CN208906442U - 一种发动机凸轮轴的凸轮磨床自动定位机构 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种发动机凸轮轴的凸轮磨床自动定位机构，属于凸轮轴加工设备技术领域。它解决了现有凸轮轴磨削时上料夹紧不便等技术问题。本发动机凸轮轴的凸轮磨床自动定位机构包括用于放置凸轮轴工件的支撑座以及位于支撑座一侧的尾顶尖，支撑座的另一侧设置有能够转动的头架，头架上设有与尾顶尖正对的头顶尖且头顶尖与尾顶尖能够相向移动，头架上位于头顶尖的一侧设有角向定位销，角向定位销朝向尾顶尖；头架上还设有液压弹簧夹头，液压弹簧夹头位于头顶尖的外围。本实用新型中的机构自动化程度高，整个动作不需要人工辅助操作，减少了人工上料时间，上料效率高；而且动作精准可靠，使用方便快捷。

Description

一种发动机凸轮轴的凸轮磨床自动定位机构

技术领域

本实用新型属于发动机零部件制造设备技术领域，涉及一种凸轮轴的加工设备，特别是一种发动机凸轮轴的凸轮磨床自动定位机构。

背景技术

凸轮轴是发动机五大核心部件之一，它的作用是控制气门的开启和闭合动作，凸轮轴承受周期性的冲击载荷，凸轮与挺柱之间的接触应力很大，相对滑动速度也很高，因此凸轮工作表面的磨损比较严重，针对这种情况，凸轮轴轴颈和凸轮工作表面除应该有的较高的尺寸精度、较小的表面粗糙度和足够的刚度外，还应有较高的耐磨性和良好的润滑。凸轮轴的凸轮磨削是整个凸轮轴制造过程的核心技术和关键工序，故此工序的加工精度、设备数量、循环时间等一直是行业内制造过程KPI重点考核指标之一。如何提高工件加工精度、降低加工节拍，提升生产效率，一直工程师们思考的首要问题。

中国专利(公告号：CN204843769U，公开日：2015-12-09) 公开了一种凸轮磨床包括底座，底座上固定呈T字形分布的横向导轨和纵向导轨；横向导轨上支撑有横向伺服电机驱动的横向滚柱丝杆，且与工作台形成横向移动副；工作台上表面安装卡盘电机带动的工件卡盘，且下表面延伸出与横向滚珠丝杆构成螺旋副的横向螺母；纵向导轨上支撑有纵向伺服电机驱动的纵向滚珠丝杆，且与磨头台形成纵向移动副；磨头台上表面安装电主轴驱动的磨头，且下表面延伸出与纵向滚珠丝杆构成螺旋副的纵向螺母。

上述专利文献中凸轮轴工件夹持在卡盘上，安装时自动化程度低，比较麻烦和费时费力。

发明内容

本实用新型针对现有的技术存在的上述问题，提供一种发动机凸轮轴的凸轮磨床自动定位机构，本实用新型所要解决的技术问题是：如何在凸轮轴工件磨削工艺中自动高效的实现对凸轮轴工件的定位夹紧。

本实用新型的目的可通过下列技术方案来实现：

一种发动机凸轮轴的凸轮磨床自动定位机构，包括用于放置凸轮轴工件的支撑座以及位于所述支撑座一侧的尾顶尖，其特征在于，所述支撑座的另一侧设置有能够转动的头架，所述头架上设有与所述尾顶尖正对的头顶尖且所述头顶尖与所述尾顶尖能够相向移动，所述头架上位于所述头顶尖的一侧设有角向定位销，所述角向定位销朝向所述尾顶尖；所述头架上还设有液压弹簧夹头，所述液压弹簧夹头位于所述头顶尖的外围。

其原理如下：凸轮轴工件的中部沿其轴向具有中心孔，凸轮轴工件的一个端面上开设有角向定位孔。使用时，将凸轮轴工件放入磨床设备的支撑座上，凸轮轴工件的中心孔两端分别与头顶尖和尾顶尖对齐，且将凸轮轴工件具有角向定位孔的一端对向头顶尖，此时在不刻意对准的前提下，凸轮轴工件的角向定位孔位置与头架的角向定位销位置通常不重合，两者是错开的，尾顶尖顶住凸轮轴工件，使角向定位销顶置在凸轮轴工件的端面上，随后头架转动，此时凸轮轴工件与角向定位销角向相对运动，当头架转动一定角度使的角向定位销与凸轮轴工件的角向定位孔位置重合时，凸轮轴工件由于受到尾顶尖持续的顶紧压力，凸轮轴工件轴向移动使得角向定位销韧入凸轮轴工件的角向定位孔中，角向定位完成，随后液压弹簧夹头动作，加压夹紧凸轮轴工件的外周面，则整个定位夹紧过程完成，整个过程都为机构全自动完成。角向定位确认后，头架旋转带动凸轮轴工件转动用于磨削加工，磨削完成后，液压弹簧夹头自动松开，头顶尖和尾顶尖依次撤回，凸轮轴工件自动落置到支撑座上，人工下料即可。

