[其他]摆动成型的数控凸轮磨床

说明书

本发明属于一种对数控凸轮磨床的改进。

1964年出现了第一台数控凸轮磨床，数控磨床不象靠模式凸轮磨床那样依赖标准凸轮的更换，更不象展成式曲线磨床那样只能加工特定的曲线，而只需改变软件就能变换不同的凸轮线型，灵活性极大。目前数控凸轮磨床如G.N.Portas等的凸轮磨床（Annals    of    the    CIRP    Vol.32/1/1983，P331-333）一般都采用砂轮架追随工件转角往复运动而完成表面的成型，因此数控凸轮磨床的生产率较之靠模式凸轮磨床低。由于砂轮架重量较大，不易对数控系统作出快速而又准确的反应，否则由于惯性力大，容易使机床产生换向冲击与振动，从而降低加工精度。此外为提高砂轮架系统的动态性能，一般要采用静压或滚动导轨、滚珠丝杠、双层滑台等，这些是普通磨床很少采用的结构，使得机床零部件的通用化程度降低，制造成本提高，并且难于用现有的磨床改装。

本发明为了提高生产率，用摆动成型机构代替了砂轮架运动成型的机构。本发明所提出的摆动成型机构使工件产生自转和以主轴轴线为中心的摆动两种运动，即工件在旋转的同时，又根据其转角的变化相对砂轮作小半径大摆角的摆动，使工件轴线与砂轮轴线之间距离发生有规律的变化，从而形成凸轮表面。砂轮架只象普通外圆磨床那样做快速进退和粗细进给。

本发明所提出的数控凸轮磨床包括一般数控凸轮磨床具有的数控装置、动力装置、检测装置、床身、工作台、砂轮架、头架、尾座以及中间支撑附件外，还包括本发明的特征部份，主要体现在头架、尾座以及中间支撑附件的改进上（见图1）。其特征是具有在数控动力装置〔2〕的驱动下，以主轴为中心摆动的头架偏心机构和具有偏心锥孔并能作与头架主轴同步运动的尾座轴。头架偏心机构包括具有偏心顶尖锥孔〔32〕的主轴〔5〕和柱销孔盘机构〔12，13，14〕。偏心顶尖锥孔〔32〕位于主轴前端，并且锥孔轴线偏离主轴中心距离为e，主轴前部的外缘表面〔31〕与偏心顶尖锥孔同轴，偏心顶尖锥孔的轴线即是工件旋转轴线。头架上设有拨盘〔12〕和柱销孔盘机构〔13，14〕，孔盘〔14〕通过轴承〔34〕与主轴前段外缘表面〔31〕相配，拨盘〔12〕上装有一组柱销〔13〕，柱销伸入孔盘〔14〕的孔（直径为柱销直径+2e）中。另一套数控动力装置〔1〕经减速系统由拨盘〔12〕通过柱销孔盘机构〔13，14〕驱动工件旋转，以保证工件与数控动力装置〔1〕之间准确的速比关系不受摆动的影响。为达到零点定位和平衡的目的，头架主轴〔5〕的后端装有定位块〔6〕和挡块〔7〕。

尾座轴〔18〕前端的偏心锥孔〔27〕具有和头架主轴锥孔相同的偏心距e，并且尾座轴〔18〕和偏心锥孔〔27〕分别与头架主轴〔5〕和头架主轴偏心锥孔〔32〕同轴，并同步摆动。因此头架主轴〔5〕和尾座轴〔18〕的轴心线重合构成主轴线，而锥孔〔32〕和锥孔〔27〕的轴心线重合机构成偏心轴线（即工件轴线）。在数控装置的驱动下，头架主轴和尾座轴以主轴线为中心作小于180°的往复转动，从而使偏心轴线（即工件轴线）以主轴线为中心摆动。

为保证头架、尾座两者的摆动部份同步工作，可以有三种驱动方式：（1）头架主轴、尾座轴分别由两套数控动力装置驱动，运动的同步由数控系统来保证实现电同步。也可以头架尾座共用一套摆动动力装置来实现机械同步。（2）一般可由头架主轴〔5〕通过齿轮〔11，9，10〕，以及传动轴〔36，22（这里为同一根轴）〕以及〔21，23〕等两对1∶1的齿轮驱动尾座轴〔18〕使偏心顶尖摆动。（3）反之，也可以由尾座摆动动力装置〔25〕通过第（2）种方式所述的同步机构驱动头架主轴〔5〕使其和尾座轴实现同步。

当加工细长工件时另加一套中间摆动支撑附件。若是头架尾座分别驱动的方式（1）时，一般可由尾座来带动中间摆动支撑附件，这样负荷均衡一些。即由〔18，23，21，22〕传至中间摆动支撑附件。由于中间支撑附件动力消耗并不大，由头架的动力来驱动也是可以的，也就是从〔5，11，9，10，36〕传至中间摆动支撑附件。当头架尾座按（2）、（3）方式传动时，同步轴〔22，36（同为一根轴）〕穿过中间摆动支撑附件将头架尾座相连，同时也给中间摆动支撑附件提供了动力。