專利名稱：漸開線凸輪加工裝置及其加工方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種凸輪加工裝置，具體的為一種漸開線凸輪加工裝置和采用該漸開線凸輪加工裝置加工漸開線凸輪的加工方法。
背景技術(shù)：
凸輪機構(gòu)能實現(xiàn)復雜的運動要求，廣泛用于各種自動化和半自動化機械裝置中， 是機床重要零部件結(jié)構(gòu)之一。磨制剃插齒刀齒形的機床上就包含有漸開線凸輪，且漸開線凸輪曲線形狀的好壞直接決定了該機床加工的剃插齒刀產(chǎn)品的齒形是否合符技術(shù)要求。然而，在生產(chǎn)中，插銷在漸開線凸輪的曲面上做往復運動，致使機床原配的漸開線凸輪曲面容易磨損劃傷，需修磨曲線形狀或重新制造新的漸開線凸輪?，F(xiàn)有的加工漸開線凸輪的裝置均采用以標準凸輪進行仿形運動來加工，在事前沒有標準漸開線靠模的情況下，無法加工出漸開線凸輪，且加工漸開線凸輪的裝置為專用裝置，結(jié)構(gòu)復雜，投資大，不適合小批量生產(chǎn)的需要。專利號為CN200910148512. 1的中國專利公開了一種凸輪軸漸開線銑床，該凸輪軸漸開線銑床含有機身、機架、尾座，所述機身兩端分別固定有機架和尾座，機架內(nèi)連接有主軸，所述主軸與動力傳動機構(gòu)連接；該機架內(nèi)還裝有分度軸，該分度軸通過齒輪傳動機構(gòu)與主軸連接；分度軸的前端連接有靠模；機架的一側(cè)設(shè)有與靠模聯(lián)動的刀盤。在動力傳動機構(gòu)的帶動下，凸輪軸和靠模同時轉(zhuǎn)動，與靠模聯(lián)動的刀盤執(zhí)行仿形運動，通過刀盤的仿形移動銑削凸輪軸的漸開線輪廓。該凸輪軸漸開線銑床雖然也能加工出漸開線凸輪，但是還是需要采用一個具有漸開線曲面的靠模來進行仿形運動，且該凸輪軸漸開線銑床結(jié)構(gòu)復雜，投資大，通用性不高， 且該裝置不能在其他機床設(shè)備上使用。鑒于此，本發(fā)明旨在探索一種加工漸開線凸輪加工裝置和采用該加工裝置加工漸開線凸輪的方法，該加工裝置不僅不需要事前準備具有漸開線曲面的靠模，而且結(jié)構(gòu)簡單， 能夠在多種機床上使用，既能滿足小批量生產(chǎn)需要，還能夠適用于大批量生產(chǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提出一種漸開線凸輪加工裝置及其加工方法，該漸開線凸輪的加工裝置不僅結(jié)構(gòu)簡單，而且不需要預(yù)先設(shè)置具有漸開線曲面的靠模，實施方便， 能夠在多種機床上使用，既能滿足小批量生產(chǎn)需要，還能夠適用于大批量生產(chǎn)。要實現(xiàn)上述技術(shù)目的，本發(fā)明的漸開線凸輪的加工裝置，包括安裝在機床導軌上的夾具底座和安裝在所述夾具底座上的支撐體，所述夾具底座和支撐體之間設(shè)有滑軌，所述支撐體的上下兩側(cè)內(nèi)壁上相對地設(shè)有上頂尖和下頂尖，所述上頂尖與下頂尖之間設(shè)有定位心軸，所述定位心軸上套裝有均與該定位心軸同步轉(zhuǎn)動的基圓盤和凸輪底座，所述基圓盤的一側(cè)設(shè)有與該基圓盤圓形外周壁相配合的靠模板，所述靠模板固定安裝在機床床身上，待加工工件安裝在所述凸輪底座的外周壁上。
進一步，所述定位心軸上設(shè)有錐形軸段I，所述凸輪底座上設(shè)有與該錐形軸段I相配合的錐形通孔，所述錐形軸段I的外徑沿所述基圓盤指向所述凸輪底座的方向逐漸遞減，所述凸輪底座套裝在所述錐形軸段I上，且通過設(shè)置在所述定位心軸上的螺紋緊固件被壓緊固定在該錐形軸段I上；