本实用新型是在传统凸轮轴外圆凸轮磨床头架上安装此机构，操作工只需把凸轮轴工件放入支撑座上，按下循环启动开关，磨床设备的头顶尖、尾顶尖、角向定位销以及液压弹簧夹头的顶紧和韧入都自动完成，自动化程度高，整个动作不需要人工辅助操作，减少了人工上料时间，上料效率高；而且动作精准可靠，使用方便快捷。

在上述的发动机凸轮轴的凸轮磨床自动定位机构中，所述液压弹簧夹头为标准回转体，所述液压弹簧夹头的内侧面与所述头顶尖的外周面之间具有间隔，所述液压弹簧夹头的外端朝向所述尾顶尖方向伸出且凸出于所述头顶尖的端面。

现有方式中的定位驱动夹头和头架上的定位驱动块结构使得头架结构不对称，工作时高速旋转的头架容易产生振动，从而影响凸轮轴工件的加工精度。本技术方案中整个结构都采用对称式设计，液压弹簧夹头为标准回转体，对整个头架的不平衡影响很小。头架上的角向定位销在自动韧入凸轮轴工件的角向定位孔过程中，头架始终保持一个方向旋转，固在角向定位销韧入角向定位孔后，由于惯性作用，角向定位销始终与角向定位孔保持一个方向的面贴合，从而提高磨削工程中凸轮相位角的一致性。

在上述的发动机凸轮轴的凸轮磨床自动定位机构中，所述角向定位销的轴向方向与所述头顶尖的轴向方向相平行，所述角向定位销位于所述液压弹簧夹头的内侧面与所述头顶尖的外周面之间；所述角向定位销的外端面位于所述液压弹簧夹头外端面与头顶尖外端面之间。

在上述的发动机凸轮轴的凸轮磨床自动定位机构中，所述头顶尖和尾顶尖的外端均具有由端面向外侧面倾斜延伸的导向面。

在上述的发动机凸轮轴的凸轮磨床自动定位机构中，所述支撑座上的上侧具有V型开口；所述支撑座有两个且间隔设置。这样方便凸轮轴工件的放置和初步定位。

与现有技术相比，本实用新型中的自动定位机构其头顶尖、尾顶尖、角向定位销以及液压弹簧夹头的顶紧和韧入都自动完成，自动化程度高，整个动作不需要人工辅助操作，减少了人工上料时间，上料效率高；而且动作精准可靠，使用方便快捷。

附图说明

图1是本凸轮磨床自动定位机构在角向定位完成前的剖面结构示意图。

图2是本凸轮磨床自动定位机构在角向定位完成后的剖面结构示意图。

图中，1、凸轮轴工件；1a、中心孔；1b、角向定位孔；2、支撑座；3、尾顶尖；4、头架；5、头顶尖；6、角向定位销；7、液压弹簧夹头；8、导向面。

具体实施方式

以下是本实用新型的具体实施例并结合附图，对本实用新型的技术方案作进一步的描述，但本实用新型并不限于这些实施例。

如图1和图2所示，本发动机凸轮轴的凸轮磨床自动定位机构包括用于放置凸轮轴工件1的支撑座2以及位于支撑座2一侧的尾顶尖3，支撑座2的另一侧设置有能够转动的头架4，支撑座 2上的上侧具有V型开口；支撑座2有两个且间隔设置；头架4 上设有与尾顶尖3正对的头顶尖5且头顶尖5与尾顶尖3能够相向移动，头架4上位于头顶尖5的一侧设有角向定位销6，角向定位销6朝向尾顶尖3；头架4上还设有液压弹簧夹头7，液压弹簧夹头7位于头顶尖5的外围；凸轮轴工件1的中部沿其轴向具有中心孔1a，凸轮轴工件1的一个端面上开设有角向定位孔1b。使用时，将凸轮轴工件1放入磨床设备的支撑座2上，凸轮轴工件1的中心孔1a两端分别与头顶尖5和尾顶尖3对齐，且将凸轮轴工件1具有角向定位孔1b的一端对向头顶尖5，此时在不刻意对准的前提下，凸轮轴工件1的角向定位孔1b位置与头架4的角向定位销6位置通常不重合，两者是错开的，尾顶尖3顶住凸轮轴工件1，使角向定位销6顶置在凸轮轴工件1的端面上，随后头架4转动，此时凸轮轴工件1与角向定位销6角向相对运动，当头架4转动一定角度使的角向定位销6与凸轮轴工件1的角向定位孔1b位置重合时，凸轮轴工件1由于受到尾顶尖3持续的顶紧压力，凸轮轴工件1轴向移动使得角向定位销6韧入凸轮轴工件1的角向定位孔1b中，角向定位完成，随后液压弹簧夹头7 动作，加压夹紧凸轮轴工件1的外周面，则整个定位夹紧过程完成，整个过程都为机构全自动完成。角向定位确认后，头架4旋转带动凸轮轴工件1转动用于磨削加工，磨削完成后，液压弹簧夹头7自动松开，头顶尖5和尾顶尖3依次撤回，凸轮轴工件1 自动落置到支撑座2上，人工下料即可。

