專利名稱：數(shù)控凸輪軸銑床的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型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互方法大致有兩種一種是采用凸輪軸仿形車床車削加互，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)互費(fèi)時(shí)，互藝落后。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。
本實(shí)用新型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廓形的粗加互或半精加互的數(shù)控凸輪軸銑床。
本實(shí)用新型在車床的基礎(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，具體由數(shù)控裝置，床身、床頭箱，尾架和拖板等構(gòu)成，用三臺(tái)步進(jìn)電機(jī)分別驅(qū)動(dòng)主軸，拖板和刀架。銑頭固定在中拖板上，中拖板裝在大拖板上。針對(duì)凸輪軸零件細(xì)而長(zhǎng)，剛形差，切削易產(chǎn)生顫振的特點(diǎn)，而本實(shí)用新型采用端銑幾乎是在斷續(xù)切削工作，傳動(dòng)鏈的間隙會(huì)直接影響切削的顫振，因此本實(shí)用新型床頭箱傳動(dòng)鏈?zhǔn)怯梢粚?duì)間隙可隙的蝸輪副組成。為提高凸輪軸的加工剛性，在被加互凸輪軸的中部位置增設(shè)了液壓輔助支撐裝置。凸輪廓形的成形運(yùn)動(dòng)由主軸(Z軸)和刀架(X軸)聯(lián)動(dòng)產(chǎn)生。軸上的多個(gè)凸輪加互由大拖板(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)，卻有其很大的局限性由于各種凸輪形狀的蓋別，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)機(jī)床僅僅固定加互一種凸輪軸零件，顯然實(shí)用價(jià)值不大。本實(shí)用新型采用的通用數(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，將這若干螺旋線連接起來，就形成一條近似的凸輪理論升程曲線。因而本實(shí)用新型自動(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是本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)示意圖，圖2是
圖1的A-A剖視圖，圖3是本實(shí)用新型床頭箱蝸輪副結(jié)構(gòu)示意圖，圖4是本實(shí)用新型工件裝夾及輔助支承液壓油路示意圖。
本實(shí)用新型由數(shù)控裝置14，床身1，床腳2、床頭箱3，大拖板6，中拖板5和尾架7 (見
圖1，圖2)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。從圖3可看出，蝸桿11與主軸成為一體，偏心支承座12固定在床頭箱中。蝸桿通過軸承與偏心支承座的內(nèi)側(cè)連接。當(dāng)蝸輪10與蝸桿11嚙合產(chǎn)生一定間隙時(shí)，轉(zhuǎn)動(dòng)偏心支承座，由于偏心支承座12相對(duì)其軸心線是偏心的，因而可改變蝸輪與蝸桿的中心距，以達(dá)到消除蝸輪付間隙的目的。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，有利于增加切削穩(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在加互時(shí)的彎曲變形，在被加互凸輪軸的中部位置設(shè)有液壓輔助支撐裝置，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，因而每個(gè)支撐點(diǎn)的力是均等且可調(diào)。通過液壓系統(tǒng)中的壓力繼電器，使各支承力調(diào)到凸輪受力后僅有微量變形為止?；ゼ馆嗇S的裝夾是采用液壓自動(dòng)夾緊和松開的。當(dāng)需夾緊互件時(shí)，液壓換向電磁閥1DT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1DT失電，3DT得電，輔助支撐3動(dòng)作并將互件支緊。其支承力大小可由YJ2調(diào)節(jié)。壓力增大后，壓力繼電器YJ2使3DT失電，此時(shí)，互件夾緊支承完畢。當(dāng)需松開互件時(shí)，液壓換向電磁閥2DT，4DT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2DT，4DT失電，將互件松開，程序完畢(見圖4)。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軸和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)比別為Iz＝1/40，Ix＝2/15，Iy＝3/5。
權(quán)利要求1.一種由數(shù)控裝置(14)，床身(1)，床頭箱(3)，尾架(7)，拖板構(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)鏈由一對(duì)間隙可調(diào)的蝸輪副(10、11)組成，在被加互凸輪軸的中部位置設(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，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。
專利摘要一種由數(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。銑頭固定在中拖板上,中拖板裝在大拖板上。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。本實(shí)用新型不需靠模便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)B23C3/00GK2282473SQ9522961
公開日1998年5月27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