進一步，所述定位心軸上設(shè)有用于安裝所述基圓盤的錐形軸段II，所述基圓盤上設(shè)有與該錐形軸段II相配合的錐形通孔，所述錐形軸段II沿所述基圓盤指向所述凸輪底座的方向逐漸遞增，所述基圓盤套裝在所述錐形軸段II上，且通過設(shè)置在所述定位心軸上的螺紋緊固件被壓緊固定在該錐形軸段II上；
進一步，所述凸輪底座的外周壁上設(shè)有截面呈梯形的定位凸塊； 進一步，所述定位心軸的兩端面上分別設(shè)有與所述上頂尖和下頂尖相匹配的中心孔； 進一步，所述滑軌垂直于所述機床導軌滑動方向，且所述夾具底座上設(shè)有用于所述支撐體在滑軌上定位的定位結(jié)構(gòu)；
進一步，所述定位結(jié)構(gòu)包括與所述夾具底座固定連接的定位擋板，所述定位擋板上設(shè)有軸線與所述滑軌方向平行的定位螺釘和調(diào)節(jié)螺釘。本發(fā)明還公開了一種采用如上所述漸開線凸輪加工裝置的漸開線凸輪加工方法， 包括如下步驟
1)安裝所述的漸開線凸輪加工裝置將所述夾具底座安裝在所述機床導軌上；將所述支撐體安裝在夾具底座上；將所述凸輪底座和基圓盤套裝在在所述定位心軸上，并將所述定位心軸安裝在所述上頂尖和下頂尖之間；將所述靠模板安裝在機床床身上；并將待加工的凸輪工件安裝在所述凸輪底座的外周壁上；
2)校正靠模板位置，使所述靠模板工作面與機床導軌的運行方向平行；
3)調(diào)節(jié)所述支撐體在所述夾具底座上的位置，使所述基圓盤的外周壁緊靠在所述靠模板的工作面上；
4)調(diào)節(jié)砂輪位置，使砂輪軸線與所述凸輪工件的中心線等高，且砂輪與凸輪工件的接觸點與靠模板的工作面在同一平面上；
5)啟動機床，所述漸開線凸輪加工裝置在機床導軌的帶動下作往復直線運動，且基圓盤在摩擦力作用下在所述靠模板上往復滾動，并帶動所述定位心軸和凸輪底座同步旋轉(zhuǎn)。進一步，所述步驟5)中，如果凸輪工件上的加工余量不足，還包括步驟6)保持基圓盤與靠模板的相對位置不變，并旋轉(zhuǎn)所述凸輪底座來增加凸輪工件的加工余量；
進一步，還包括步驟7):重復步驟5)和步驟6)，直至凸輪工件的漸開線曲面加工完成。本發(fā)明具有如下有益效果
1、本發(fā)明通過設(shè)置同步轉(zhuǎn)動的定位心軸、基圓盤和凸輪底座，通過調(diào)節(jié)支撐體和夾具底座在機床導軌上的位置，使得基圓盤壓緊在靠模板的工作面上，將靠模板工作面設(shè)置為與機床導軌運行方向平行，機床開機后，基圓盤在摩擦力作用下在靠模板上作純滾動，并帶動定位心軸和凸輪底座旋轉(zhuǎn)；將凸輪工件與砂輪之間的接觸點設(shè)置在與靠模板工作面共面處，有幾何原理可知，砂輪在凸輪工件上磨出的曲面即為漸開線曲面；本發(fā)明的漸開線凸輪加工裝置結(jié)構(gòu)簡單，不需要預(yù)先設(shè)置具有漸開線曲面的靠模，且平板狀的靠模板和圓柱形的基圓盤均易于制作，且該加工裝置可用于多種機床上，如拉刀刃磨床、銑床等均能使用， 在現(xiàn)有的機床上安裝本發(fā)明的漸開線凸輪加工裝置即可實施，簡單方便且費用低，既能滿足小批量生產(chǎn)需要，還能夠適用于大批量生產(chǎn)；
2、采用錐形軸段I和錐形軸段II將凸輪底座和基圓盤固定在定位心軸上，可避免采用鍵來徑向定位導致的旋轉(zhuǎn)誤差，使得漸開線曲線更加精準；
3、通過在夾具底座上設(shè)置定位結(jié)構(gòu)不僅定位支撐體，而且可將基圓盤緊緊壓緊在靠模板工作面上，防止基圓盤在靠模板工作面上滑動。


