CN202174470U - 基于变径砂轮磨削的弧面凸轮磨削中心 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种基于变径砂轮磨削的弧面凸轮磨削中心。其包括砂轮主轴箱，所述砂轮主轴箱内安装有砂轮主轴，所述砂轮主轴上安装有砂轮，所述砂轮是直径可变的变径砂轮。本实用新型提供的磨削中心在对弧面凸轮进行加工时，由于磨削所采用的砂轮直径可以改变，以补偿砂轮在磨削过程中的磨损，使砂轮外径在磨削过程中保持稳定，从而可彻底摒弃现有技术使用的行星磨削方式，具有磨削效率高和磨削质量好的特点。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种磨削中心，特别是一种用于对弧面凸轮进行磨削加工的磨削中心。
背景技术
弧面凸轮（Globoidal Cam），又称滚子齿形凸轮（Roller Gear Cam）、蜗形凸轮、蜗杆式凸轮等。1988年的GB《机器理论与机构学术语》报批稿中正式使用了弧面分度凸轮术语。
弧面凸轮的轮廓是空间不可展螺旋面，难于用数学方程表达。其最有效的加工方法，就是用机床模拟其工作原理。即机床有一个弧面凸轮回转轴（A轴），夹具相当于凸轮轴，安装在A轴上。机床还有一个回转轴（B轴），相当于从动轴，刀具相当于滚子。A轴与B轴的距离等于凸轮轴与从动轴之间的距离。A轴与B轴模拟凸轮分度过程中，凸轮轴与从动轴之间的运动规律，与滚子尺寸相同的砂轮就能加工出理想的弧面凸轮曲面。
要想实现高精度的弧面凸轮加工，磨削的过程中砂轮直径必须的保持一定的公差范围内。然而砂轮的直径在磨削的过程中是不断变化的，因此现有技术的磨削方法就必须采用行星磨削的方法进行磨削，行星磨削的原理如图1所示，一个A直径的砂轮100磨削一个B直径弧面凸轮200的内径，该砂轮100需要走一个A-B直径的圆。其利用高速电主轴达到高的磨削线速度，利用行星公转回转中心和自转回转中心的偏心量，实现磨削点到公转回转中心等于滚子半径的磨削要求。具体工艺可以参考周定伍等人的《弧面凸轮五轴联动数控行星磨削设备应用》一文。
然而，由于砂轮每次公转只有一次磨削机会，不是连续磨削，导致该磨削方法的磨削效率极低，上述文献结尾处中提到“该品种每月产量保持在50套以上”，可想而知此种加工方法效率之低。同时，由于磨削电主轴公转时，有一定的偏心量，主轴公转有一定振动，加上又不是连续磨削，加工面的表面质量也无法到达好的效果。
实用新型内容
鉴于现有技术的上述缺点，本实用新型要解决的技术问题是提供一种弧面凸轮磨削中心,用以替代现有的磨削设备,从而替代现有的行星磨削的工艺,实现弧面凸轮的高效、高质磨削加工。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种基于变径砂轮磨削的弧面凸轮磨削中心，包括砂轮主轴箱，所述砂轮主轴箱内安装有砂轮主轴，所述砂轮主轴上安装有砂轮，所述砂轮是直径可变的变径砂轮。
本实用新型的技术方案还可做如下改进：
作为上述技术方案的改进，所述变径砂轮包括可弹性变形的砂轮基体，所述基体的外圆表面附着有CBN层。
作为上述技术方案的进一步改进，所述基体为筒状弹性金属基体。
作为上述技术方案的进一步改进，所述基体为筒状橡胶基体。
作为上述技术方案的进一步改进，所述基体的内、外表面各具有若干道轴向分布的伸缩缝，所述CBN层位于由外表面上的伸缩缝分隔的多个区域内。
作为上述技术方案的进一步改进，所述变径砂轮安装在与砂轮主轴联接的磨杆的端面上，所述基体的内表面呈锥面，所述基体内设有一与基体的内表面配合的锥形胀芯，所述胀芯内设置有调整杆，所述调整杆与磨杆螺纹联接，所述调整杆螺入磨杆时，能够顶动胀芯朝向磨杆一侧移动。
作为上述技术方案的进一步改进，所述砂轮主轴的另一端还安装有一砂轮。
作为上述技术方案的进一步改进，还包括一检测变径砂轮直径的测头。
作为上述技术方案的进一步改进，所述测头安装于砂轮主轴箱上。
作为上述技术方案的进一步改进，所述砂轮主轴是电主轴。
相对于现有技术，本实用新型的有益效果是：本实用新型提供的磨削中心在对弧面凸轮进行加工时，由于磨削所采用的砂轮直径可以改变，以补偿砂轮在磨削过程中的磨损，使砂轮外径在磨削过程中保持稳定，从而可彻底摒弃现有技术使用的行星磨削方式，具有磨削效率高和磨削质量好的特点。
以下将结合附图对本实用新型的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明，以充分地理解本实用新型的目的、特征和效果。
附图说明
图1是现有技术的行星磨削示意图；
图2本实用新型一个实施例的结构组成示意图；
图3是本实用新型一个实施例中变径砂轮俯视示意图；
图4是图3中A-A向剖视示意图；
图5是本实用新型一种砂轮直径调整示意图；
图6是本实用新型另一种砂轮直径调整的示意图。
具体实施方式
本实用新型方法的基本构思是：提供一种磨削中心，其在对弧面凸轮进行加工时，其所采用的砂轮直径可以改变，用于补偿砂轮在磨削过程中的磨损，使砂轮外径在磨削过程中保持稳定，从而可彻底摒弃现有技术使用的行星磨削方式。
