一種數(shù)控凸輪軸磨床工件夾持與驅(qū)動(dòng)裝置制造方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明涉及一種數(shù)控凸輪軸磨床工件夾持與驅(qū)動(dòng)裝置，該裝置包括工件夾持系統(tǒng)、工件驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和電氣控制系統(tǒng)；該裝置可以安裝在數(shù)控凸輪軸磨床上夾持工件并驅(qū)動(dòng)工件旋轉(zhuǎn)；數(shù)控凸輪軸磨床工件夾持與驅(qū)動(dòng)裝置能夠保證工件兩端的轉(zhuǎn)動(dòng)是同步的，在加工時(shí)不會(huì)發(fā)生扭轉(zhuǎn)變形，從而提高加工的精度；同時(shí)，數(shù)控凸輪軸磨床工件夾持與驅(qū)動(dòng)裝置不需要雞心夾頭，縮短了工件的裝卸時(shí)間，提高了工件的加工效率；該裝置可以用來(lái)改造現(xiàn)有數(shù)控凸輪軸磨床或用于新數(shù)控凸輪軸磨床工件的夾持與驅(qū)動(dòng)，具有很好的應(yīng)用前景。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種數(shù)控凸輪軸磨床工件夾持與驅(qū)動(dòng)裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種數(shù)控凸輪軸磨床工件夾持與驅(qū)動(dòng)裝置，屬于機(jī)械制造及控制領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]凸輪軸廣泛應(yīng)用在汽油機(jī)或柴油機(jī)等發(fā)動(dòng)機(jī)中，用以控制噴油泵的開(kāi)關(guān)或進(jìn)排氣閥的啟閉，其加工質(zhì)量的好壞直接決定著發(fā)動(dòng)機(jī)的工作性能。凸輪軸通常由數(shù)控凸輪軸磨床磨削而成，磨削時(shí)將凸輪軸夾持在頂尖和尾尖中，由頂尖帶動(dòng)工件旋轉(zhuǎn)，砂輪的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)與工件的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)聯(lián)動(dòng)，即可加工出符合要求的凸輪軸。
[0003]目前大多數(shù)數(shù)控凸輪軸磨床對(duì)工件的夾持和驅(qū)動(dòng)采用的是利用頂尖和尾尖來(lái)固定工件，在靠近頂尖的部分工件一端安裝一個(gè)雞心夾頭夾住工件，雞心夾頭與頭架的主軸相連，隨主軸一起轉(zhuǎn)動(dòng)，從而帶動(dòng)工件一起轉(zhuǎn)動(dòng)，頭架主軸由伺服電機(jī)通過(guò)同步帶驅(qū)動(dòng)。這種夾持與驅(qū)動(dòng)裝置存在著以下缺點(diǎn):1)每次裝卸工件均需裝卸雞心夾頭，影響工作效率；2)只在頂尖處設(shè)置驅(qū)動(dòng)裝置，而尾尖沒(méi)有驅(qū)動(dòng)裝置，如果凸輪軸的長(zhǎng)度較大時(shí)，在磨削過(guò)程中會(huì)發(fā)生扭轉(zhuǎn)變形，影響凸輪軸的精度；3)采用同步帶傳動(dòng)，因同步帶有彈性，會(huì)增加凸輪軸加工的誤差。
[0004]針對(duì)目前數(shù)控凸輪軸磨床存在的缺點(diǎn)，本發(fā)明設(shè)計(jì)了一種數(shù)控凸輪軸磨床工件夾持與驅(qū)動(dòng)裝置，該裝置中取消了雞心夾頭，采用齒輪傳動(dòng)，在頂尖和尾尖處均有驅(qū)動(dòng)裝置。
[0005]本發(fā)明所設(shè)計(jì)的數(shù)控凸輪軸磨床工件夾持與驅(qū)動(dòng)裝置可以改造目前的數(shù)控凸輪軸磨床，也可以在新設(shè)計(jì)的數(shù)控磨床中使用，只需要將頂尖和尾尖的結(jié)構(gòu)進(jìn)行改動(dòng)，而控制系統(tǒng)仍可按照目前的接線和控制方式。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的是提供一種數(shù)控凸輪軸磨床工件夾持與驅(qū)動(dòng)裝置，該裝置可以安裝在數(shù)控凸輪軸磨床上夾持工件并驅(qū)動(dòng)工件旋轉(zhuǎn)。由于凸輪軸的精度要求較高，要求在加工時(shí)工件夾持機(jī)構(gòu)要簡(jiǎn)單、夾持要緊，不能松動(dòng)，工件能根據(jù)數(shù)控系統(tǒng)的指令驅(qū)動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)，加工過(guò)程中工件不能有扭轉(zhuǎn)變形。
