專利名稱：數(shù)控凸輪軸銑床的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種專用于加工發(fā)動(dòng)機(jī)凸輪軸的機(jī)床。
現(xiàn)有技術(shù)中，對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)凸輪軸凸輪廓形的粗加工方法大致有兩種一種是采用凸輪軸仿形車床車削加工，這種設(shè)備結(jié)構(gòu)復(fù)雜、效率低、能耗高、體積大、精度差，而且需經(jīng)常更換靠模，調(diào)整費(fèi)工費(fèi)時(shí)，工藝后。另一種是采用數(shù)控磨床進(jìn)行強(qiáng)力磨削，這種加工方法對(duì)工件的毛坯尺寸精度要求高，且設(shè)備價(jià)格昂貴，增加生產(chǎn)成本。
本發(fā)明的目的是提供一種依靠機(jī)床通用型數(shù)控系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)控控制，不需靠模，且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小、效率高，能進(jìn)行各種類型和形狀的凸輪軸凸輪廓形的粗加工或半精加工的數(shù)控凸輪軸銑床。
本發(fā)明在車床的基礎(chǔ)上，以車床床身為基礎(chǔ)件，仍保留床頭箱、尾架、拖板等三大部件，由三臺(tái)步進(jìn)電機(jī)分別驅(qū)動(dòng)主軸、拖板和刀架。凸輪廓形的成形運(yùn)動(dòng)由主軸(Z軸)與刀架(X軸)聯(lián)動(dòng)產(chǎn)生。軸上各個(gè)凸輪加工由大拖板(Y軸)縱向運(yùn)動(dòng)完成。由于凸輪軸的凸輪廓形是一條不規(guī)則的曲線，各種不同類型的發(fā)動(dòng)機(jī)的凸輪廓形均有不同的軌跡，而通用數(shù)控系統(tǒng)中無(wú)法實(shí)現(xiàn)其軌跡數(shù)字化連續(xù)控制。若開發(fā)出專用數(shù)控系統(tǒng)，卻有其很大的局限制由于各種凸輪形狀的差別，專用數(shù)控系統(tǒng)只對(duì)所設(shè)計(jì)的某一種凸輪軸有效，一臺(tái)設(shè)備僅僅固定加工一種凸輪軸零件，顯然實(shí)用價(jià)值不大。本發(fā)明采用通用型數(shù)控系統(tǒng)的斷續(xù)直線拆補(bǔ)控制法，根據(jù)凸輪升程軌跡，將其分成若干段曲線，每段曲線用阿基米德螺旋線近似代替，將這若干段螺旋線連接起來(lái)，就形成一條近似的凸輪理論升程曲線。
針對(duì)曲輪軸零件細(xì)而長(zhǎng)、剛形差、切削易產(chǎn)生顫振的特點(diǎn)，而本發(fā)明采用的端銑幾乎是在斷續(xù)切削下工作，傳動(dòng)鏈的間隙會(huì)直接影響切削的顫振，因此本發(fā)明床頭箱傳動(dòng)鏈?zhǔn)怯梢粚?duì)間隙可調(diào)的蝸輪副組成。為避開步進(jìn)電機(jī)的顫振區(qū)，機(jī)床傳動(dòng)系統(tǒng)采取了降速傳動(dòng)，在Z軸與X軸的傳動(dòng)鏈中增設(shè)了減速機(jī)構(gòu)。主軸、刀架、大拖板的傳動(dòng)比分別為iz＝1/40，ix＝2/15，iy＝3/5。為提高凸輪軸的加工剛性，在被加工凸輪軸的中部位置增設(shè)了工件液壓輔助支撐裝置。該裝置采用兩對(duì)或兩對(duì)以上液壓恒力可調(diào)支撐結(jié)構(gòu)，各支撐油缸活塞面積相同，油路相通，各活塞所受壓力相等，因此每個(gè)支撐點(diǎn)的力是均等且可調(diào)。
本發(fā)明自動(dòng)化程度高，不需靠模，調(diào)整方便，通用性強(qiáng)，與現(xiàn)有凸輪軸仿形車床比較，具有體積小、重量輕、耗能低、效率高、精度好、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、性能可靠等優(yōu)點(diǎn)。其技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)比較如下

圖1是本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是圖1的A-A剖視圖；圖3是本發(fā)明床頭箱蝸輪副結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是本發(fā)明工件裝夾及輔助支承液壓油路示意圖。
