CN110653685A - 一种智能多刀架复合凸轮轴锐边倒钝系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种智能多刀架复合凸轮轴锐边倒钝系统，包括磨床，磨床上设倒钝机构，倒钝机构包括升降驱动机构、水平导轨、刀座、磨头、伸缩导向杆、滑块、定位机构、行走机构、磨削驱动电机及数字控制电路，升降驱动机构下端面与磨床工作台上端面铰接，上端面与水平导轨下端面铰接，滑块与水平导轨连接，滑块通与至少一条伸缩导向杆后端面相互铰接，伸缩导向杆前端面与刀座相互铰接，磨削驱动电机嵌于刀座内并与磨头相互连接。本发明一方面可满足对不同结构尺寸凸轮轴的各类结构棱角结构作业面进行磨削倒钝作业的需要，另一方面可灵活对磨头的零部件进行调整和更换，从而达到提高倒钝作业效率、工作精度的同时，有效的降低倒钝作业的成本。

Description

一种智能多刀架复合凸轮轴锐边倒钝系统

技术领域

本发明涉及一种磨床，确切地说是一种智能多刀架复合凸轮轴锐边倒钝系统。

背景技术

目前在凸轮轴生产加工中，通过机床加工成型后的凸轮轴毛坯件的棱边，往往均相对较锋利，并易残留毛刺等质量缺陷，从而一方面导致在后续凸轮轴加工中锋利的棱角、棱边极易导致相邻的凸轮轴工件、加工设备及工作人员手部等造成划伤，另一方面也导致凸轮轴锋利的棱角、棱边部位的结构强度相对较弱，极易因外力冲击等而导致凸轮轴表面结构受损，除此之外，凸轮轴加工中锋利的棱角、棱边，尤其是包含由毛刺等缺陷的凸轮轴加工中锋利的棱角、棱边，以及因棱角、棱边部位毛刺等脱落而附着在凸轮轴的表面上，从而照成凸轮轴表面划伤，严重时甚至导致与凸轮轴连接的曲柄、发动机缸套等设备造成严重损伤，从而严重影响了凸轮轴产品的质量，而针对这一问题，当前主要是通过传统磨床并使用传统的砂轮对凸轮轴侧棱等部位进行磨削倒钝作业，以消除锋利的棱角、棱边造成的缺陷，虽然可以一定程度满足使用的需要，但凸轮轴需要倒钝作业的棱边数量众多，各棱边分布结构复杂，倒钝加工作业的加工空间结构也相对复杂，从而导致通过传统的砂轮结构不能有效实现对凸轮轴所有的锋利棱角、棱边进行倒钝加工，且倒钝加工作业的工作效率和精度也相对较低，从而严重影响了凸轮轴产品的加工质量和效率，并为凸轮轴后续加工及使用留下了巨大隐患，因此针对这一现状，迫切需要开发一种凸轮轴倒钝用磨头，以满足实际使用的需要。

发明内容

针对现有技术上存在的不足，本发明提供一种智能多刀架复合凸轮轴锐边倒钝系统，该发明结构简单，使用灵活方便，通用性好，运行自动化程度和磨削作业加工精度高，一方面可根据使用需要，灵活调整磨头的数量、磨削作业位置及磨头结构，满足对不同结构尺寸凸轮轴的各类结构棱角结构作业面进行磨削倒钝作业的需要，另一方面在使用过程中，可根据使用及维护作业的需要，灵活对磨头的零部件进行调整和更换，在提高磨头使用灵活性的同时，还有效的提高了磨头的故障修复率，从而极大的提高磨头设备使用的稳定性和有效延长磨头使用寿命，从而达到提高倒钝作业效率、工作精度的同时，有效的降低倒钝作业的成本。

