專利名稱：數(shù)控凸輪軸磨床的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及數(shù)控磨床領(lǐng)域，特別地，涉及數(shù)控凸輪軸磨床。
背景技術(shù)：
凸輪軸是汽車發(fā)動機(jī)和其它內(nèi)燃機(jī)的重要零件，其加工質(zhì)量直接影響汽車的質(zhì)量。目前國內(nèi)許多廠家仍普遍采用普通砂輪磨削加工凸輪軸，此種凸輪軸磨削加工方法很難滿足現(xiàn)代汽車工業(yè)零件加工高精度、高效率、高柔性和工序集中的要求。數(shù)控立方氮化硼(CBN)凸輪軸磨床具有高精度、高效率、高柔性、工序集中等特點(diǎn)，已逐步在現(xiàn)代汽車工業(yè)中得到應(yīng)用。由于數(shù)控成形方式的不同，數(shù)控凸輪軸磨床有兩種形式。一種是極坐標(biāo)式:即工件轉(zhuǎn)動、砂輪架進(jìn)給以形成凸輪輪廓。這種方式控制算法比搖架式簡單些，容易提高加工精度，但生產(chǎn)率較低。另一種是搖架式:即工件轉(zhuǎn)動、搖架擺動以形成凸輪輪廓。因搖架慣量比砂輪慣量小，故該方式生產(chǎn)率較高，但技術(shù)比較復(fù)雜。因數(shù)控凸輪軸磨床技術(shù)含量高，目前僅有少數(shù)幾個(gè)國家能夠掌握這項(xiàng)技術(shù)，故機(jī)床售價(jià)昂貴，一臺售價(jià)高達(dá)80萬美元，國內(nèi)企業(yè)一般無法承受。因此，有必要研制出我國自己的高速高效數(shù)控凸輪軸磨床?，F(xiàn)有數(shù)控凸輪軸磨床床身的筋板格局不合理，床身導(dǎo)軌和砂輪架導(dǎo)軌之間的跨距不合理，整體剛性不足，導(dǎo)致高速磨削時(shí)震動較大，直接影響工件加工的精度，使所磨削的工件易產(chǎn)生波紋斜紋；采用蝸輪蝸桿傳動樣板主軸，傳動效率較低。因此，現(xiàn)有的凸輪軸磨床只能采取低速運(yùn)行，砂輪線速度為35-60米/秒，磨削效率低，降低工件的生產(chǎn)效率。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型目的在于`提供數(shù)控凸輪軸磨床，以解決磨床磨削效率低的技術(shù)問題。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型提供了數(shù)控凸輪軸磨床，包括機(jī)床、電主軸，所述電主軸為外置平面節(jié)流動靜壓軸承電主軸，其外箱箱體采用封閉腔結(jié)構(gòu)；在油缸與搖架間設(shè)置彈簧，所述彈簧上端連接油缸活塞，下端連接搖架；所述機(jī)床的筋板向砂輪架移動方向加寬1/5-1/6，使其寬度為950-1030mm，筋板的方向與底邊平行或垂直；將導(dǎo)軌到絲桿的距離與總跨柜之比設(shè)定為0.3 - 0.33，所述導(dǎo)軌為機(jī)床床身及墊板的導(dǎo)軌。優(yōu)選的，上述數(shù)控凸輪軸磨床包括金剛滾輪砂輪修整器，在所述砂輪修整器工作表面鑲嵌若干粒度為35/40的金剛石。優(yōu)選的，上述數(shù)控凸輪軸磨床主軸采用Φ IOOmm的氮化鋼主軸。優(yōu)選的，上述數(shù)控凸輪軸磨床軸承采用的節(jié)流器為外置平面間隙節(jié)流器。優(yōu)選的，上述數(shù)控凸輪軸磨床的導(dǎo)軌為V-平導(dǎo)軌。優(yōu)選的，上述數(shù)控凸輪軸磨床的導(dǎo)軌承載部件的重心位置與絲桿位置靠近或重人