本發(fā)明由數(shù)控裝置14、床身1、床腳2、床頭箱3、大拖板6、中拖板5等構(gòu)成。銑頭4固定在中拖板5上，由一臺(tái)步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)作橫向(X軸)運(yùn)動(dòng)。中拖板5裝在大拖板6上，大拖板6由另一臺(tái)步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)作縱向(Y軸)運(yùn)動(dòng)，銑刀由交流電機(jī)驅(qū)動(dòng)繞自身軸線作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。床頭箱傳動(dòng)鏈由一對(duì)蝸輪副10、11構(gòu)成，當(dāng)蝸輪副稍有間隙時(shí)，只須調(diào)整支承套12的偏心即可。主軸由第三臺(tái)步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。大拖板6采用斜置結(jié)構(gòu)，這樣即可提高其剛性，又便于排屑，并在縱向增大導(dǎo)向長(zhǎng)度。導(dǎo)軌面經(jīng)貼塑處理，使運(yùn)動(dòng)更趨平穩(wěn)。中拖板在寬度、長(zhǎng)度上比一般車床大得多，從而增加了切削穩(wěn)定性。銑頭主軸直接由三角皮帶傳動(dòng)，以減小振動(dòng)和噪音。銑刀用莫氏4號(hào)錐柄直接裝在銑頭主軸的錐孔內(nèi)，并由拉竿拉牢。為減少凸輪軸9在加工時(shí)的彎曲變形，在被加工凸輪軸的中部位置設(shè)有多對(duì)液壓恒力可調(diào)支撐8。并通過(guò)液壓系統(tǒng)中的壓力繼電器，使各支承力調(diào)到凸輪軸受力后僅有微量變形為止。工件凸輪軸的裝夾是采用液壓自動(dòng)夾緊和松開的。當(dāng)需夾緊工件時(shí)，液壓換向電磁閥DT1得電，主軸夾頭13、尾架7的頂尖分別將工件9鎖緊和頂緊。當(dāng)液壓升高后，壓力繼電器YJ1使DT1失電，DT3得電，輔助支撐8動(dòng)作并將工件支緊。其支承力大小可由YJ2調(diào)節(jié)。壓力長(zhǎng)后，壓力繼電器YJ2使DT3失電，此時(shí)，工件夾緊支承完畢。當(dāng)需松開工件時(shí)，液壓換向電磁閥DT2、DT4同時(shí)得電，主軸夾頭、尾架頂尖，輔助支撐同時(shí)松開，而壓力繼電器YJ3的液壓不斷升高，當(dāng)液壓升到一定值時(shí)，YJ3使DT2、DT4失電，工件松開程序完畢。
權(quán)利要求
1.一種由數(shù)控裝置、床頭箱(3)、尾架(7)、拖板等構(gòu)成的數(shù)控凸輪軸銑床，其特征在于主軸、中拖板(5)、大拖板(6)分別用三臺(tái)步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)，銑頭(4)固定在中拖板(5)上，中拖板(5)裝在大拖板(6)上，床頭箱傳動(dòng)鏈采用一對(duì)間隙可調(diào)的蝸輪副(10、12)組成，在被加工工件的中部位置設(shè)有液壓輔助支撐裝置(8)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的銑床，其特征在于大拖板(6)采用斜置結(jié)構(gòu)，在縱向增大導(dǎo)向長(zhǎng)度，導(dǎo)軌面貼塑處理，銑頭主軸直接由三角皮帶傳動(dòng)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的銑床，其特征在于液壓輔助支撐裝置(8)采用兩對(duì)或兩對(duì)以上液壓恒力可調(diào)支撐結(jié)構(gòu)，各支撐油缸面積相等，油路相通。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的銑床，其特征在于主軸的傳動(dòng)比(iz)為1/40，刀架的傳動(dòng)比(ix)為2/15，大拖板的傳動(dòng)比(iy)為3/5。
全文摘要
一種由數(shù)控裝置、床身、床頭箱、拖板等構(gòu)成的數(shù)控凸輪軸銑床，由三臺(tái)步進(jìn)電機(jī)分別驅(qū)動(dòng)主軸、拖板和刀架。凸輪廓形的成型運(yùn)動(dòng)由主軸與刀架聯(lián)動(dòng)產(chǎn)生。床頭箱傳動(dòng)鏈由一對(duì)間隙可調(diào)的蝸輪副組成。在加工工件的中部設(shè)置了工件液壓輔助支撐裝置。本發(fā)明具有自動(dòng)化程度高、通用性強(qiáng)、調(diào)整方便、體積小、能耗低、加工效率高、精度好、不需靠模等特點(diǎn)，能完成多種凸輪軸凸輪廓形的粗加工或半精加工。
文檔編號(hào)B23C3/08GK1151922SQ9511937
公開日1997年6月18日 申請(qǐng)日期1995年12月12日 優(yōu)先權(quán)日1995年12月12日
發(fā)明者童爾清 申請(qǐng)人:江西機(jī)床廠