[0007]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為一種數(shù)控凸輪軸磨床工件夾持與驅(qū)動(dòng)裝置，該裝置包括工件夾持系統(tǒng)、工件驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和電氣控制系統(tǒng)。
[0008]該裝置的工件夾持系統(tǒng)包括底板、頭架箱、軸承a、頂尖、導(dǎo)軌、尾架箱、軸承b、尾尖、工件；頭架箱固定在底板上，頂尖安裝在頭架箱內(nèi)，頂尖由一對(duì)軸承a支撐，可以在軸承a內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)；導(dǎo)軌固定在底板上，尾架箱安裝在導(dǎo)軌上，可以沿導(dǎo)軌滑動(dòng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)工件固定調(diào)節(jié)；尾架箱設(shè)有鎖緊機(jī)構(gòu)可以鎖緊在導(dǎo)軌上，尾尖安裝在尾架箱內(nèi)，尾尖由一對(duì)軸承b支撐，可以在軸承b內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)；工件放直在頂尖和尾尖之間，由頂尖和尾尖固定。
[0009]該裝置的工件驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)包括電機(jī)支撐板、伺服電機(jī)、聯(lián)軸器、傳動(dòng)軸、齒輪C、緊定螺釘a、齒輪a、鍵a、支撐板b、齒輪d、緊定螺釘b、齒輪b、鍵b、支撐板a ;伺服電機(jī)安裝在電機(jī)支撐板上，伺服電機(jī)通過(guò)聯(lián)軸器與傳動(dòng)軸一端連接；傳動(dòng)軸的兩端分別由支撐板a和支撐板b支撐；齒輪c通過(guò)緊定螺釘a固定的傳動(dòng)軸一端，頂尖裝有齒輪a，尾尖安裝有齒輪b ;齒輪a通過(guò)鍵a與頂尖連接，齒輪c與齒輪a嚙合；傳動(dòng)軸的另一端安裝有齒輪d，齒輪d通過(guò)緊定螺釘b固定在傳動(dòng)軸上，齒輪b通過(guò)鍵b固定在尾尖上，齒輪d與齒輪b嚙合；所述電機(jī)支撐板、支撐板a、支撐板b均固定在底板上。
[0010]工件由頂尖和尾尖支撐，頂尖的端部為圓錐形，圓錐形的底部為兩個(gè)對(duì)稱(chēng)的凸起矩形，工件的端部為圓錐形孔，圓錐形孔為兩個(gè)對(duì)稱(chēng)的矩形凹槽，尾尖的端部形狀和頂尖一樣；工作時(shí)，頂尖和尾尖的圓錐形尖部分別出入工件的圓錐形孔內(nèi)，頂尖和尾尖的的矩形凸起插入工件端部的矩形凹槽中，這樣工件就可以由頂尖和尾尖支撐并隨頂尖和尾尖一起轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0011]該裝置的電氣控制系統(tǒng)包括交流接觸器觸點(diǎn)、伺服驅(qū)動(dòng)器、數(shù)控系統(tǒng)、交流接觸器；三相電源線通過(guò)交流接觸器觸點(diǎn)連接到伺服驅(qū)動(dòng)器的輸入端，伺服驅(qū)動(dòng)器的輸出端連接伺服電機(jī)，伺服驅(qū)動(dòng)器與數(shù)控系統(tǒng)相連，交流接觸器接在數(shù)控系統(tǒng)的輸出端。
[0012]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下有益效果。
[0013]1、本發(fā)明所述的數(shù)控凸輪軸磨床工件夾持與驅(qū)動(dòng)裝置能夠保證工件兩端的轉(zhuǎn)動(dòng)是同步的，在加工時(shí)不會(huì)發(fā)生扭轉(zhuǎn)變形，從而提高加工的精度。
[0014]2、本發(fā)明所述的數(shù)控凸輪軸磨床工件夾持與驅(qū)動(dòng)裝置不需要雞心夾頭，縮短了工件的裝卸時(shí)間，提高了工件的加工效率。