口 O優(yōu)選的，上述數(shù)控凸輪軸磨床的彈簧上端還設(shè)置有調(diào)節(jié)座，所述調(diào)節(jié)座上的螺桿限制油缸行程。本實(shí)用新型具有以下有益效果:1、提高砂輪線速度:將帶動砂輪的主軸設(shè)置為液體動靜壓軸承，使得主軸在工作時(shí)，完全沉浸在壓力油中，將摩擦力減至最??；砂輪主軸軸承剛度可達(dá)150公斤/微米；使用高速CBN砂輪時(shí)，最高砂輪線速度可達(dá)100米/秒，為普通磨床砂輪線速度的2-3倍；生產(chǎn)效率與普通磨床相比，可提高5-10倍；2、提高粗磨效率:在粗磨階段砂輪進(jìn)給量大時(shí)，油缸拉伸彈簧使靠模貼緊導(dǎo)輪減少讓刀量，使單次磨削量加大；3、加強(qiáng)機(jī)床強(qiáng)度:通過加寬機(jī)床筋板，并去除斜筋板，使床身重力不再傾向X軸部分，而向床身整體的幾何中心靠近，提高平穩(wěn)性；加寬導(dǎo)軌到絲桿的距離與總跨柜之比，使工作臺和砂輪架在高速磨削時(shí)移動平穩(wěn)，從而保證了絲桿的進(jìn)給精度。除了上面所描述的目的、特征和優(yōu)點(diǎn)之外，本實(shí)用新型還有其它的目的、特征和優(yōu)點(diǎn)。下面將參照圖，對本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。

構(gòu)成本申請的一部分的附圖用來提供對本實(shí)用新型的進(jìn)一步理解，本實(shí)用新型的示意性實(shí)施例及其說 明用于解釋本實(shí)用新型，并不構(gòu)成對本實(shí)用新型的不當(dāng)限定。在附圖中:圖1是本實(shí)用新型優(yōu)選實(shí)施例的加載彈簧的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本實(shí)用新型優(yōu)選實(shí)施例的主軸箱體形狀示意圖，Ca)為改進(jìn)前結(jié)構(gòu)，(b)為改進(jìn)后結(jié)構(gòu)；圖3是本實(shí)用新型優(yōu)選實(shí)施例的磨床筋板布局示意圖，Ca)為改進(jìn)前結(jié)構(gòu)，(b)為改進(jìn)后結(jié)構(gòu)；圖4是本實(shí)用新型優(yōu)選實(shí)施例的主軸軸承結(jié)構(gòu)示意圖；圖5是本實(shí)用新型優(yōu)選實(shí)施例的機(jī)床整體結(jié)構(gòu)示意圖；圖6是本實(shí)用新型優(yōu)選實(shí)施例的床身跨柜距離調(diào)整示意圖，Ca)為改進(jìn)前結(jié)構(gòu)，(b)為改進(jìn)后結(jié)構(gòu)；其中，1、機(jī)床，2、主軸，3、主軸前軸承，4、主軸后軸承，5、油缸，6、搖架，7、彈簧，8、活塞，9、筋板，10、螺桿，11、調(diào)節(jié)座，12、砂輪，13、前軸承端蓋，14、箱體，15、電機(jī)轉(zhuǎn)子，16、工作臺，17、頭架，18、尾架。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對本實(shí)用新型的實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)說明，但是本實(shí)用新型可以根據(jù)權(quán)利要求限定和覆蓋的多種不同方式實(shí)施。參見圖1至圖5，數(shù)控凸輪軸磨床，包括機(jī)床1、電主軸2，所述電主軸為外置平面節(jié)流動靜壓軸承電主軸，其外箱箱體采用封閉腔結(jié)構(gòu)，不留油管安裝窗口，增強(qiáng)其整體性。在使用高速CBN砂輪時(shí)，砂輪主軸可采用Φ IOOmm的高剛度、高強(qiáng)度氮化鋼主軸，軸承采用外置平面間隙節(jié)流，動靜壓油腔結(jié)構(gòu)使得砂輪主軸軸承剛度可達(dá)150公斤/微米。其主軸軸承包括主軸前軸承3和主軸后軸承4，主軸前軸承3和主軸后軸承4以過盈配合通過壓力機(jī)擠壓進(jìn)箱體14的前后軸承孔，根據(jù)前軸承內(nèi)孔和后軸承內(nèi)孔的實(shí)際尺寸配磨主軸2的軸頸處尺寸，保證一定間隙使其達(dá)到最佳靜壓效果。