用於凸輪軸磨床的自動分度裝置的製作方法

2023-06-11 22:14:01 1

專利名稱：用於凸輪軸磨床的自動分度裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及用於凸輪軸磨床的自動分度裝置。
背景技術：
凸輪軸是一種量大面廣的發動機的關鍵部件之一。它的質量好壞、加工精度高低直接影響到發動機的排放、節能和壽命。
現有技術中，大部分凸輪軸生產企業仍然廣泛使用機械靠模凸輪軸磨床仿形磨削凸輪軸零件，凸輪軸的凸輪輪廓精度直接受到凸輪軸靠模樣板製造精度的影響，國內凸輪軸的製作一般採用MXBS8312系列微機控制高速強力凸輪軸磨床加工，該磨床的凸輪樣板與所加工產品上的凸輪是一一對應的，也就是說，一個產品(加工工件)上有幾個凸輪，(如三缸發動機有六片凸輪，四缸發動機有八片凸輪，六缸發動機有十二片凸輪)，工具機上就要有用反靠法加工的相同數量的凸輪樣板，在本行業中機械靠模凸輪軸磨床上一般採用固定式的通用分度頭，其撥盤與分度盤用螺釘進行機械聯接，這種方法使凸輪軸工件一次裝夾後，每加工完一片凸輪，凸輪軸工件不能相對靠模樣板自動轉動一個相位角度，一根凸輪軸工件上有幾片凸輪，工具機靠模主軸上就相應要求加工多少片樣板；同時加工凸輪樣板的技術難度大，效率低，樣板一致性差，加工後產品上凸輪的型線一致性也差，很難保證它們輪廓精度的一致性。
實用新型內容本實用新型要解決的技術問題是，針對現有技術存在的缺陷，提出一種用於凸輪軸磨床的自動分度裝置，它用於機械靠模凸輪軸磨床中將凸輪軸工件相對靠模樣板進行自動分度轉動，使用一片靠模樣板可以磨削凸輪軸上所有型線相同的凸輪，裝置的分度、定位精度高且分度、定位精度具有良好的重複性和持久性。
本實用新型的技術解決方案是，所述用於凸輪軸磨床的自動分度裝置包括一根空心軸，其結構特點是，第一端面齒輪空套在該空心軸上且該端面齒輪的外周設有定位槽，所述第一端面齒輪的一側設有可進、出該定位槽的定位銷，第二端面齒輪安裝在所述空心軸上且隨該軸轉動並可在該軸上作軸向滑動，其端面齒可與第一端面齒輪的端面齒相嚙合的所述第二端面齒輪與空心軸之間設有驅動該第二端面齒輪作軸向滑動的驅動機構。
以下對本實用新型做出進一步說明。
參見圖1，本實用新型所述用於凸輪軸磨床的自動分度裝置包括一根空心軸4，其結構特點是，第一端面齒輪3空套在該空心軸4上且該端面齒輪3的外周設有定位槽14，所述第一端面齒輪3的一側設有可進、出該定位槽14的定位銷5，第二端面齒輪1安裝在所述空心軸4上且隨該空心軸4轉動並可在該空心軸4上作軸向滑動，其端面齒可與第一端面齒輪3的端面齒相嚙合的所述第二端面齒輪1與空心軸4之間設有驅動該第二端面齒輪1作軸向滑動的驅動機構。
為了進一步消除第二端面齒輪1作軸向滑動時可能產生的周向間隙，在所述空心軸4上安裝與該空心軸4成剛性聯接的第三端面齒輪2，該第三端面齒輪2的端面齒可與所述第二端面齒輪1的端面齒相嚙合且所述第一端面齒輪3還空套在該第三端面齒輪2的外周上。
所述驅動第二端面齒輪1作軸向滑動的驅動機構的一種結構是(參見圖1)，在第二端面齒輪1的一側端面與空心軸4之間設置一油腔13且其同油路12連通，在所述第二端面齒輪1的另一側與空心軸4軸向之間設有復位彈簧6。本機構還可採用已有技術的其它常用結構形式。