[0015]3、本發(fā)明適用于數(shù)控凸輪軸磨床工件的夾持與驅(qū)動(dòng)，可以用來(lái)改造現(xiàn)有數(shù)控凸輪軸磨床或用于新數(shù)控凸輪軸磨床工件的夾持與驅(qū)動(dòng)，具有很好的應(yīng)用前景。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0016]圖1是數(shù)控凸輪軸磨床工件夾持與驅(qū)動(dòng)裝置主視圖。
[0017]圖2是數(shù)控凸輪軸磨床工件夾持與驅(qū)動(dòng)裝置俯視圖。
[0018]圖3是數(shù)控凸輪軸磨床工件夾持與驅(qū)動(dòng)裝置頂尖與工件連接圖。
[0019]圖4是數(shù)控凸輪軸磨床工件夾持與驅(qū)動(dòng)裝置控制系統(tǒng)原理圖。
[0020]圖中:1、伺服電機(jī),2、電機(jī)支撐板,3、聯(lián)軸器,4、頭架箱,5、傳動(dòng)軸,6、工件,7、尾架箱，8、支撐板a，9、底板，10、支撐板b，11、導(dǎo)軌，12、鍵a，13、齒輪a，14、軸承a，15、頂尖，16、尾尖，17、軸承b，18、齒輪b，19、鍵b，20、緊定螺釘a，21、齒輪c，22、齒輪d，23、緊定螺釘b，24、交流接觸器觸點(diǎn)，25、伺服驅(qū)動(dòng)器，26、數(shù)控系統(tǒng)，27、交流接觸器。
【具體實(shí)施方式】
[0021]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述。
[0022]如圖1、圖2所示，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為一種數(shù)控凸輪軸磨床工件夾持與驅(qū)動(dòng)裝置，該裝置包括工件夾持系統(tǒng)、工件驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和電氣控制系統(tǒng)。
[0023]該裝置的工件夾持系統(tǒng)包括底板9、頭架箱4、軸承al4、頂尖15、導(dǎo)軌11、尾架箱
7、軸承bl7、尾尖16、工件6 ;頭架箱4固定在底板9上，頂尖15安裝在頭架箱4內(nèi)，頂尖4由一對(duì)軸承al4支撐，可以在軸承al4內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)；導(dǎo)軌11固定在底板9上，尾架箱7安裝在導(dǎo)軌11上，可以沿導(dǎo)軌11滑動(dòng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)工件6固定調(diào)節(jié)；尾架箱7設(shè)有鎖緊機(jī)構(gòu)可以鎖緊在導(dǎo)軌11上，尾尖16安裝在尾架箱7內(nèi)，尾尖7由一對(duì)軸承bl7支撐，可以在軸承bl7內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)；工件6放置在頂尖15和尾尖16之間，由頂尖15和尾尖16固定。
[0024]該裝置的工件驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)包括電機(jī)支撐板2、伺服電機(jī)1、聯(lián)軸器3、傳動(dòng)軸5、齒輪c21、緊定螺釘a20、齒輪al3、鍵al2、支撐板blO、齒輪d22、緊定螺釘b23、齒輪bl8、鍵bl9、支撐板a8 ;伺服電機(jī)I安裝在電機(jī)支撐板2上,伺服電機(jī)I通過(guò)聯(lián)軸器3與傳動(dòng)軸5 —端連接；傳動(dòng)軸5的兩端分別由支撐板a8和支撐板blO支撐；齒輪c21通過(guò)緊定螺釘a20固定的傳動(dòng)軸5 —端，頂尖15裝有齒輪al3，尾尖16安裝有齒輪bl8 ;齒輪al3通過(guò)鍵al2與頂尖15連接，齒輪c21與齒輪al3嚙合；傳動(dòng)軸5的另一端安裝有齒輪d22，齒輪d22通過(guò)緊定螺釘b23固定在傳動(dòng)軸5上，齒輪bl8通過(guò)鍵bl9固定在尾尖16上，齒輪d22與齒輪bl8嚙合；所述電機(jī)支撐板2、支撐板a8、支撐板blO均固定在底板9上。