在將主軸2裝入軸承前需要先將電機(jī)轉(zhuǎn)子15裝入主軸2并做好動平衡試驗(yàn)，電機(jī)轉(zhuǎn)子15與主軸錐度配合，并在主軸尾端用圓螺母鎖緊。電機(jī)15直聯(lián)主軸2并通過連接法蘭固定在箱體14上，前軸承端蓋13和調(diào)整環(huán)配磨尺寸使軸的軸向間隙保證在一定值內(nèi)，主軸2潤滑油直接從前后節(jié)流塊進(jìn)入在箱體14頂部節(jié)流，節(jié)流后進(jìn)入前后軸承環(huán)形油槽，最后到達(dá)各個(gè)靜壓區(qū)和軸向油孔，使得軸承內(nèi)油腔充滿壓力油。接好進(jìn)油和回油油路后，啟動靜壓系統(tǒng)，待主軸2懸浮起，調(diào)節(jié)變頻器使電機(jī)轉(zhuǎn)速或切削工具達(dá)到所需數(shù)值。在油缸5與搖架6間設(shè)置彈簧7，所述彈簧7上端連接油缸活塞8，下端連接搖架6。在粗磨時(shí)活塞8上升拉動彈簧7，彈簧7則可拉動搖架6。優(yōu)選地，所述彈簧7上端還設(shè)置有調(diào)節(jié)座11，所述調(diào)節(jié)座11上的螺桿10可限制油缸5的行程。通過轉(zhuǎn)動調(diào)節(jié)座11則可調(diào)節(jié)彈簧7的預(yù)拉緊度，從而達(dá)到需要的強(qiáng)度和力度。參見圖5，從俯視角度，機(jī)床可為T字形，凸輪和金剛滾輪設(shè)置在工作臺16上，位于頭架17和尾架18之間；所述主軸2可設(shè)置在T字交叉處，砂輪架位于主軸一端。所述機(jī)床的筋板9向砂輪架12移動方向加寬1/5-1/6，使其寬度為950-1030mm，筋板9的方向與底邊平行或垂直；優(yōu)化重力分配，增加整體強(qiáng)度，減少高速磨削時(shí)產(chǎn)生的振動。以圖3所示方向?yàn)閆軸方向，改進(jìn)后的X軸(砂輪架移動方向)部分較改進(jìn)前加寬后并且去掉斜筋板，可減少來自Z軸的振動傳遞；改進(jìn)前由于有斜筋板存在加大了 X軸部分的重量，改進(jìn)后由于向圖示左邊加寬，使重力重新分配，從而使床身重力不再傾向X軸部分，而向床身整體的幾何中·心靠近，如此機(jī)床的平穩(wěn)性得到顯著提高。參見圖6，將導(dǎo)軌到絲桿的距離與總跨柜之比加寬至0.3 - 0.33，所述導(dǎo)軌為機(jī)床床身及墊板的導(dǎo)軌，可為V-平導(dǎo)軌。通過加寬V-平導(dǎo)軌的跨距，使V-平導(dǎo)軌到絲桿的距離與總跨距之比接近1/3，保證導(dǎo)軌承載部件的重心位置與絲桿位置靠近或重合，如此可使工作臺和砂輪架在高速磨削時(shí)移動平穩(wěn)，從而保證絲桿的進(jìn)給精度。優(yōu)選的，本數(shù)控凸輪軸磨床還包括金剛滾輪砂輪修整器，在所述砂輪修整器工作表面可鑲嵌若干粒度為35/40的金剛石。由于砂輪修整器本身為回轉(zhuǎn)體，工作時(shí)又被獨(dú)立驅(qū)動作高速旋轉(zhuǎn)，因此，它不僅能修成精度很高的砂輪曲面，而且在修整效率、工具壽命以及操作簡便等方面，都大大優(yōu)于大顆粒金剛石刀。本實(shí)用新型磨床還可采用包括檢知容積式分配器和潤滑泵的檢知容積式系統(tǒng)來進(jìn)行供油過程中的潤滑改善。潤滑泵給儲油箱的潤滑油加壓，通過主管壓送到定量分配器。一旦停止泵供油動作，泵內(nèi)的卸壓閥則處于卸壓狀態(tài)，同時(shí)，分配器也隨之動作，通過儲油時(shí)被壓縮的彈簧對剛計(jì)量儲留的潤滑油加壓，通過支管注入需要潤滑的部位，這樣，便完成一次供油動作。油泵每工作一次，分配器排油一次，每次泵油系統(tǒng)到額定壓力后分配器蓄油完畢，如果油泵繼續(xù)泵油的油也只能通過溢流閥回到油箱。該系統(tǒng)能使?jié)櫥妥⑷霑r(shí)的輸出壓力適中，并能直接憑視覺確認(rèn)分配器的工作狀況。