專利名稱：數控凸輪軸銑床的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種專用于加工發動機凸輪軸的機床。
現有技術中，對發動機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，這種設備結構復雜，效率低，能耗高，體積大，精度差，而且需經常更換靠模，調整費互費時，互藝落后。另一種是采用數控磨床進行強力磨削，這種加工方法對工件的毛坯尺寸精度要求高，且設備價格昂貴，增加生產成本。
本實用新型的目的是提供一種依靠機床通用型數控系統進行數控控制，不需靠模，且結構簡單，體積小，效率高，能進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控凸輪軸銑床。
本實用新型在車床的基礎上，以車床床身為基礎件，仍保留床頭箱，尾架，拖板等三大部件，具體由數控裝置，床身、床頭箱，尾架和拖板等構成，用三臺步進電機分別驅動主軸，拖板和刀架。銑頭固定在中拖板上，中拖板裝在大拖板上。針對凸輪軸零件細而長，剛形差，切削易產生顫振的特點，而本實用新型采用端銑幾乎是在斷續切削工作，傳動鏈的間隙會直接影響切削的顫振，因此本實用新型床頭箱傳動鏈是由一對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了液壓輔助支撐裝置。凸輪廓形的成形運動由主軸(Z軸)和刀架(X軸)聯動產生。軸上的多個凸輪加互由大拖板(Y軸)縱向運動完成。
由于凸輪軸的凸輪廓形是一條不規則的曲線，各種不同類型發動機的凸輪廓形均有不同的軌跡，而通用數控系統中無法實現其軌跡數字化連續控制。若開發出專用數控系統，卻有其很大的局限性由于各種凸輪形狀的蓋別，專用數控系統只對所設計的某一種凸輪軸有效，一臺機床僅僅固定加互一種凸輪軸零件，顯然實用價值不大。本實用新型采用的通用數控系統的斷續直線拆補控制法，根據凸輪升程軌跡，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。因而本實用新型自動化程度高，不需靠模，調整方便，通用性強，與現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，結構簡單，性能可靠等優點。其技術經濟指標比較如下
圖1是本實用新型結構示意圖，圖2是
圖1的A-A剖視圖，圖3是本實用新型床頭箱蝸輪副結構示意圖，圖4是本實用新型工件裝夾及輔助支承液壓油路示意圖。
本實用新型由數控裝置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)等構成。銑頭4固定在中拖板5上，由一臺步進電機驅動作橫向(X軸)運動。中拖板5裝在大拖板6上，大拖板6由另一臺步進電機驅動作縱向(Y軸)運動。銑刀由交流電機驅動繞自身軸線作旋轉運動。床頭箱傳動鏈由一對蝸輪副10、11構成。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側連接。當蝸輪10與蝸桿11嚙合產生一定間隙時，轉動偏心支承座，由于偏心支承座12相對其軸心線是偏心的，因而可改變蝸輪與蝸桿的中心距，以達到消除蝸輪付間隙的目的。主軸由第三臺步進電機驅動作旋轉運動。大拖板6采用斜置結構，這樣即可提高其剛性，又便于排屑，并在縱向增大導向長度。導軌面經貼塑處理，使運動更趨平穩。中拖板在寬度，長度上比一般車床大得多，有利于增加切削穩定性。銑頭主軸直接由三角皮帶傳動，以減小振動和噪音。銑刀用莫氏4號錐柄直接裝在銑頭主軸的錐孔內，并由拉竿拉牢。為減少凸輪軸9在加互時的彎曲變形，在被加互凸輪軸的中部位置設有液壓輔助支撐裝置，該裝置采用兩對或兩對以上液壓恒力可調支撐結構，各支撐油缸活塞面積相同，油路相通，各活塞所受壓力相等，因而每個支撐點的力是均等且可調。通過液壓系統中的壓力繼電器，使各支承力調到凸輪受力后僅有微量變形為止。互件凸輪軸的裝夾是采用液壓自動夾緊和松開的。當需夾緊互件時，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。當液壓升高后，壓力繼電器YJ1使1DT失電，3DT得電，輔助支撐3動作并將互件支緊。其支承力大小可由YJ2調節。壓力增大后，壓力繼電器YJ2使3DT失電，此時，互件夾緊支承完畢。當需松開互件時，液壓換向電磁閥2DT，4DT同時得電，主軸夾頭，尾架頂尖，輔助支撐同時松開，而壓力繼電器YJ3的液壓不斷升高，當液壓升到一定值時，YJ3使2DT，4DT失電，將互件松開，程序完畢(見圖4)。為避開步進電機的顫振區，機床傳動系統采取了降速傳動。在Z軸和X軸的傳動鏈中增設了減速機構。主軸，刀架、大拖板的傳動比別為Iz＝1/40，Ix＝2/15，Iy＝3/5。
權利要求1.一種由數控裝置(14)，床身(1)，床頭箱(3)，尾架(7)，拖板構成的數控凸輪軸銑床，其特征在于主軸，中拖板(5)，大拖板(6)分別用三臺步進電機驅動，銑頭(4)固定在中拖板(5)上，中拖板(5)裝在大拖板(6)上，床頭箱傳動鏈由一對間隙可調的蝸輪副(10、11)組成，在被加互凸輪軸的中部位置設有液壓輔助支撐裝置(8)。
2.根據權利要求1所述的銑床，其特征在于大拖板(6)采用斜置結構，在縱向增大導向長度，銑頭主軸直接由三角皮帶傳動。
3.根據權利要求1或2所述的銑床，其特征在于液壓輔助支撐裝置(8)采用兩對或兩對以上液壓恒力可調支撐結構，各支撐油缸面積相等，油路相通。
4.根據權利要求3所述的銑床，其特征在于主軸的傳動比(iz)為1/40，刀架的傳動比(ix)為2/15，大拖板的傳動比(iy)為3/5。
專利摘要一種由數控裝置、床身、床頭箱、拖板等構成的數控凸輪軸銑床,由三臺步進電機分別驅動主軸、拖板和刀架。凸輪廓形的成型運動由主軸與刀架聯動產生。銑頭固定在中拖板上,中拖板裝在大拖板上。床頭箱傳動鏈由一對間隙可調的蝸輪副組成。在加工工件的中部設置了工件液壓輔助支撐裝置。本實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B23C3/00GK2282473SQ9522961
公開日1998年5月27日 申請日期1995年12月12日 優先權日1995年12月12日
發明者童爾清 申請人:江西機床廠