CN201308999Y - 数控凸轮轴仿形车床 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了数控凸轮轴仿形车床，它包括床头箱(3)、床身，所述床头箱上的主轴连接有卡盘(19)，所述床身上设有导轨(17)，在床身上分别设置有可在导轨上移动的尾架体(5)和移动拖板(10)，尾架体上设置有与主轴同心的顶尖(18)，移动拖板上设置有摆动拖板(13)，摆动拖板上设置有凸轮靠模(11)和刀架(14)，所述摆动拖板由凸轮靠模通过滚轮(12)带动，所述凸轮靠模由设置在摆动拖板上的靠模轮伺服电机(7)驱动，所述凸轮靠模(11)的可变起始相位角由主轴伺服电机(1)和靠模轮伺服电机(7)的起始点位置数字信号进行控制。本实用新型可实现机、电、液一体化，提高了生产效率，降低了加工成本和劳动强度、节约了投资和车间面积，提高了凸轮轴加工质量，既可适合多品种，小批量凸轮轴加工，也可适用大批量专业化生产。

Description

数控凸轮轴仿形车床

技术领域

本实用新型涉及凸轮轴加工机床，尤其是涉及数控凸轮轴仿形车床。

技术背景

众所周知，凸轮轴是发动机的主要零部件之一。目前凸轮轴的加工方法一般为粗车、粗磨、半精磨、热处理和精磨等工序。而凸轮轮廓形的粗加工大都采用简易的机械靠模仿形、液压靠模仿形和数控凸轮轴铣削等方法，这三种加工方法存在下列主要问题：

一、机械靠模仿形车削是最原始加工方法，其主要缺点是机床刚性差、整体靠模制造复杂，工人劳动强度大，效率低，工件变形大，废品率高。

二、液压靠模仿形车削，虽然在机械靠模车削基础上有大步改进，但是这两种加工方法共同的缺点：一是加工不同规格的凸轮轴都应配装相应的凸轮轴整体靠模，该整体靠模制造复杂，加工成本高，不适用灵活多变的多品种，小批量凸轮轴加工生产；二是受凸轮轴本身结构决定，一根凸轮轴上都有多个单片凸轮，且相互之间有极高相位角要求，均为细长轴零件，在粗车仿形过程中加工余量大且不均匀，粗车时产生的切削力使得凸轮轴产生扭转变形，从而使单个凸轮的相位角发生变化。由于靠近卡盘夹紧端的刚性大于尾座顶尖支承一端的刚性，所以从尾座至卡盘一端凸轮轴上的每单个凸轮相位角的变化不一样，尾座一端的变形量最大，卡盘一端的变形量最小，造成粗加工出来的凸轮轴单个凸轮的相位角与图纸不相符合，为了使凸轮轴在粗车时形成的相位角误差能得到消除，凸轮轴粗车后必须进行粗磨，且粗磨留有的加工余量较大，否则会造成粗磨时凸轮单边没有粗磨余量而报废。这样既降低了生产效率，又造成人力资源、动力和砂轮的损耗，同时增加了设备投资和生产车间的占地面积。

三、数控凸轮轴铣床虽然能克服相位角变化大的缺点，但是设备造价高，刀具消耗非常高，加工时产生的噪音大，从而增加了产品加工制造成本。

实用新型内容

针对上述现有技术中凸轮轴加工存在的问题，本实用新型提出了采用可调整相位角，用单片凸轮靠模仿形进行凸轮轴粗车加工，将加工余量控制得最小而直接进行半精磨加工，省略凸轮轴粗磨，实现一模多用，既适用多品种，小批量加工，也适用大批量生产，既确保了加工质量，又可大大降低加工成本，提高生产效率的数控凸轮轴仿形车床。

本实用新型要解决的技术问题所采用的技术方案是：所述数控凸轮轴仿形车床包括床头箱、床身，所述床头箱上的主轴连接有卡盘，所述床身上设置有导轨，在床身上分别设置有可在导轨上移动的尾架体和移动拖板，所述尾架体上设置有与主轴同心的顶尖，所述移动拖板上设置有摆动拖板，所述摆动拖板上设置有凸轮靠模和刀架，所述摆动拖板由凸轮靠模通过滚轮带动，所述凸轮靠模由设置在摆动拖板上的靠模轮伺服电机驱动，所述凸轮靠模的可变起始相位角由主轴伺服电机和靠模轮伺服电机的起始点位置数字信号进行控制。