配管的排列可為單管并列式配管，能向距離數(shù)十米之內(nèi)的數(shù)百個(gè)部位按需要量供油。以上所述僅為本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本實(shí)用新型，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，本實(shí)用新型可以有各種更改和變化。凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替 換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.數(shù)控凸輪軸磨床，包括機(jī)床、電主軸，其特征在于，所述電主軸為外置平面節(jié)流動靜壓軸承電主軸，其外箱箱體采用封閉腔結(jié)構(gòu)； 在油缸與搖架間設(shè)置彈簧，所述彈簧上端連接油缸活塞，下端連接搖架； 所述機(jī)床的筋板向砂輪架移動方向加寬1/5-1/6，使其寬度為950-1030mm，筋板的方向與底邊平行或垂直； 其中，導(dǎo)軌到絲桿的距離與總跨柜之比設(shè)定為0.3 - 0.33，所述導(dǎo)軌為機(jī)床床身及墊板的導(dǎo)軌。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)控凸輪軸磨床，其特征在于，包括金剛滾輪砂輪修整器，在所述砂輪修整器工作表面鑲嵌若干粒度為35/40的金剛石。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)控凸輪軸磨床，其特征在于，主軸采用0100mm的氮化鋼主軸。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3任一項(xiàng)所述的數(shù)控凸輪軸磨床，其特征在于，軸承采用的節(jié)流器為外置平面間隙節(jié)流器。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至3任一項(xiàng)所述的數(shù)控凸輪軸磨床，其特征在于，所述導(dǎo)軌為V-平導(dǎo)軌。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至3任一項(xiàng)所述的數(shù)控凸輪軸磨床，其特征在于，所述導(dǎo)軌承載部件的重心位置與絲桿位置靠近或重合。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至3任一項(xiàng)所述的數(shù)控凸輪軸磨床，其特征在于，所述彈簧上端還設(shè)置有調(diào)節(jié)座，所 述調(diào)節(jié)座上的螺桿限制油缸行程。
專利摘要本實(shí)用新型提供了數(shù)控凸輪軸磨床，包括機(jī)床、電主軸，所述電主軸為外置平面節(jié)流動靜壓軸承電主軸，其外箱箱體采用封閉腔結(jié)構(gòu)，不留油管安裝窗口，增強(qiáng)其整體性；在油缸與搖架間設(shè)置加載彈簧，所述彈簧上端連接油缸活塞，下端連接搖架；所述機(jī)床的砂輪架安裝部分加寬1/5-1/6，優(yōu)化內(nèi)部筋板布局；將導(dǎo)軌到絲桿的距離與總跨柜之比加寬至0.3–0.33，所述導(dǎo)軌為機(jī)床床身及墊板的導(dǎo)軌。本實(shí)用新型通過加強(qiáng)機(jī)床強(qiáng)度，提高砂輪線速度，從而將磨床工作效率提升5-10倍。
文檔編號B24B19/12GK203109759SQ20132014495
公開日2013年8月7日 申請日期2013年3月27日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月27日
發(fā)明者黃陶一, 粟濤, 彭靜林, 羅磊, 吳金武 申請人:湖南湖大瑞來機(jī)電有限公司, 黃陶一