进一步的，如图1和图2所示，液压弹簧夹头7为标准回转体，液压弹簧夹头7的内侧面与头顶尖5的外周面之间具有间隔，液压弹簧夹头7的外端朝向尾顶尖3方向伸出且凸出于头顶尖5 的端面；角向定位销6的轴向方向与头顶尖5的轴向方向相平行，角向定位销6位于液压弹簧夹头7的内侧面与头顶尖5的外周面之间；角向定位销6的外端面位于液压弹簧夹头7外端面与头顶尖5外端面之间；头顶尖5和尾顶尖3的外端均具有由端面向外侧面倾斜延伸的导向面8；本技术方案中整个结构都采用对称式设计，液压弹簧夹头7为标准回转体，对整个头架4的不平衡影响很小。头架4上的角向定位销6在自动韧入凸轮轴工件1的角向定位孔1b过程中，头架4始终保持一个方向旋转，固在角向定位销6韧入角向定位孔1b后，由于惯性作用，角向定位销6始终与角向定位孔1b保持一个方向的面贴合，从而提高磨削工程中凸轮相位角的一致性。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本实用新型精神作举例说明。本实用新型所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本实用新型的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

尽管本文较多地使用了1、凸轮轴工件；1a、中心孔；1b、角向定位孔；2、支撑座；3、尾顶尖；4、头架；5、头顶尖；6、角向定位销；7、液压弹簧夹头；8、导向面等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本实用新型的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本实用新型精神相违背的。

Claims (5)

1.一种发动机凸轮轴的凸轮磨床自动定位机构，包括用于放置凸轮轴工件(1)的支撑座(2)以及位于所述支撑座(2)一侧的尾顶尖(3)，其特征在于，所述支撑座(2)的另一侧设置有能够转动的头架(4)，所述头架(4)上设有与所述尾顶尖(3)正对的头顶尖(5)且所述头顶尖(5)与所述尾顶尖(3)能够相向移动，所述头架(4)上位于所述头顶尖(5)的一侧设有角向定位销(6)，所述角向定位销(6)朝向所述尾顶尖(3)；所述头架(4)上还设有液压弹簧夹头(7)，所述液压弹簧夹头(7)位于所述头顶尖(5)的外围。

2.根据权利要求1所述的发动机凸轮轴的凸轮磨床自动定位机构，其特征在于，所述液压弹簧夹头(7)为标准回转体，所述液压弹簧夹头(7)的内侧面与所述头顶尖(5)的外周面之间具有间隔，所述液压弹簧夹头(7)的外端朝向所述尾顶尖(3)方向伸出且凸出于所述头顶尖(5)的端面。

3.根据权利要求2所述的发动机凸轮轴的凸轮磨床自动定位机构，其特征在于，所述角向定位销(6)的轴向方向与所述头顶尖(5)的轴向方向相平行，所述角向定位销(6)位于所述液压弹簧夹头(7)的内侧面与所述头顶尖(5)的外周面之间；所述角向定位销(6)的外端面位于所述液压弹簧夹头(7)外端面与头顶尖(5)外端面之间。

4.根据权利要求3所述的发动机凸轮轴的凸轮磨床自动定位机构，其特征在于，所述头顶尖(5)和尾顶尖(3)的外端均具有由端面向外侧面倾斜延伸的导向面(8)。

5.根据权利要求4所述的发动机凸轮轴的凸轮磨床自动定位机构，其特征在于，所述支撑座(2)上的上侧具有V型开口；所述支撑座(2)有两个且间隔设置。