圖1為本發(fā)明漸開線凸輪加工裝置實施例的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2為本實施例的漸開線凸輪加工裝置的加工原理圖。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實施方式
作詳細說明。如圖1所示，為本發(fā)明漸開線凸輪加工裝置實施例的結(jié)構(gòu)示意圖，本實施例的漸開線凸輪的加工裝置，包括機床、安裝在機床導軌18上的夾具底座17和安裝在所述夾具底座17上的支撐體14，所述夾具底座17和支撐體14之間設(shè)有滑軌，所述支撐體14呈U型， 且支撐體14的上下兩側(cè)內(nèi)壁上相對地設(shè)有上頂尖9和下頂尖13，所述上頂尖9與下頂尖13 之間設(shè)有定位心軸8，所述定位心軸8上套裝有均與該定位心軸8同步轉(zhuǎn)動的基圓盤10和凸輪底座4，所述基圓盤10的一側(cè)設(shè)有與該基圓盤10圓形外周壁相配合的靠模板3，所述靠模板3通過靠模架4固定安裝在機床床身1上，待加工凸輪工件5安裝在所述凸輪底座 4的外周壁上。優(yōu)選的，凸輪底座4的外周壁上設(shè)有截面呈梯形的定位凸塊41，凸輪工件5 上設(shè)有與該定位凸塊41相配合的定位凹槽51，凸輪工件5通過定位凹槽51和定位凸塊41 固定安裝在凸輪底座4上。本實施例的漸開線凸輪加工裝置通過設(shè)置同步轉(zhuǎn)動的定位心軸8、基圓盤10和凸輪底座4，通過調(diào)節(jié)支撐體14和夾具底座17在機床導軌18上的位置，使得基圓盤10壓緊在靠模板3的工作面上，將靠模板3工作面設(shè)置為與機床導軌18運行方向平行，機床開機后，基圓盤10在摩擦力作用下在靠模板3上作純滾動，并帶動定位心軸8和凸輪底座4旋轉(zhuǎn)；將凸輪工件5與砂輪之間的接觸點設(shè)置為與靠模板3工作面共面，有幾何原理可知，砂輪在凸輪工件5上磨出的曲面即為漸開線曲面。本實施例的漸開線凸輪加工裝置結(jié)構(gòu)簡單，不需要預(yù)先設(shè)置具有漸開線曲面的靠模，且平板狀的靠模板3和圓柱狀的基圓盤10均易于制作，且該加工裝置可用于多種機床上，如拉刀刃磨床、銑床等均能使用，在現(xiàn)有的機床上安裝本實施例的漸開線凸輪加工裝置即可實施，簡單方便且費用低，既能滿足小批量生產(chǎn)需要，還能夠適用于大批量生產(chǎn)。如圖2所示，為本實施例的漸開線凸輪加工裝置的加工原理圖?；鶊A盤10滾動時，帶動凸輪工件5隨之轉(zhuǎn)動；當基圓盤10與靠膜板3工作面的接觸點由C點滾動到D點時，凸輪工件5隨之從實線位置轉(zhuǎn)動到虛線所繪位置，即凸輪工件5與砂輪的接觸點由A點變?yōu)锽點，C ‘和D ‘表示基圓盤10由C點滾動到D點后與C點和D點對應(yīng)的位置，A ‘ 和B'為凸輪工件5轉(zhuǎn)動過后與A點和B墊對應(yīng)的位置。由此可知，基圓盤10上的弧長⑶ 等于靠模板3上的C D ‘的長度；另外，凸輪工件5與砂輪接觸點為A點時，A點到基圓盤 10的切線長為AC，凸輪工件5與砂輪接觸點為B ‘點時，B'到基圓盤10的切線長為B'D ‘，且B' D ‘與AC之差等于C D'，即切線長為B' D ‘與切線長AC之差等于對應(yīng)切點之間的基圓盤10的弧長CD。即可推論得知凸輪工件5曲面上的任意兩點與基圓盤10 上對應(yīng)的切點之間的長度差等于基圓盤10在兩個切點之間的弧長。凸輪工件5的加工面為漸開線曲面。