括拉桿、彈性組件及結合子，無齒形連接，結構簡單、制造容易、造價低廉。(2)、由于拉漲緊定裝置的結合子通過剛性接觸的方式兩端分別抵接拉桿倒錐面和分度撥盤內壁面來離合空心主軸和分度撥盤，所需的動作行程極小，從而顯著提高分度速度。(3)、由于采用了無齒式離合連接，可以實現(xiàn)空心主軸任意角度分度，而且沒有最小角度限制，從而提高分度精度，滿足360°范圍內的所有夾角凸輪軸的加工，拓寬了設備加工范圍，提高了設備利用率。(4)、由于采用碟剎裝置，可在任意角度位置鎖定分度撥盤，實現(xiàn)無間隙鎖定，保證分度精度。除了上面所描述的目的、特征和優(yōu)點之外，本發(fā)明還有其它的目的、特征和優(yōu)點。下面將參照圖，對本發(fā)明作進一步詳細的說明。


構成本申請的一部分的附圖用來提供對本發(fā)明的進一步理解，本發(fā)明的示意性實施例及其說明用于解釋本發(fā)明，并不構成對本發(fā)明的不當限定。在附圖中圖I是本發(fā)明優(yōu)選實施例的凸輪軸磨床無級分度裝置的結構示意圖；符號說明同步帶一I、伺服電機一2、拉漲緊定裝置一3、頂推油缸一4、大帶輪一
5、后軸承座一6、空心主軸一 7、長鍵一8、凸輪樣板一9、前軸承座一 10、結合子一 11、分度撥盤一12、撥銷一13、頂針一14、制動閘一16、碟剎油缸一17、導輪一18、砂輪一19、工件一20、小帶輪一21、支撐套一31、拉桿一32、彈性組件一33、活套一34、調節(jié)螺母一35、維形塞一36、導向柱一37、細長桿體一38、環(huán)形接頭一41,活塞一42,油缸本體一43、回位彈黃一44、活塞桿一 45、凸臺一 71。
具體實施例方式以下結合附圖對本發(fā)明的實施例進行詳細說明，但是本發(fā)明可以由權利要求限定和覆蓋的多種不同方式實施。參見圖1，本發(fā)明優(yōu)選實施例的無級分度裝置，包括同步帶I、伺服電機2、拉漲緊定裝置3、頂推油缸4、大帶輪5、后軸承座6、空心主軸7、長鍵8、凸輪樣板9、前軸承座10、結合子11及分度撥盤12。空心主軸7的兩端分別安裝有前軸承座10和后軸承座6，在前、后軸承座10、6之間通過一根長鍵8固定安裝有若干不同線形的凸輪樣板9。在前軸承座10的一端，即在空心主軸7的頭部的內孔處設有帶孔凸臺71，在空心主軸7的頭部的外圓向均布有兩個以上與空心主軸7軸線相垂直的安裝孔，該安裝孔內滑動安裝有相應的圓柱形結合子11。本實施例采用兩個安裝孔和兩個結合子。分度撥盤12活動套裝在空心主軸的頭部且位于結合子11的上面，該分度撥盤12具有一個同心的圓柱形的制動面和固結在端側的一個撥銷13。在后軸承座6的一端，即在空心主軸7的尾部，鍵連接有一個同步大帶輪5。上述安裝在空心主軸7的安裝孔內的結合子11還可以采用其它形狀，比如采用鋼球作為結合子，也能達到同樣效果。拉漲緊定裝置3安裝于空心主軸7的內孔中。拉漲緊定裝置3由拉桿32、彈性組件33、支撐套31和活套34構成。優(yōu)選地，在本實施方式中，彈性組件33為碟形彈簧。其中，拉桿32的頭部加工有倒錐形的錐形塞36及連接錐形塞36的導向柱37，中部是一細長的桿體38，該細長桿體38從空心主軸7的頭部穿入，經(jīng)過帶孔凸臺71，其拉桿32上的導向柱37的圓柱面可在相應的空心主軸7的內孔中滑動配合，為拉桿32沿縱向的前、后移動起導向作用。在細長桿體38與空心主軸7的內孔之間先后活動套裝支撐套31，彈性組件33及活套34，由于空心主軸7的內孔設有突出內孔表面的帶孔凸臺71，支撐套31的端面抵接至該帶孔凸臺71側壁，安裝時通過拉桿32尾部加工的螺紋及旋合該螺紋的調節(jié)螺母35壓緊彈性組件33。顯然，這種結構通過調節(jié)螺母35的旋進和旋出能調整彈性組件33的壓縮程度，從而調整拉桿32的推力。拉桿32安裝時其頭部的倒錐形塞36位于空心主軸7的安裝孔的位置，前述安裝在空心主軸7的安裝孔內的圓柱形結合子11的頭部抵接至分度撥盤12的內壁面，尾部抵接至倒錐形的錐形塞36的錐面。本實施例彈性組件優(yōu)選采用蝶形彈簧，當然，在另外的實施例中也可以采用圓柱形彈簧或彈性橡膠圈。
