專利名稱：內(nèi)燃機(jī)凸輪表面電化學(xué)研磨加工方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種內(nèi)燃機(jī)凸輪表面的光整加工技術(shù)，具體說是由電化學(xué)作用與砂帶研磨作用復(fù)合在一起，對(duì)內(nèi)燃機(jī)凸輪表面進(jìn)行光整加工，主要用于內(nèi)燃機(jī)凸輪表面的最后一道精加工工序。
背景技術(shù)：
凸輪軸是柴油機(jī)的關(guān)鍵零部件之一，它控制著柴油機(jī)的進(jìn)氣、供油和排氣過程，凸輪軸的工作可靠性直接關(guān)系到柴油機(jī)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)和機(jī)車的安全運(yùn)行。國內(nèi)的凸輪生產(chǎn)絕大多數(shù)都采用“銑外型一粗磨一熱處理一精磨”的工藝進(jìn)行凸輪加工。由于凸輪曲線是由幾種簡單或復(fù)雜的曲線連接構(gòu)成，凸輪輪廓線并不規(guī)則，從而導(dǎo)致速度、加速度“突跳”劇烈， 并且被磨削點(diǎn)的瞬時(shí)速度，砂輪與工件的接觸弧長以及磨削點(diǎn)相對(duì)于凸輪中心的極坐標(biāo)位置均隨凸輪曲線的形狀變化，使得磨削力、砂輪和工件系統(tǒng)的彈性變形、磨削熱量等也不斷發(fā)生變化，這樣很容易造成凸輪磨削的缺陷一磨削裂紋和燒傷。使用帶靠模的凸輪磨床進(jìn)行精磨容易產(chǎn)生磨削缺陷，使用進(jìn)口數(shù)控凸輪磨床則不易產(chǎn)生磨削缺陷，但是進(jìn)口數(shù)控凸輪磨床價(jià)格昂貴，接近人民幣上千萬。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明第一目的在于提供可提高凸輪表面精度的內(nèi)燃機(jī)凸輪軸的凸輪表面電化學(xué)復(fù)合砂帶研磨方法。本發(fā)明將凸輪接恒流的直流電源正極，電極接恒流的直流電源負(fù)極，兩極之間通以中性電解液，施電后在凸輪表面生成一層阻礙凸輪表面金屬被直流電流溶解的鈍化膜， 以砂帶研磨去除凸輪表面微觀高點(diǎn)的鈍化膜，露出微觀高點(diǎn)的金屬，從而被直流電流溶解并繼續(xù)生成鈍化膜；凸輪表面上微觀低點(diǎn)的鈍化膜由于不能被砂帶研去，繼續(xù)存在于微觀低點(diǎn)，并保護(hù)著微觀低點(diǎn)不被直流電流溶解；如此反復(fù)的鈍化一活化過程，就使得凸輪表面被光整加工至鏡面。本發(fā)明可以使凸輪表面粗磨后經(jīng)過本技術(shù)的光整加工，可以使凸輪表面粗糙度一步降低至RaO. 10 μ m,并且能夠保持凸輪的精度。本發(fā)明另一目的是提供以上方法的裝置。該裝置由凸輪軸旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)、電極運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)和砂帶研磨運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)組成，所述電極運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)和砂帶研磨運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)分別設(shè)置在凸輪軸旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)的兩個(gè)外側(cè)；凸輪軸旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)設(shè)有可使凸輪軸上的凸輪能夠勻速轉(zhuǎn)動(dòng)的第一伺服電機(jī)；電極運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)由電極和第二伺服電機(jī)組成，電極固定連接在所述第二伺服電機(jī)上，電極設(shè)置在凸輪的一個(gè)外側(cè)，并與凸輪保持恒定間隙；砂帶研磨運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)由第三伺服電機(jī)、主動(dòng)輪、接觸輪和砂帶組成，在接觸輪和主動(dòng)輪外傳動(dòng)式連接砂帶，第三伺服電機(jī)與主動(dòng)輪的輪軸固定連接，接觸輪設(shè)置在凸輪的另一個(gè)外側(cè)，并以恒定壓力壓在凸輪表面；凸輪接恒流的直流電源的正極，電極接所述恒流的直流電源的負(fù)極，在所述恒流的直流電源的兩極之間設(shè)置中性電解液。
本發(fā)明凸輪軸旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)由伺服電機(jī)帶動(dòng)，使凸輪軸能夠勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，從而使凸輪軸上的凸輪轉(zhuǎn)動(dòng)；電極運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)由伺服電機(jī)帶動(dòng)，使電極隨凸輪的轉(zhuǎn)動(dòng)而前后運(yùn)動(dòng)，并與凸輪保持恒定間隙；砂帶運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)由伺服電機(jī)帶動(dòng)，使砂帶隨凸輪的轉(zhuǎn)動(dòng)而前后運(yùn)動(dòng)，并以恒定壓力壓在凸輪表面。本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)
1、可直接將凸輪表面粗磨后表面一步光整加工至Rao.10 μ m以下，實(shí)現(xiàn)鏡面加工；
2、與加工達(dá)到同一粗糙度等級(jí)的磨削加工相比，生產(chǎn)率可提高3-5倍以上，光整加工效率很高；
3、在光整加工過程中，不產(chǎn)生磨削力和磨削熱，因此表面層無金相組織變化，無加工硬化，不改變表面層應(yīng)力情況，光整加工后的表面層質(zhì)量好；
4、由于砂帶主要去除金屬表面的鈍化膜，因此砂帶損耗較普通砂帶磨削小得多；