進一步，所述定位心軸8上設(shè)有錐形軸段181，所述凸輪底座4上設(shè)有與該錐形軸段I 81相配合的錐形通孔42，所述錐形軸段I 81的外徑沿所述基圓盤10指向所述凸輪底座4的方向逐漸遞減，所述凸輪底座4套裝在所述錐形軸段I 81上，且通過設(shè)置在所述定位心軸8上的螺紋緊固件被壓緊固定在該錐形軸段I 81上。本實施例的定位心軸8與錐形軸段I 81的小徑端相連的部分設(shè)有外螺紋，凸輪底座4套裝在錐形軸段I 81上后，通過墊圈6和螺母7被壓緊固定在錐形軸段I 81上，隨定位心軸8同步轉(zhuǎn)動。采用錐形軸段I 81將凸輪底座4固定在定位心軸8上，可避免采用鍵來徑向定位導致的旋轉(zhuǎn)誤差，且容易對心，使得漸開線曲線更加精準。進一步，所述定位心軸8上設(shè)有用于安裝所述基圓盤10的錐形軸段II 82，所述基圓盤10上設(shè)有與該錐形軸段II 82相配合的錐形通孔11，所述錐形軸段II 82沿所述基圓盤10指向所述凸輪底座4的方向逐漸遞增，所述基圓盤10套裝在所述錐形軸段II 82 上，且通過設(shè)置在所述定位心軸8上的螺紋緊固件被壓緊固定在該錐形軸段II 82上。本實施例的定位心軸8與錐形軸段II 82的小徑端相連的部分設(shè)有外螺紋，基圓盤10套裝在錐形軸段II 82上后，通過墊圈11和螺母12被壓緊固定在錐形軸段II 82上，隨定位心軸 8同步轉(zhuǎn)動。采用錐形軸段II 82將基圓盤10固定在定位心軸8上，可避免采用鍵來徑向定位導致的旋轉(zhuǎn)誤差，且容易對心，使得漸開線曲線更加精準。進一步，所述定位心軸8的兩端面上分別設(shè)有與所述上頂尖9和下頂尖13相匹配的中心孔，采用該結(jié)構(gòu)的定位心軸8不僅可準確定位安裝在上頂尖9和下頂尖13之間，而且定位心軸8與上頂尖9和下頂尖13之間的摩擦阻力更小，使得基圓盤10不易打滑。
進一步，所述滑軌垂直于所述機床導軌18滑動方向，且所述夾具底座17上設(shè)有用于所述支撐體14在滑軌上定位的定位結(jié)構(gòu)。采用與機床導軌18上的滑動方向垂直的滑軌， 便于調(diào)整基圓盤10的位置到靠模板3的工作面上。優(yōu)選的，所述定位結(jié)構(gòu)包括與所述夾具底座17固定連接的定位擋板19，所述定位擋板19上設(shè)有軸線與所述滑軌方向平行的定位螺釘15和調(diào)節(jié)螺釘16。通過在夾具底座17上設(shè)置定位結(jié)構(gòu)不僅定位支撐體14，而且可將基圓盤10緊緊壓緊在靠模板3工作面上，防止基圓盤10在靠模板3工作面上滑動。下面介紹采用本實施例的漸開線凸輪加工裝置加工漸開線凸輪的方法。一種采用如上所述漸開線凸輪加工裝置的漸開線凸輪加工方法，包括如下步驟
1)安裝如上所述的漸開線凸輪加工裝置將所述夾具底座17安裝在所述機床導軌18 上；將所述支撐體14安裝在夾具底座17上；將所述凸輪底座4和基圓盤10套裝在在所述定位心軸8上，并用分別用螺紋緊固件壓緊固定，并將所述定位心軸8安裝在所述上頂尖9 和下頂尖13之間；將所述靠模板3通過靠模架2安裝在機床床身1上，靠模板3的工作面高度與基圓盤10的外周壁高度等高；并將待加工的凸輪工件5通過定位凸塊41和定位凹槽51安裝在所述凸輪底座4的外周壁上；
2)校正靠模板3位置，使所述靠模板3工作面與機床導軌18的運行方向平行；
3)調(diào)節(jié)所述支撐體14在所述夾具底座17上的位置，使所述基圓盤10的外周壁緊靠在
7所述靠模板3的工作面上，并由定位螺釘15和調(diào)節(jié)螺釘16定位，保證基圓盤10與靠模板 3之間足夠的接觸力；