参考图2，本实用新型一个实施例的结构组成示意图,其中示出了一个典型的磨削中心的各个部分，其中砂轮主轴箱10在安装在立柱20上，所述砂轮主轴箱10内安装有砂轮主轴30，所述砂轮主轴30上安装有砂轮40，所述砂轮40是直径可变的变径砂轮。图中所示的床身的其余组成部分并不构成对本实用新型保护范围的限制，因为床身其余部分的任何改动并不影响本实用新型实现其目的。因此，本磨削中心的其余部分可按本领域技术人员的常识进行任何改进，在此不再一一赘述。
此外，在本实施例中，所述砂轮主轴30的另一端还安装有一砂轮40。这样，可以在一次装夹中对工件进行两次磨削，例如在进行了粗磨后只需转动砂轮主轴箱10，即可进行精密磨削，在节省工序提高工作效率的同时也可极大提高加工精度。
更优选地，砂轮主轴30选用电主轴。
此外，为了便于自动检测到变径砂轮的外径大小，优选地，本实施例中还包括一检测变径砂轮直径的测头，以便及时对砂轮直径进行调整，以符合公差要求。更优选地，测头安装于砂轮主轴箱10上。
图3和图4示出了本实施例中所用的变径砂轮的优选实施方式，其包括可弹性变形的基体1，所述基体的外圆表面附着有CBN层2。由于可变直径的CBN砂轮的CBN层2是附着在可弹性变形的基体1上的，其使用时，若砂轮的直径由于磨削损耗变小而不符合工艺要求时，可通过控制基体弹性变形使之膨胀，使得砂轮外径保持稳定，符合工艺要求。
现有技术中，可以弹性变形的材料较多，只要具有可弹性变形性质的材料均可以应用到本实用新型技术方案中，作为一种较佳的实施方式，所述基体1为一筒状弹性金属基体。其内、外表面各具有若干道轴向分布的伸缩缝3，所述CBN层2位于由外表面上的伸缩缝3分隔的多个区域内。这样，使用一些已知的方法对本基体1作用，例如，利用液体压力，或利用热胀冷缩的原理等方式即可使之发生膨胀，从而使得砂轮直径变大，达到调整的目的，而伸缩缝3可以使得基体1具有顺利变形的空间。
作为另一种较佳的实施方式，所述基体1为一筒状橡胶基体，更有选地，其内、外表面各具有若干道轴向分布的伸缩缝3，所述CBN层位于由外表面上的伸缩缝3分隔的多个区域内。
上述基体1中，其内表面优选呈锥面，该结构是基体1实现膨胀以实现砂轮直径调整提供一种自身结构特征。参考图5，这种内表面优选呈锥面的基体1的使用示意图，变径砂轮安装在磨杆9的端面上（变径砂轮通过该磨杆9安装在砂轮主轴上），其基体1的内表面呈锥面，所述胀芯4的外表面呈与所述基体1的内表面锥面配合的锥面，所述胀芯4内设置有调整杆8，所述调整杆8与磨杆9螺纹联接，当所述调整杆8螺入磨杆9时，调整杆8带动胀芯4移动，从而使胀芯4胀开基体1，使变径砂轮直径变化。
当然，上述方式只是一种较佳的实施方式，作为另一种实施方式，所述基体1内表面为两段相交的锥面，这两段锥面的半径向基体中部收缩。参考图6，当基体1的内表面是两段相交的锥面，这两段锥面的半径向基体中部收缩时的一种应用情况。
当然，本发明创造并不局限于上述实施方式，熟悉本领域的技术人员在不违背本实用新型精神的前提下还可作出等同变形或替换，这些等同的变型或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。
Claims (10)
1.一种基于变径砂轮磨削的弧面凸轮磨削中心，包括砂轮主轴箱，所述砂轮主轴箱内安装有砂轮主轴，所述砂轮主轴上安装有砂轮，其特征在于：所述砂轮是直径可变的变径砂轮。
2.根据权利要求1所述的基于变径砂轮磨削的弧面凸轮磨削中心，其特征在于：所述变径砂轮包括可弹性变形的砂轮基体，所述基体的外圆表面附着有CBN层。
3.根据权利要求2所述的基于变径砂轮磨削的弧面凸轮磨削中心，其特征在于：所述基体为筒状弹性金属基体。
4.根据权利要求2所述的基于变径砂轮磨削的弧面凸轮磨削中心，其特征在于：所述基体为筒状橡胶基体。
5.根据权利要求3或4所述的基于变径砂轮磨削的弧面凸轮磨削中心，其特征在于：所述基体的内、外表面各具有若干道轴向分布的伸缩缝，所述CBN层位于由外表面上的伸缩缝分隔的多个区域内。
6.根据权利要求2、3或4所述的基于变径砂轮磨削的弧面凸轮磨削中心，其特征在于：所述变径砂轮安装在与砂轮主轴联接的磨杆的端面上，所述基体的内表面呈锥面，所述基体内设有一与基体的内表面配合的锥形胀芯，所述胀芯内设置有调整杆，所述调整杆与磨杆螺纹联接，所述调整杆螺入磨杆时，能够顶动胀芯朝向磨杆一侧移动。
7.根据权利要求1、2或3所述的基于变径砂轮磨削的弧面凸轮磨削中心，其特征在于：所述砂轮主轴的另一端还安装有一砂轮。
8.根据权利要求1、2或3所述的基于变径砂轮磨削的弧面凸轮磨削中心，其特征在于：还包括一检测变径砂轮直径的测头。
9.根据权利要求8所述的基于变径砂轮磨削的弧面凸轮磨削中心，其特征在于：所述测头安装于砂轮主轴箱上。
10.根据权利要求1至4任一项所述的基于变径砂轮磨削的弧面凸轮磨削中心，其特征在于：所述砂轮主轴是电主轴。
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