[0025]如圖3所示，工件6由頂尖15和尾尖16支撐，頂尖15的端部為圓錐形，圓錐形的底部為兩個(gè)對(duì)稱(chēng)的凸起矩形，工件6的端部為圓錐形孔，圓錐形孔為兩個(gè)對(duì)稱(chēng)的矩形凹槽，尾尖16的〗而部形狀和頂尖15 —樣；工作時(shí)，頂尖15和尾尖16的圓維形尖部分別出入工件6的圓錐形孔內(nèi)，頂尖15和尾尖16的的矩形凸起插入工件6端部的矩形凹槽中，這樣工件6就可以由頂尖15和尾尖16支撐并隨頂尖15和尾尖16 —起轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0026]如圖4所示，該裝置的電氣控制系統(tǒng)包括交流接觸器觸點(diǎn)24、伺服驅(qū)動(dòng)器25、數(shù)控系統(tǒng)26、交流接觸器27 ;三相電源線通過(guò)交流接觸器觸點(diǎn)24連接到伺服驅(qū)動(dòng)器25的輸入端，伺服驅(qū)動(dòng)器25的輸出端連接伺服電機(jī)1，伺服驅(qū)動(dòng)器25與數(shù)控系統(tǒng)26相連，交流接觸器27接在數(shù)控系統(tǒng)26的輸出端。
[0027]工件6固定之后，數(shù)控系統(tǒng)26發(fā)送信號(hào)讓交流接觸器27得電，交流接觸器觸點(diǎn)24閉合，伺服驅(qū)動(dòng)器25供電；在運(yùn)行過(guò)程中，數(shù)控系統(tǒng)26根據(jù)數(shù)控程序向伺服驅(qū)動(dòng)器25發(fā)送信號(hào)，伺服驅(qū)動(dòng)器25驅(qū)動(dòng)伺服電機(jī)I轉(zhuǎn)動(dòng)，伺服電機(jī)I通過(guò)聯(lián)軸器3帶動(dòng)傳動(dòng)軸5轉(zhuǎn)動(dòng)，傳動(dòng)軸5上的齒輪c21帶動(dòng)齒輪al3轉(zhuǎn)動(dòng)，齒輪al3驅(qū)動(dòng)頂尖15轉(zhuǎn)動(dòng)，傳動(dòng)軸5上的齒輪d22帶動(dòng)齒輪bl8轉(zhuǎn)動(dòng)，齒 輪bl8驅(qū)動(dòng)尾尖16轉(zhuǎn)動(dòng)，工件6在頂尖15和尾尖16的驅(qū)動(dòng)下同步轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0028]以上所述【具體實(shí)施方式】用來(lái)解釋說(shuō)明本發(fā)明，而不是對(duì)本發(fā)明進(jìn)行限制。在本發(fā)明的設(shè)計(jì)思想和權(quán)利要求的保護(hù)范圍內(nèi)，對(duì)本發(fā)明做出任何修改或改變，均應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種數(shù)控凸輪軸磨床工件夾持與驅(qū)動(dòng)裝置，其特征在于:該裝置包括工件夾持系統(tǒng)、工件驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和電氣控制系統(tǒng)； 該裝置的工件夾持系統(tǒng)包括底板(9 )、頭架箱(4 )、軸承a( 14 )、頂尖(15 )、導(dǎo)軌(11)、尾架箱(7)、軸承b (17)、尾尖(16)、工件(6);頭架箱(4)固定在底板(9)上，頂尖(15)安裝在頭架箱(4)內(nèi)，頂尖(4)由一對(duì)軸承a (14)支撐，可以在軸承a (14)內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)；導(dǎo)軌(11)固定在底板(9 )上，尾架箱(7 )安裝在導(dǎo)軌(11)上，可以沿導(dǎo)軌(11)滑動(dòng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)工件(6 )固定調(diào)節(jié)；尾架箱(7 )設(shè)有鎖緊機(jī)構(gòu)可以鎖緊在導(dǎo)軌(11)上，尾尖(16 )安裝在尾架箱(7 )內(nèi)，尾尖(7)由一對(duì)軸承b (17)支撐，可以在軸承b (17)內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)；工件(6)放置在頂尖(15)和尾尖(16)之間，由頂尖(15)和尾尖(16)固定； 