4)調(diào)節(jié)砂輪位置，使砂輪軸線與所述凸輪工件5的中心線等高，且砂輪與凸輪工件5的接觸點與靠模板3的工作面在同一平面上；
5)啟動機床，所述漸開線凸輪加工裝置在機床導軌18的帶動下作往復直線運動，基圓盤10在摩擦力作用下在所述靠模板3上往復滾動，并帶動所述定位心軸8和凸輪底座4同步旋轉(zhuǎn)，即可將凸輪工件5的加工面加工成漸開線曲面。進一步，所述步驟5)中，如果凸輪工件5上的加工余量不足，采用步驟6):保持基圓盤10與靠模板的相對位置不變，并旋轉(zhuǎn)所述凸輪底座4來增加凸輪工件5的加工余量。 保持基圓盤10與靠模板的相對位置不變，通過轉(zhuǎn)動定位心軸8或直接轉(zhuǎn)動凸輪底座4可使?jié)u開線曲線在凸輪工件5上移動，漸開線曲面在凸輪工件5上向凸輪工件5內(nèi)部移動一定距離后，可使凸輪工件5留有足夠的加工余量。進一步，采用步驟7)重復上述步驟5)和步驟6)，直至凸輪工件5的漸開線曲面加工完成。最后說明的是，以上實施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制，盡管參照較佳實施例對本發(fā)明進行了詳細說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當理解，可以對本發(fā)明的技術(shù)方案進行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的宗旨和范圍，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍當中。
權(quán)利要求
1.一種漸開線凸輪加工裝置，其特征在于包括安裝在機床導軌上的夾具底座和安裝在所述夾具底座上的支撐體，所述夾具底座和支撐體之間設(shè)有滑軌，所述支撐體的上下兩側(cè)內(nèi)壁上相對地設(shè)有上頂尖和下頂尖，所述上頂尖與下頂尖之間設(shè)有定位心軸，所述定位心軸上套裝有均與該定位心軸同步轉(zhuǎn)動的基圓盤和凸輪底座，所述基圓盤的一側(cè)設(shè)有與該基圓盤圓形外周壁相配合的靠模板，所述靠模板固定安裝在機床床身上，待加工工件安裝在所述凸輪底座的外周壁上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的漸開線凸輪加工裝置，其特征在于所述定位心軸上設(shè)有錐形軸段I，所述凸輪底座上設(shè)有與該錐形軸段I相配合的錐形通孔，所述錐形軸段I的外徑沿所述基圓盤指向所述凸輪底座的方向逐漸遞減，所述凸輪底座套裝在所述錐形軸段I 上，且通過設(shè)置在所述定位心軸上的螺紋緊固件被壓緊固定在該錐形軸段I上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的漸開線凸輪加工裝置，其特征在于所述定位心軸上設(shè)有用于安裝所述基圓盤的錐形軸段II，所述基圓盤上設(shè)有與該錐形軸段II相配合的錐形通孔， 所述錐形軸段II沿所述基圓盤指向所述凸輪底座的方向逐漸遞增，所述基圓盤套裝在所述錐形軸段II上，且通過設(shè)置在所述定位心軸上的螺紋緊固件被壓緊固定在該錐形軸段 II上。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一項所述的漸開線凸輪加工裝置，其特征在于所述凸輪底座的外周壁上設(shè)有截面呈梯形的定位凸塊。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一項所述的漸開線凸輪加工裝置，其特征在于所述定位心軸的兩端面上分別設(shè)有與所述上頂尖和下頂尖相匹配的中心孔。