本實用新型裝置的工作過程是(參見圖1和圖2)，由二至三個所述端面齒輪構成了分度裝置的離合機構，第二端面齒輪1可以在壓力油及彈簧6的作用下沿空心軸4左右滑動(不轉動)，第三端面齒輪2剛性聯接於空心軸4，第一端面齒輪3空套於第三端面齒輪2和空心軸4並可以圓周轉動；實際使用時，裝置整體與工具機主軸11剛性聯接，分度動力源伺服電機9安裝在主軸11的另一端，進行分度時，定位銷5插入第一端面齒輪3的齒輪定位槽14，壓力油通過油路12進入油腔13推動第二端面齒輪1左移，使該第二端面齒輪1同時與第三端面齒輪2、第一端面齒輪3脫離(如圖1或圖2所示)，第二端面齒輪1和第三端面齒輪2在伺服電機9驅動下同步轉過特定角度；卸去壓力油後，第二端面齒輪1在彈簧6的作用下右移而與第三端面齒輪2、第一端面齒輪3同時嚙合，此後定位銷5退出第一端面齒輪3的齒輪定位槽14，至此自動分度完成。
本實用新型的技術原理是，對於凸輪軸產品而言，利用每個缸的進氣凸輪或排氣凸輪其輪廓型線相同、每個缸的進、排氣凸輪相位夾角相同，甚至油泵凸輪軸上的每片凸輪的輪廓型線也相同而所不同之處僅在於它們之間的夾角的特點，在機械靠模凸輪軸磨床中採用二至三個端面齒輪實現了分度裝置的分度、定位精度高且分度、定位精度具有良好的重複性和持久性；在磨削過程中，工件一次裝夾後，每磨削完一片凸輪，本實用新型裝置能自動實現凸輪軸工件相對樣板轉過一個特定的相位角，從而使得傳統的機械靠模凸輪軸磨床能實現用一片凸輪靠模樣板磨削加工凸輪軸上所有型線相同的凸輪。這樣，凸輪軸上被加工凸輪的型線一致性好，新裝置的使用也減小了反靠加工靠模樣板的技術難度和勞動強度。
由以上可知，本實用新型為一種用於凸輪軸磨床的自動分度裝置，可廣泛應用於機械靠模凸輪軸磨床的自動分度，它將凸輪軸工件相對靠模樣板進行自動分度轉動，使用一片靠模樣板可以磨削凸輪軸上所有型線相同的凸輪，裝置的分度、定位精度高且分度、定位精度具有良好的重複性和持久性；還使凸輪樣板的製造難度大大降低，並且有可能在一臺工具機上允許加工幾種至幾十種觀格型號的凸輪軸，甚至一片樣板仿形磨削多種凸輪軸產品，保證了凸輪軸的凸輪輪廓精度和一致性，有效提高了凸輪軸加工效率，是對傳統凸輪軸加工的一次突破。


圖1是本實用新型裝置的一種實施例結構示意圖；圖2是本實用新型裝置的一種實際應用圖示。
在圖中1-第二端面齒輪，2-第三端面齒輪，3-第一端面齒輪，4-空心軸， 5-定位銷， 6-彈簧，7-撥叉夾具，8-工件，9-伺服電機，10-靠模樣板， 11-主軸， 12-油路，13-油腔， 14-定位槽。
具體實施方式
如圖1、2所示的本實用新型裝置應用於MKS8312數控高速凸輪軸磨床，離合機構採用三個端面齒輪且第一端面齒輪3、第二端面齒輪1、第三端面齒輪2的齒數均為48齒(也可根據端面齒輪的直徑大小將齒數做成96齒)，最小分度7.5度，為凸輪軸上所有凸輪間相位角的最大公約數，可以滿足生產中所有凸輪軸凸輪相位角的分度要求；驅動第二端面齒輪1作軸向滑動的驅動機構的結構為，在第二端面齒輪1的一側端面與空心軸4之間設置一油腔13且其同油路12連通，在所述第二端面齒輪1的另一側與空心軸4軸向之間設有復位彈簧6；裝置外形尺寸123mm×Φ165mm；分度動作完成時間＜3秒；其運行動作可靠，分度精度小於30秒，分度精度可以再提高端面齒輪盤的加工精度進一步提高；參見圖2，用本實用新型的裝置替代原來的