該裝置的工件驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)包括電機(jī)支撐板(2)、伺服電機(jī)(I)、聯(lián)軸器(3)、傳動(dòng)軸(5)、齒輪c (21)、緊定螺釘a (20)、齒輪a (13)、鍵a (12)、支撐板b (10)、齒輪(1 (22)、緊定螺釘b (23)、齒輪b (18)、鍵b (19)、支撐板a (8);伺服電機(jī)(I)安裝在電機(jī)支撐板(2)上，伺服電機(jī)(I)通過(guò)聯(lián)軸器(3)與傳動(dòng)軸(5)—端連接；傳動(dòng)軸(5)的兩端分別由支撐板a(8)和支撐板b (10)支撐；齒輪c (21)通過(guò)緊定螺釘a (20)固定的傳動(dòng)軸(5)—端，頂尖(15)裝有齒輪a (13)，尾尖(16)安裝有齒輪b (18);齒輪a (13)通過(guò)鍵a (12)與頂尖(15)連接，齒輪c (21)與齒輪a (13)嚙合；傳動(dòng)軸(5)的另一端安裝有齒輪d (22)，齒輪d (22)通過(guò)緊定螺釘b (23)固定在傳動(dòng)軸(5)上，齒輪b (18)通過(guò)鍵b (19)固定在尾尖(16)上，齒輪d (22)與齒輪b (18)嚙合；所述電機(jī)支撐板(2)、支撐板a (8)、支撐板b (10)均固定在底板(9)上； 工件(6)由頂尖(15)和尾尖(16)支撐，頂尖(15)的端部為圓錐形，圓錐形的底部為兩個(gè)對(duì)稱(chēng)的凸起矩形，工件(6)的端部為圓錐形孔，圓錐形孔為兩個(gè)對(duì)稱(chēng)的矩形凹槽，尾尖(16)的端部形狀和頂尖(15)—樣；工作時(shí)，頂尖(15)和尾尖(16)的圓錐形尖部分別出入工件(6)的圓錐形孔內(nèi)，頂尖(15)和尾尖(16)的的矩形凸起插入工件(6)端部的矩形凹槽中，這樣工件(6)就可以由頂尖(15)和尾尖(16)支撐并隨頂尖(15)和尾尖(16) —起轉(zhuǎn)動(dòng)；該裝置的電氣控制系統(tǒng)包括交流接觸器觸點(diǎn)(24)、伺服驅(qū)動(dòng)器(25)、數(shù)控系統(tǒng)(26)、交流接觸器(27);三相電源線通過(guò)交流接觸器觸點(diǎn)(24)連接到伺服驅(qū)動(dòng)器(25)的輸入端，伺服驅(qū)動(dòng)器(25)的輸出端連接伺服電機(jī)(1)，伺服驅(qū)動(dòng)器(25)與數(shù)控系統(tǒng)(26)相連，交流接觸器(27)接在數(shù)控系統(tǒng)(26)的輸出端。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所示的一種數(shù)控凸輪軸磨床工件夾持與驅(qū)動(dòng)裝置，其特征在于:工件(6 )固定之后，數(shù)控系統(tǒng)(26 )發(fā)送信號(hào)讓交流接觸器(27 )得電，交流接觸器觸點(diǎn)(24 )閉合，伺服驅(qū)動(dòng)器(25)供電；在運(yùn)行過(guò)程中，數(shù)控系統(tǒng)(26)根據(jù)數(shù)控程序向伺服驅(qū)動(dòng)器(25)發(fā)送信號(hào)，伺服驅(qū)動(dòng)器(25)驅(qū)動(dòng)伺服電機(jī)(I)轉(zhuǎn)動(dòng)，伺服電機(jī)(I)通過(guò)聯(lián)軸器(3)帶動(dòng)傳動(dòng)軸(5)轉(zhuǎn)動(dòng)，傳動(dòng)軸(5)上的齒輪c (21)帶動(dòng)齒輪a (13)轉(zhuǎn)動(dòng)，齒輪a (13)驅(qū)動(dòng)頂尖(15)轉(zhuǎn)動(dòng)，傳動(dòng)軸(5)上的齒輪d (22)帶動(dòng)齒輪b (18)轉(zhuǎn)動(dòng)，齒輪b (18)驅(qū)動(dòng)尾尖(16)轉(zhuǎn)動(dòng)，工件(6 )在頂尖(15 )和尾尖(16 )的驅(qū)動(dòng)下同步轉(zhuǎn)動(dòng)。
【文檔編號(hào)】B24B41/06GK103737489SQ201410021081
【公開(kāi)日】2014年4月23日 申請(qǐng)日期:2014年1月16日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月16日
【發(fā)明者】范晉偉, 劉勇軍, 陳東菊, 苗偉, 周中源, 王澤立 申請(qǐng)人:北京工業(yè)大學(xué)