5、本發(fā)明工藝裝備簡單，操作、維修方便。


圖1為本發(fā)明的一種結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式如圖1所示，整個(gè)內(nèi)燃機(jī)凸輪表面電化學(xué)復(fù)合砂帶研磨光整加工設(shè)備由凸輪軸旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)、電極運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)和砂帶運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)組成。凸輪軸1由伺服電機(jī)帶動(dòng)進(jìn)行勻速旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速為120r/min，并且凸輪軸接恒流的直流電源的正極。電極2放在數(shù)控工作臺(tái)3上，由伺服電機(jī)帶動(dòng)數(shù)控工作臺(tái)3前后移動(dòng)，從而帶動(dòng)電極2前后移動(dòng)，并與凸輪保持恒定間隙，該間隙值為5mm，電極接恒流的直流電源的負(fù)極。在凸輪1和電極2之間通以中性電解液4，并在凸輪1和電極2之間施加恒定的直流電壓16V。砂帶5由主動(dòng)輪6帶動(dòng)，通過接觸輪7以恒定壓力壓在凸輪1表面上，該壓力值為 30N，砂帶研磨速度為30m/min ；砂帶研磨裝置同樣由伺服電機(jī)帶動(dòng)進(jìn)行前后運(yùn)動(dòng)，以保持恒定壓力。當(dāng)直流電源通電時(shí)，會(huì)在凸輪表面生成一層鈍化膜，這層鈍化膜有阻礙凸輪表面金屬被直流電流進(jìn)一步溶解的作用；當(dāng)凸輪表面上微觀高點(diǎn)的鈍化膜被砂帶研去的時(shí)候， 就會(huì)露出新鮮的金屬表面，從而被直流電流溶解，并繼續(xù)生成鈍化膜；凸輪表面上微觀低點(diǎn)的鈍化膜由于不能被砂帶研去，繼續(xù)存在于微觀低點(diǎn)，并保護(hù)著微觀低點(diǎn)不被直流電流溶解；如此反復(fù)的鈍化一活化過程，就使得凸輪表面被光整加工。
權(quán)利要求
1.內(nèi)燃機(jī)凸輪表面電化學(xué)研磨加工方法，其特征在于將凸輪接恒流的直流電源正極，電極接恒流的直流電源負(fù)極，兩極之間通以中性電解液，施電后在凸輪表面生成一層阻礙凸輪表面金屬被直流電流溶解的鈍化膜，以砂帶研磨去除凸輪表面微觀高點(diǎn)的鈍化膜， 露出微觀高點(diǎn)的金屬，從而被直流電流溶解并繼續(xù)生成鈍化膜；凸輪表面上微觀低點(diǎn)的鈍化膜由于不能被砂帶研去，繼續(xù)存在于微觀低點(diǎn)，并保護(hù)著微觀低點(diǎn)不被直流電流溶解；如此反復(fù)的鈍化一活化過程，就使得凸輪表面被光整加工至鏡面。
2.如權(quán)利要求1所述方法的一種內(nèi)燃機(jī)凸輪表面電化學(xué)研磨加工裝置，其特征在于該裝置由凸輪軸旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)、電極運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)和砂帶研磨運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)組成，所述電極運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)和砂帶研磨運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)分別設(shè)置在凸輪軸旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)的兩個(gè)外側(cè)；凸輪軸旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)設(shè)有可使凸輪軸上的凸輪能夠勻速轉(zhuǎn)動(dòng)的第一伺服電機(jī)；電極運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)由電極和第二伺服電機(jī)組成，電極固定連接在所述第二伺服電機(jī)上，電極設(shè)置在凸輪的一個(gè)外側(cè)，并與凸輪保持恒定間隙；砂帶研磨運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)由第三伺服電機(jī)、主動(dòng)輪、接觸輪和砂帶組成，在接觸輪和主動(dòng)輪外傳動(dòng)式連接砂帶，第三伺服電機(jī)與主動(dòng)輪的輪軸固定連接，接觸輪設(shè)置在凸輪的另一個(gè)外側(cè)，并以恒定壓力壓在凸輪表面；凸輪接恒流的直流電源的正極，電極接所述恒流的直流電源的負(fù)極，在所述恒流的直流電源的兩極之間設(shè)置中性電解液。
全文摘要
內(nèi)燃機(jī)凸輪表面電化學(xué)研磨加工方法及裝置，涉及一種內(nèi)燃機(jī)凸輪表面的光整加工技術(shù)，將凸輪接恒流的直流電源正極，電極接恒流的直流電源負(fù)極，兩極之間通以中性電解液，施電后在凸輪表面生成一層阻礙凸輪表面金屬被直流電流溶解的鈍化膜，以砂帶研磨去除凸輪表面微觀高點(diǎn)的鈍化膜，露出微觀高點(diǎn)的金屬，從而被直流電流溶解并繼續(xù)生成鈍化膜；凸輪表面上微觀低點(diǎn)的鈍化膜由于不能被砂帶研去，繼續(xù)存在于微觀低點(diǎn)，并保護(hù)著微觀低點(diǎn)不被直流電流溶解；如此反復(fù)的鈍化—活化過程，就使得凸輪表面被光整加工至鏡面。本發(fā)明可以使凸輪表面粗磨后經(jīng)過本技術(shù)的光整加工，可以使凸輪表面粗糙度一步降低至Ra0.10μm，并且能夠保持凸輪的精度。
文檔編號(hào)B24B37/02GK102463524SQ201010547888
公開日2012年5月23日 申請(qǐng)日期2010年11月18日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月18日
發(fā)明者王輝 申請(qǐng)人:常州天山重工機(jī)械有限公司