为了实现上述目的，本发明是通过如下的技术方案来实现：

一种智能多刀架复合凸轮轴锐边倒钝系统，包括磨床，磨床上设倒钝机构，倒钝机构包括升降驱动机构、水平导轨、刀座、磨头、伸缩导向杆、滑块、定位机构、行走机构、磨削驱动电机及数字控制电路，其中升降驱动机构至少两个，沿磨床工作台轴线与磨床工作台上端面连接，且升降驱动机构下端面通过转台机构与磨床工作台上端面铰接，上端面通过转台机构与至少一条水平导轨下端面铰接，升降驱动机构轴线与磨床工作台上端面和水平导轨下端面呈0°—180°夹角，水平导轨轴线与磨床工作台轴线呈0°—180°夹角，滑块若干，均通过行走机构与水平导轨滑动连接，滑块通过转台机构与至少一条伸缩导向杆后端面相互铰接，伸缩导向杆前端面通过转台机构与刀座相互铰接，伸缩导向杆轴线及刀座轴线均与磨床工作台上端面呈0°—180°夹角，磨削驱动电机嵌于刀座内并与至少一个磨头相互连接，磨头轴线与刀座轴线平行分布，定位机构数量与滑块及刀座数量一致，且每个滑块及刀座上均设至少一个定位机构，定位机构轴线分别与其所在的滑块及刀座轴线平行分布，数字控制电路嵌于磨床内，并分别与升降驱动机构、伸缩导向杆、定位机构、行走机构、磨削驱动电机及磨床的电路系统电气连接。

进一步的，所述的水平导轨为一条及一条以上时，所述的水平导轨为磨床工作台上端面的后端一侧。

进一步的，所述的水平导轨为两条及两条以上时，各水平导轨分布在磨床工作台轴线两侧。

进一步的，所述的伸缩导向杆为电动伸缩杆、液压伸缩杆及气压伸缩杆中的任意一种。

进一步的，所述的转台机构为三维转台或二维转台中的任意一种，且所述的转台机构上另设至少一个驱动伺服电动机和至少一个角度传感器，所述的驱动伺服电动机和角度传感器均与数字控制电路电气连接。

进一步的，所述的定位机构为压力传感器、行程传感器、霍尔传感器、光电传感器、激光测距装置及超声波测距装置中的任意一种或任意几种同时使用。

进一步的，所述的磨削驱动电机与上另设一个转速传感器和一个扭矩传感器，所述的转速传感器和扭矩传感器均与数字控制电路电气连接。

进一步的，所述的磨头包括刀柄、导向滑轨、摩条，其中所述的刀柄为柱状杆体结构，后半部外侧面均布至少两条夹持条，前半部外侧面均布至少三条连接滑槽，所述的夹持条和连接滑槽环绕刀柄轴线均布，并与刀柄轴线平行分布，所述的导向滑轨通过转台机构与连接滑槽相互连接，且每条连接滑槽均与一个导向滑轨相互连接，所述的导向滑轨与刀柄外表面间间距不小于3毫米，且导向滑轨轴线与刀柄轴线呈0°—180°夹角，所述的摩条若干，分别沿导向滑轨轴线方向均布在各导向滑轨上，所述的摩条轴线与导向滑轨轴线平行分布，且每个导向滑轨上均设至少一个摩条。

进一步的，所述的摩条中，位于相邻两个摩条间间距为0至以摩条前端面至刀柄轴线为半径的虚拟圆柱结构的外侧面周长的1/3，且相邻两个摩条的侧表面间通过弹性连接带相互连接。

进一步的，所述的摩条中，环绕刀柄轴线均布的每至少两个摩条构成一个工作组，同一工作组中的各摩条外表面分布在同一以摩条前端面至刀柄轴线为半径的虚拟圆柱结构的外侧面，各工作组中的摩条外表面至刀柄轴线间的高度差为0至刀柄最大直径的1.1—5倍。

本发明结构简单，使用灵活方便，通用性好，运行自动化程度和磨削作业加工精度高，一方面可根据使用需要，灵活调整磨头的数量、磨削作业位置及磨头结构，满足对不同结构尺寸凸轮轴的各类结构棱角结构作业面进行磨削倒钝作业的需要，另一方面在使用过程中，可根据使用及维护作业的需要，灵活对磨头的零部件进行调整和更换，在提高磨头使用灵活性的同时，还有效的提高了磨头的故障修复率，从而极大的提高磨头设备使用的稳定性和有效延长磨头使用寿命，从而达到提高倒钝作业效率、工作精度的同时，有效的降低倒钝作业的成本。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式来详细说明本发明。