在空心主軸7的尾部連接有頂推拉漲緊定裝置3的頂推油缸4。頂推油缸4是單作用油缸，包括設有進、出油道的旋轉接頭41，活塞42，活塞桿45、油缸本體43以及回位彈簧44。油缸本體43螺紋連接在空心主軸7的尾部，活塞桿45與活塞42加工成為一體，以簡化結構?；钊麠U45的端部抵接至拉桿32的尾端。位于分度撥盤12 —側還設有制動該分度撥盤12的碟剎裝置。碟剎裝置包括碟剎油缸17，以及連接于碟剎油缸17的活塞桿頭部的制動閘16。制動閘16具有與分度撥盤12的圓形制動面相應的弧形摩擦面。制動閘16的弧形摩擦面由公知的摩擦材料組成。此外，本發(fā)明還包括一種凸輪軸磨床，其包括前面描述的無級分度裝置。工作時，安裝法蘭式頂針14，裝夾凸輪軸工件20及撥銷13，啟動伺服電機2，連接在伺服電機2輸出軸上的小帶輪21通過同步皮帶I帶動大帶輪5轉動，同時帶動空心主軸7、連接其上的頂推油缸4、凸輪樣板9和分度撥盤12轉動，倒下?lián)u架(圖未示)，導輪18接觸凸輪樣板9，移近砂輪19開始仿形磨削由導輪18抵接的凸輪樣板9的線形。待這片凸輪加工完成后，在主軸需要分度時搖架擺起，凸輪樣板9脫離導輪18。碟剎油缸17動作，由制動閘16將分度撥盤12剎住。頂推油缸4動作，活塞桿45頂推拉桿32右移壓縮彈性組件33、錐形塞36向右移，撐漲于分度撥盤12內孔壁的結合子11失去壓力，空心主軸7與分度撥盤12松開，此時，伺服電機2通過同步帶I帶動空心主軸7按程序的指令轉動一個分度角(即凸輪樣板9相對于分度撥盤12或撥銷13或工件20，轉動一個分度角)。之后，頂推油缸4回油動作，在回位彈簧44和彈性組件33共同作用下活塞42向后(圖中左向)退回，在彈性組件33的作用下錐形塞36向后移，這時，錐形塞36給結合子11施加膨脹壓力緊緊的撐漲住分度撥盤12內孔壁(此時空心主軸7與撥盤12完成結合動作)；碟剎油缸17回油動作，制動閘16松開，分度撥盤12解除制動，此時便完成了分度程序。再將搖架向前倒下，使得凸輪樣板9與導輪18合攏，再開始按凸輪樣板9的形線和分度后的相位角來進行自動仿形磨削。每完成對一個凸輪磨削后，重復上述動作，直至磨完最后一個凸輪。為了在一個磨床上磨削不同線形的凸輪，以擴大加工范圍，提高設備利用率，在空心主軸上可以套裝若干不同線形的凸輪樣板9，當需要加工某一線形的凸輪時，只要將導輪18靠接在該凸輪樣板9即可。從前面的描述中可以看出，由于拉漲緊定裝置3包括拉桿32、彈性組件33及結合子11，無齒形連接，結構簡單、制造容易、造價低廉。由于拉漲緊定裝置3的結合子11通過剛性接觸的方式兩端分別抵接拉桿32倒錐面和分度撥盤12內壁面來離合空心主軸7和分度撥盤12，所需的動作行程極小，從而顯著提高分度速度。由于采用了無齒式離合連接，可以實現(xiàn)空心主軸任意角度分度，而且沒有最小角度限制，從而提高分度精度，滿足360°范圍內的所有夾角凸輪軸的加工，拓寬了設備加工范圍，提高了設備利用率。由于采用碟剎裝置，可在任意角度位置鎖定分度撥盤12，實現(xiàn)無間隙鎖定，保證分度精度。由此，本發(fā)明可廣泛應用于凸輪軸磨床。 以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對于本領域的技術人員來說，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內。
權利要求