普通分度頭，實現工件與靠模樣板的自動分度，裝置通過空心軸4與樣板主軸11剛性聯接，工件8通過撥叉夾具7與裝置中的第一端面齒輪3；聯接，分度時，定位銷5插入分度頭(即本實用新型裝置)的齒輪定位槽14；在液壓力的作用下分度頭的離合機構分離，因第一端面齒輪3空套於空心軸4，離合機構分離後第一端面齒輪3可以自由轉動，當伺服電機9驅動靠模樣板10、主軸11及離合機構的第二端面齒輪1、第三端面齒輪2轉動所需角度，在定位銷5的定位作用下就實現了工件8相對靠模樣板10轉動一個所需相位角，然後離合機構接合，分度動作完成。其中伺服電機9既可以直接與主軸11聯接驅動，也可以通過一級同步齒形帶驅動主軸。
本裝置可以製造成獨立的分度頭替換機械靠模凸輪軸磨床原有的普通手動分度頭，也可以根據其原理經過機構變異後與靠模樣板組合來實現靠模樣板相對樣板主軸(或凸輪軸工件)的自動分度，從而實現機械靠模凸輪軸磨床功能的擴展。
權利要求1.一種用於凸輪軸磨床的自動分度裝置，包括一根空心軸(4)，其特徵是，第一端面齒輪(3)空套在該空心軸(4)上且該端面齒輪(3)的外周設有定位槽(14)，所述第一端面齒輪(3)的一側設有可進、出該定位槽(14)的定位銷(5)，第二端面齒輪(1)安裝在所述空心軸(4)上且隨該空心軸(4)轉動並可在該空心軸(4)上作軸向滑動，其端面齒可與第一端面齒輪(3)的端面齒相嚙合的所述第二端面齒輪(1)與空心軸(4)之間設有驅動該第二端面齒輪(1)作軸向滑動的驅動機構。
2.根據權利要求1所述用於凸輪軸磨床的自動分度裝置，其特徵是，在所述空心軸(4)上安裝與該空心軸(4)成剛性聯接的第三端面齒輪(2)，該第三端面齒輪(2)的端面齒可與所述第二端面齒輪(1)的端面齒相嚙合且所述第一端面齒輪(3)還空套在該第三端面齒輪(2)的外周上。
3.根據權利要求1所述用於凸輪軸磨床的自動分度裝置，其特徵是，所述驅動第二端面齒輪(1)作軸向滑動的驅動機構的結構是，在第二端面齒輪(1)的一側端面與空心軸(4)之間設置一油腔(13)且其同油路(12)連通，在所述第二端面齒輪(1)的另一側與空心軸(4)軸向之間設有復位彈簧(6)。
4.根據權利要求1所述用於凸輪軸磨床的自動分度裝置，其特徵是，所述第一端面齒輪(3)、第二端面齒輪(1)、第三端面齒輪(2)的齒數均為48齒或均為96齒，最小分度7.5度，為凸輪軸上所有凸輪間相位角的最大公約數。
專利摘要一種用於凸輪軸磨床的自動分度裝置，有一空心軸，第一端面齒輪空套在該空心軸上且該端面齒輪的外周設有定位槽，第一端面齒輪的一側設有可進、出定位槽的定位銷，第二端面齒輪安裝在空心軸上且隨其轉動並可在其上作軸向滑動，其端面齒可與第一端面齒輪的端面齒相嚙合的所述第二端面齒輪與空心軸之間設有驅動該第二端面齒輪作軸向滑動的驅動機構。它可廣泛應用於機械靠模凸輪軸磨床的自動分度，將凸輪軸工件相對靠模樣板進行自動分度轉動，使用一片靠模樣板可以磨削凸輪軸上所有型線相同的凸輪，裝置的分度、定位精度高且分度、定位精度具有良好的重複性和持久性；還使凸輪樣板的製造難度大大降低，有效提高了凸輪軸加工效率。
文檔編號B24B17/02GK2880376SQ200620050079
公開日2007年3月21日 申請日期2006年2月22日 優先權日2006年2月22日
發明者龍小兵, 宓海青, 盛曉敏 申請人:湖南大學