本实用新型的工作原理是

1、先按凸轮轴的理论数据输入数控系统按粗车到粗磨的加工程序试切削凸轮轴，检测因受切削力影响各单片凸轮的相位角与图纸要求相位角的偏差值；

2、将凸轮轴上每个凸轮相位角的偏差值进行数据处理，在数控系统加工程序中调整各凸轮加工起始点的数据，再进行试加工和检测相位角偏差值；

3、返复多次进行调整、试切，直到达到理想状态，同时将磨削余量减至最少，省略粗磨加工工序直接进入半精磨，达到以车代替粗磨的功能；

本实用新型采用数控系统控制，伺服电机驱动，同步带轮和精密滚珠丝杆传动，单片机械凸轮靠模、液压自动装夹，实现机、电、液一体化，自动化程度高。因此它具有下列优点：

1、凸轮轴的夹紧定位采用液压控制，工人劳动强度低；

2、不需要凸轮轴整轴靠模，只要制造一个单片凸轮靠模，节约了靠模制造费用，缩短了靠模制造周期；

3、凸轮轴粗车加工质量高，可替代粗磨直接进行半精磨，省除了粗磨工序，缩短了加工时间，提高了生产效率，降低劳动力费用、机械、动力、砂轮等损耗。节约了设备投资和车间占地面积；

4、设备调整方便，数控系统有记忆功能，方便加工程序的存、取，这样既可适合多品种，小批量凸轮轴加工，也可适用大批量专业化生产。

附图说明

图1是本实用新型的主视结构示意图。

图2是本实用新型的俯视结构示意图，

图3是图1的A-A剖视结构示意图。

在图中，1、主轴伺服电机2、变速箱体3、床头箱4、凸轮轴5、尾架体6、靠模轮箱体7、靠模轮伺服电机8、纵向走刀伺服电机9、滚珠丝杆10、移动拖板11、凸轮靠模12、滚轮13、摆动拖板14、刀架15、凸轮16、粗车后凸轮17、导轨18、顶尖19、卡盘

具体实施方式

在图1、图2和图3中，数控凸轮轴仿形车床包括床身、床头箱3，尾架体5，移动拖板10、摆动拖板13、主轴伺服电机1、变速箱体2、滚轮12、刀架14、靠模轮箱体6、靠模轮伺服电机7和纵向走刀伺服电机8，床头箱3上主轴连接有卡盘19，尾架体5上设置有与主轴同轴心线且可在尾架体套筒内移动的顶尖18，凸轮轴4一端夹紧在卡盘上，另一端用顶尖通过液压油缸顶紧，本实施例中的凸轮轴上有八个凸轮15，通过纵向走刀伺服电机8带动滚珠丝杆9旋转，从而带动移动拖板10沿床身导轨17纵向来回运动，实现八个凸轮的切削工作。刀架14、滚轮12和靠模轮伺服电机7固定安装在摆动拖板13上，摆动拖板活动设置在移动拖板上，车刀通过压紧螺钉固定在刀架上，在靠模轮伺服电机7的驱动下通过一对同步带轮和靠模轮箱体6带动凸轮靠模11旋转，滚轮在拉紧弹簧的作用下始终紧贴凸轮靠模11，摆动拖板由凸轮靠模通过滚轮12带动可在移动拖板上摆动，从而使刀架往复运动，安装在卡盘和顶尖之间的凸轮轴上的凸轮15在主轴伺服电机1驱动下通过两对同步带轮和变速箱体2，与凸轮靠模11做同步主切削旋转运动，在上述三种运动的同时作用下最终加工出凸轮廓形，当加工完单个粗车后凸轮16之后，通过电脑改变主轴伺服电机和靠模轮伺服电机的起始位置，重复上述加工，即可完成另一单个凸轮的廓形，但凸轮靠模起始相位角发生了变化，其相位角变化值也可根据需要随意调整。另外只要更换相应的凸轮靠模和调整相应的加工程序就可加工不同型号的凸轮轴。

Claims (1)

1、数控凸轮轴仿形车床，它包括床头箱(3)、床身，所述床头箱上的主轴连接有卡盘(19)，所述床身上设有导轨(17)，在床身上分别设置有可在导轨上移动的尾架体(5)和移动拖板(10)，所述尾架体上设置有与主轴同心的顶尖(18)，其特征是：所述移动拖板上设置有摆动拖板(13)，所述摆动拖板上设置有凸轮靠模(11)和刀架(14)，所述摆动拖板由凸轮靠模通过滚轮(12)带动，所述凸轮靠模由设置在摆动拖板上的靠模轮伺服电机(7)驱动，所述凸轮靠模(11)的可变起始相位角由主轴伺服电机(1)和靠模轮伺服电机(7)的起始点位置数字信号进行控制。

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