1.一種無級分度裝置，其特征在于，包括伺服電機(2)、安裝于兩軸承座(6、10)之間的空心主軸(7)，固結在所述空心主軸(7)上的凸輪樣板(9)及活套在空心主軸(7)頭部的分度撥盤(12)，其中，所述空心主軸(7)的內孔中安裝有驅動所述空心主軸(7)與所述分度撥盤(12)接合或分開的拉漲緊定裝置(3)； 在所述空心主軸(7)的尾部套裝有頂推所述拉漲緊定裝置(3)的頂推油缸(4)； 所述分度撥盤(12)外側還設有鎖定所述分度撥盤(12)的碟剎裝置。
2.根據(jù)權利要求I所述的無級分度裝置，其特征在于，所述空心主軸(7)頭部的內孔處設有帶孔凸臺(71)；所述空心主軸(7)的頭部外周向均布有兩個以上與所述空心主軸(7)的軸線相垂直的安裝孔。
3.根據(jù)權利要求2所述的無級分度裝置，其特征在于，所述拉漲緊定裝置(3)包括 收容于所述帶孔凸臺(71)內的拉桿(32)；所述拉桿(32)的頭部設有倒錐形的錐形塞(36)，尾部設有螺紋及旋合所述螺紋的螺母(35)；彈性組件(33)，套裝于所述拉桿(32)與空心主軸(7)之間，前端抵接于所述空心主軸 (7)的內孔臺階部，后端用所述調節(jié)螺母(35)鎖緊調節(jié)；若干個結合子(11)，滑動安裝于所述空心主軸(7)的頭部周向均布的安裝孔中；所述結合子(11)的頭部抵接至所述分度撥盤(12)內壁面，尾部抵接至所述錐形塞(36)的錐面。
4.根據(jù)權利要求3所述的無級分度裝置，其特征在于，所述彈性組件(33)是蝶形彈簧、圓柱形彈簧或彈性橡膠圈；所述結合子(11)是圓柱體或鋼球。
5.根據(jù)權利要求I所述的無級分度裝置，其特征在于，所述頂推油缸(4)是單作用油缸，包括活塞(42)；與所述活塞(42) —體的活塞桿(45)，所述活塞桿(45)的端部抵接至所述拉桿(32)的尾端；以及安裝于所述頂推油缸(4)進油口處的環(huán)形接頭(41)。
6.根據(jù)權利要求I所述的無級分度裝置，其特征在于，所述分度撥盤(12)還包括一圓形制動面。
7.根據(jù)權利要求I所述的無級分度裝置，其特征在于，所述碟剎裝置是單作用缸，包括碟剎油缸(17);以及連接于所述碟剎油缸(17)的活塞桿頭部的制動閘(16)。
8.根據(jù)權利要求7所述的無級分度裝置，其特征在于，所述分度撥盤(12)還包括一圓形制動面，所述制動閘(16)具有與所述分度撥盤(12) 的圓形制動面相對應的弧形摩擦面。
9.根據(jù)權利要求8所述的無級分度裝置，其特征在于，所述制動閘(16)的弧形摩擦面由摩擦材料組成。
10.一種凸輪軸磨床，包括分度裝置，其特征在于，所述分度裝置為根據(jù)權利要求1-9中任一項所述的無級分度裝置。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種無級分度裝置及其凸輪軸磨床，包括伺服電機(2)、安裝于兩軸承座(6、10)之間的空心主軸(7)，固結在空心主軸(7)上的凸輪樣板(9)及活套在空心主軸(7)頭部的分度撥盤(12)；其結構特點是，空心主軸(7)的內孔中安裝有驅動空心主軸(7)與分度撥盤(12)接合或分開的拉漲緊定裝置；在空心主軸(7)的尾部套裝有頂推拉漲緊定裝置(3)的頂推油缸(4)；分度撥盤(12)外側還設有鎖定分度撥盤(12)的碟剎裝置。該無級分度裝置具有結構簡單、制造容易，能任意角度分度，分度速度快、精度高的特點。
文檔編號B24B19/12GK102615570SQ20121004972
公開日2012年8月1日 申請日期2012年2月29日 優(yōu)先權日2012年2月29日
發(fā)明者丁永福, 吳金武, 彭鋼平, 彭靜林, 徐滿生, 沈乃良, 粟濤, 羅磊, 黃陶一 申請人:湖南湖大瑞來機電有限公司