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一項所述的漸開線凸輪加工裝置，其特征在于所述滑軌垂直于所述機床導軌滑動方向，且所述夾具底座上設(shè)有用于所述支撐體在滑軌上定位的定位結(jié)構(gòu)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的漸開線凸輪加工裝置，其特征在于所述定位結(jié)構(gòu)包括與所述夾具底座固定連接的定位擋板，所述定位擋板上設(shè)有軸線與所述滑軌方向平行的定位螺釘和調(diào)節(jié)螺釘。
8.一種采用如權(quán)利要求1-7任一項所述漸開線凸輪加工裝置的漸開線凸輪加工方法， 其特征在于包括如下步驟1)安裝如權(quán)利要求1-7任一項所述的漸開線凸輪加工裝置將所述夾具底座安裝在所述機床導軌上；將所述支撐體安裝在夾具底座上；將所述凸輪底座和基圓盤套裝在在所述定位心軸上，并將所述定位心軸安裝在所述上頂尖和下頂尖之間；將所述靠模板安裝在機床床身上；并將待加工的凸輪工件安裝在所述凸輪底座的外周壁上；2)校正靠模板位置，使所述靠模板工作面與機床導軌的運行方向平行；3)調(diào)節(jié)所述支撐體在所述夾具底座上的位置，使所述基圓盤的外周壁緊靠在所述靠模板的工作面上；4)調(diào)節(jié)砂輪位置，使砂輪軸線與所述凸輪工件的中心線等高，且砂輪與凸輪工件的接觸點與靠模板的工作面在同一平面上；5)啟動機床，所述漸開線凸輪加工裝置在機床導軌的帶動下作往復直線運動，且基圓盤在摩擦力作用下在所述靠模板上往復滾動，并帶動所述定位心軸和凸輪底座同步旋轉(zhuǎn)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的漸開線凸輪加工方法，其特征在于所述步驟5)中，如果凸輪工件上的加工余量不足，還包括步驟6)保持基圓盤與靠模板的相對位置不變，并旋轉(zhuǎn)所述凸輪底座來增加凸輪工件的加工余量。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的漸開線凸輪加工方法，其特征在于還包括步驟7):重復步驟5)和步驟6)，直至凸輪工件的漸幵線曲面加工完成。
全文摘要
一種漸開線凸輪加工裝置，包括安裝在機床導軌上的夾具底座和安裝在夾具底座上的支撐體，所述支撐體呈U型，且支撐體的兩側(cè)內(nèi)壁上相對地設(shè)有上頂尖和下頂尖，上頂尖與下頂尖之間設(shè)有定位心軸，定位心軸上套裝有基圓盤和凸輪底座，所述基圓盤的一側(cè)靠模板，所述靠模板固定安裝在機床床身上，待加工工件安裝在凸輪底座的外周壁上。一種漸開線凸輪加工方法，包括如下步驟1)安裝漸開線凸輪加工裝置；2)校正靠模板位置；3)調(diào)節(jié)所述支撐體在所述夾具底座上的位置；4)調(diào)節(jié)砂輪位置；5)啟動機床。本發(fā)明的漸開線凸輪的加工裝置不僅結(jié)構(gòu)簡單，而且不需要預(yù)先設(shè)置具有漸開線曲面的靠模，實施方便，能夠在多種機床上使用。
文檔編號B24B19/12GK102423868SQ201110413669
公開日2012年4月25日 申請日期2011年12月13日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月13日
發(fā)明者楊勤, 楊成友, 歐真強, 黃濤 申請人:重慶工具廠有限責任公司