图1为本发明结构示意图；

图2为磨头结构示意图；

图3为磨条轴线与刀柄轴线平行时磨条工作状态布局结构示意图；

图4为磨条轴线与刀柄轴线相交时一种磨条工作状态布局结构示意图；

图5为磨条轴线与刀柄轴线相交时另一种磨条工作状态布局结构示意图；

具体实施方式

为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。

如图1—5所述的一种智能多刀架复合凸轮轴锐边倒钝系统，包括磨床1，磨床1上设倒钝机构，倒钝机构包括升降驱动机构2、水平导轨3、刀座4、磨头5、伸缩导向杆6、滑块7、定位机构8、行走机构9、磨削驱动电机10及数字控制电路11，其中升降驱动机构2至少两个，沿磨床1工作台12轴线与磨床1工作台12上端面连接，且升降驱动机构2下端面通过转台机构13与磨床1工作台12上端面铰接，上端面通过转台机构13与至少一条水平导轨3下端面铰接，升降驱动机构2轴线与磨床1工作台12上端面和水平导轨3下端面呈0°—180°夹角，水平导轨3轴线与磨床1工作台12轴线呈0°—180°夹角，滑块7若干，均通过行走机构9与水平导轨3滑动连接，滑块7通过转台机构13与至少一条伸缩导向杆6后端面相互铰接，伸缩导向杆6前端面通过转台机构13与刀座4相互铰接，伸缩导向杆6轴线及刀座4轴线均与磨床1工作台12上端面呈0°—180°夹角，磨削驱动电机10嵌于刀座4内并与至少一个磨头5相互连接，磨头5轴线与刀座4轴线平行分布。

本实施例中，所述的定位机构8数量与滑块7及刀座4数量一致，且每个滑块7及刀座4上均设至少一个定位机构8，定位机构8轴线分别与其所在的滑块7及刀座4轴线平行分布，数字控制电路11嵌于磨床1内，并分别与升降驱动机构2、伸缩导向杆6、定位机构8、行走机构9、磨削驱动电机10及磨床1的电路系统电气连接。

其中，所述的水平导轨3为一条及一条以上时，所述的水平导轨3为磨床1工作台12上端面的后端一侧，所述的水平导轨3为两条及两条以上时，各水平导轨3分布在磨床1工作台12轴线两侧。

本实施例中，所述的伸缩导向杆6为电动伸缩杆、液压伸缩杆及气压伸缩杆中的任意一种。

本实施例中，所述的转台机构13为三维转台或二维转台中的任意一种，且所述的转台机构13上另设至少一个驱动伺服电动机131和至少一个角度传感器132，所述的驱动伺服电动机131和角度传感器132均与数字控制电路11电气连接。

本实施例中，所述的定位机构8为压力传感器、行程传感器、霍尔传感器、光电传感器、激光测距装置及超声波测距装置中的任意一种或任意几种同时使用。

此外，所述的磨削驱动电机10与上另设一个转速传感器101和一个扭矩传感器102，所述的转速传感器101和扭矩传感器102均与数字控制电路11电气连接。

与此同时，所述的磨头5包括刀柄51、导向滑轨52、摩条53，其中所述的刀柄51为柱状杆体结构，后半部外侧面均布至少两条夹持条54，前半部外侧面均布至少三条连接滑槽55，所述的夹持条54和连接滑槽55环绕刀柄51轴线均布，并与刀柄51轴线平行分布，所述的导向滑轨52通过转台机构13与连接滑槽55相互连接，且每条连接滑槽55均与一个导向滑轨52相互连接，所述的导向滑轨52与刀柄51外表面间间距不小于3毫米，且导向滑轨52轴线与刀柄51轴线呈0°—180°夹角，所述的摩条53若干，分别沿导向滑轨52轴线方向均布在各导向滑轨52上，所述的摩条53轴线与导向滑轨52轴线平行分布，且每个导向滑轨52上均设至少一个摩条53。

进一步优选的，所述的摩条53中，位于相邻两个摩条53间间距为0至以摩条53前端面至刀柄1轴线为半径的虚拟圆柱结构的外侧面周长的1/3，且相邻两个摩条53的侧表面间通过弹性连接带56相互连接。

与此同时，所述的摩条53中，环绕刀柄1轴线均布的每至少两个摩条53构成一个工作组，同一工作组中的各摩条53外表面分布在同一以摩条53前端面至刀柄51轴线为半径的虚拟圆柱结构的外侧面，各工作组中的摩条53外表面至刀柄51轴线间的高度差为0至刀柄51最大直径的1.1—5倍。

进一步优选的，所述数字控制电路为基于可编程控制器、工业单片机中任意一种或两种共用为基础的电路系统。

本发明在具体实施中，首先根据磨床结构和加工范围，选择与磨床结构匹配的升降驱动机构、水平导轨，然后将升降驱动机构、水平导轨安装刀磨床工作台上，然后对刀座、磨头、伸缩导向杆、滑块、定位机构、行走机构、磨削驱动电机及数字控制电路进行组装，其中组装中，刀座、磨头的数量根据摩擦最大磨削加工作业面数量的1.1—1.5倍设定，同时将数字控制电路与磨床的电路系统电气连接，即可完成本发明的装配。

在进行倒钝加工作业时，首先将待加工的凸轮轴固定在磨床工作台上，并使待加工凸轮轴轴线与磨床工作台轴线平行分布，然后有数字控制电路首先调整升降驱动机构运行，是水平导轨及与水平导轨连接的各设备均处于待加工凸轮轴一侧，然后根据凸轮轴加工作业面的数量和位置选择满足使用的刀座和磨头，然后由滑块在行走机构驱动下，对各刀座及与刀座连接的磨头沿水平导轨进行位置调整，并使各选定磨头分别位于待加工凸轮轴相应的作业面位置，并磨削驱动电机运行，由磨削驱动电机驱动磨头处于工作状态，然后在定位机构对磨头与工作面间间距、行程进行监控情况下，由数字控制电路驱动驱动转台结构和伸缩导向杆运行，使磨头根据磨削倒钝作业要求进行进给，从而达到磨头对待加工的凸轮轴棱边等结构进行倒钝的目的。

在倒钝作业中，可根据定位机构检测参数及倒钝加工工艺要求，由数字控制电路对升降驱动机构、伸缩导向杆、行走机构、磨削驱动电机的运作状态进行同时调整，以实现磨头满足对不同结构磨削倒钝作业面加工的需要。

除此之外，在进行倒钝作业前，在进行磨头安装定位是，首先需要选择长度、直径及连接滑槽数量均满足使用需要的刀柄及满足磨削加工工艺及作业面结构要求的磨条，然后对刀柄、导向滑轨、摩条等磨头结构进行组装，从而满足不同作业面磨削倒钝作业的需要。

在磨削作业中，另可根据磨削凸轮轴的各棱边、棱角的具体结构和位置，一方面通过转台机构调整磨条磨削作业面与凸轮轴磨削作业面间的夹角，另一方面通过导向滑轨调整磨条在磨削作业时磨条整体与凸轮轴作业面间的间距和定位位置，从而达到灵活调整磨条作业位置以满足凸轮轴各类不同结构棱边、棱角磨削倒钝作业的需要。

于此同时，在对转台机构、导向滑轨、摩条与刀柄连接时，根据作业需要，可对各磨条至刀柄轴线间距进行灵活调整，以构成若干工作组，通过不同工作组一方面实现对复杂结构面进行磨削的需要，另一方面同时显示对多个作业面同时磨削的需要。

除此之外，在磨削作业中个，另可根据磨削作业的需要和磨条磨损情况，灵活对磨条进行更换调整，从而极大的提高磨条使用的灵活性和故障修复率。

本发明结构简单，使用灵活方便，通用性好，运行自动化程度和磨削作业加工精度高，一方面可根据使用需要，灵活调整磨头的数量、磨削作业位置及磨头结构，满足对不同结构尺寸凸轮轴的各类结构棱角结构作业面进行磨削倒钝作业的需要，另一方面在使用过程中，可根据使用及维护作业的需要，灵活对磨头的零部件进行调整和更换，在提高磨头使用灵活性的同时，还有效的提高了磨头的故障修复率，从而极大的提高磨头设备使用的稳定性和有效延长磨头使用寿命，从而达到提高倒钝作业效率、工作精度的同时，有效的降低倒钝作业的成本。

本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制。上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理。在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进。这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (2)

1.本发明涉及一种智能多刀架复合凸轮轴锐边倒钝系统，包括磨床，磨床上设倒钝机构，倒钝机构包括升降驱动机构、水平导轨、刀座、磨头、伸缩导向杆、滑块、定位机构、行走机构、磨削驱动电机及数字控制电路，升降驱动机构下端面与磨床工作台上端面铰接，上端面与水平导轨下端面铰接，滑块与水平导轨连接，滑块通与至少一条伸缩导向杆后端面相互铰接，伸缩导向杆前端面与刀座相互铰接，磨削驱动电机嵌于刀座内并与磨头相互连接。

2.本发明一方面可满足对不同结构尺寸凸轮轴的各类结构棱角结构作业面进行磨削倒钝作业的需要，另一方面可灵活对磨头的零部件进行调整和更换，从而达到提高倒钝作业效率、工作精度的同时，有效的降低倒钝作业的成本。

Images