專利名稱：壓縮機(jī)中波形凸輪的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明波及一種波形凸輪的制造方法。更詳細(xì)地說，是一種關(guān)于通過缸筒中活塞的往復(fù)運(yùn)動，對供入缸筒中的流體進(jìn)行壓縮的壓縮機(jī)中波形凸輪的制造方法。
將驅(qū)動軸的旋轉(zhuǎn)變換成活塞的往復(fù)運(yùn)動，并對冷媒氣體等流體進(jìn)行壓縮、排出的壓縮機(jī)是利用斜板來工作的。在這種壓縮機(jī)中，驅(qū)動軸上帶有固定其上可一體旋轉(zhuǎn)的斜板、及配置在與該斜板連接的缸筒內(nèi)的活塞。這種壓縮機(jī)中，讓斜板由驅(qū)動軸驅(qū)動旋轉(zhuǎn)，而活塞在缸筒中往復(fù)運(yùn)動，通過這種運(yùn)動使供入缸筒中的冷媒氣體壓縮。在這種壓縮機(jī)中，斜板的周期變位具有正弦波的特性曲線。在這種壓縮機(jī)中，驅(qū)動軸每轉(zhuǎn)一周由活塞對冷媒氣體只進(jìn)行一次壓縮、排出。然而，壓縮機(jī)通常是搭載在汽車上使用的，室溫是高溫的情況等、必須使室內(nèi)成為冷藏庫的情況很多。因此，以小型機(jī)的排出量而獲得較大的壓縮量則成為尚未解決的問題。
以小型化及排出量增大為目的開發(fā)出了波形凸輪式壓縮機(jī)。這種壓縮機(jī)帶有驅(qū)動軸、可固定在該軸上一體旋轉(zhuǎn)的波形凸輪、安裝在與該凸輪相連的缸筒中的活塞。這種壓縮機(jī)通過驅(qū)動軸的旋轉(zhuǎn)由波形凸輪使活塞在缸筒中往復(fù)運(yùn)動，從而對供入缸筒中的流體進(jìn)行壓縮。在這種壓縮機(jī)中，驅(qū)動軸每旋轉(zhuǎn)1周，由活塞對流體進(jìn)行兩次壓縮。其作用是通過波形凸輪的凸輪面的變位特性可以使壓縮機(jī)小型化并且排出容量增大。
特開昭57—110783號公報(bào)中公開了一種波形凸輪式壓縮機(jī)。這種壓縮機(jī)帶有設(shè)置在波形凸輪前后兩面與具有兩端頭部的雙頭活塞之間的滾子。這種滾子可以相對于活塞旋轉(zhuǎn)，并且不能脫離地連接著。這種滾子相對于波形凸輪旋轉(zhuǎn)，隨著波形凸輪的旋轉(zhuǎn)，將其凸輪面的周期性變位傳遞給活塞。通過這種變位的傳遞，活塞便對應(yīng)于凸輪面的變位特性進(jìn)行往復(fù)運(yùn)動。
如圖10所示，波形凸輪80帶有一個(gè)凸輪面81，該凸輪面81具有凹曲面81a及凸曲面81b相互交替地連續(xù)的立體形狀。這樣，隨著波形凸輪80的旋轉(zhuǎn)，凹曲面81a便會到達(dá)與活塞(圖中未示出)相對的位置上，這樣往復(fù)運(yùn)動的活塞就會到達(dá)其下死點(diǎn)。凸曲面81b到達(dá)與活塞相對的位置時(shí)，活塞就會到達(dá)其上死點(diǎn)。
波形凸輪80的凸輪面81通過滾子(圖中未示出)使活塞往復(fù)運(yùn)動。這樣，必須對該凸輪80的凸輪面81進(jìn)行高精度的磨削、研磨。因此，為了磨削凸輪面81，要讓波形凸輪80向一個(gè)方向旋轉(zhuǎn)，同時(shí)與凸輪面81平行配置的砂輪84由軸83驅(qū)動旋轉(zhuǎn)。通過這種磨削，可以提高凸輪面81的尺寸精度及表面粗糙度。
然而，上述凸輪面81由于有凹曲面81a及凸曲面81b交互連續(xù)的立體形狀，因而對凸輪面81磨削時(shí)會產(chǎn)生以下的問題。
圖11、12是用砂輪84對凸輪面81進(jìn)行磨削的視圖。如圖11所示，凸曲面81b由砂輪84磨削時(shí)的凸輪面81與砂輪84的接觸面積α與圖12所示的凸輪面81的凹曲面81a由砂輪磨削時(shí)的凸輪面81與砂輪84的接觸面積β不同。這樣，砂輪84從凹曲面81a(或者凸曲面81b)向凸曲面81b(或者凹曲面81a)移動時(shí)，其磨削條件發(fā)生了變化。從而特別是在凹曲面81a與凸曲面81b的區(qū)域內(nèi)，凸輪面81的加工精度降低，凸輪面81的整個(gè)圓周的表面粗糙度及尺寸精度都不能保持均勻。其結(jié)果是在波形凸輪80與活塞之間滾子難以滾動，進(jìn)而使壓縮機(jī)的壓縮效率降低。
對此，為了解決上述問題，如圖13所示，用僅由凸曲面92a構(gòu)成的柱面形成凸輪面92，在壓縮機(jī)中采用帶有這種凸輪面的波形凸輪91。在這種凸輪91中，凸輪面92的整個(gè)圓周上與砂輪的接觸面積大體上是一致的。
然而，即使在上述波形凸輪91的場合中，由于磨削面氣孔堵塞等原因也會引起砂輪的磨削能力降低的問題。在這種情況下，繼續(xù)使用該砂輪，并且要確保一定的切削能力的話，就必須用較大的力將砂輪壓在凸輪面92上。在這種壓靠力較大的情況下，施加在砂輪上的反力就會變大。這樣，為了對該凸輪面92進(jìn)行磨削，在使用圖10所示的砂輪84的場合，僅僅上述增大的壓力部分會使軸83彎曲，使砂輪84不能與凸輪面92形成良好的接觸，從而降低了砂輪84對凸輪面92進(jìn)行加工的精度。
另外，在目前的生產(chǎn)過程中，多數(shù)波形凸輪91由一個(gè)砂輪依次磨削。因而，能夠長時(shí)間使用一個(gè)砂輪，就可望提高波形凸輪91的制造效率。這就意味著，對具有上述特性的波形凸輪91的凸輪面92進(jìn)行磨削時(shí)所使用的砂輪等磨削工具的壽命可望有效地延長。
因此，本發(fā)明的目的是提供一種對波形凸輪的凸輪面進(jìn)行有效磨削的方法。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種對波形凸輪的凸輪面用磨削工具進(jìn)行磨削時(shí)出現(xiàn)磨削抗力的變化加以抑制，從而以高的加工精度磨削凸輪面的方法。
為了完成本發(fā)明的上述目的，本發(fā)明提供了一種波形凸輪的制造方法，它根據(jù)假想柱體表面一部分的拋物柱面形狀在至少一側(cè)的面中形成凸輪面，與該凸輪面接觸并相對其移動的凸輪從動件的一定圓周回路用砂輪進(jìn)行磨削，其特征是將支撐砂輪的旋轉(zhuǎn)軸延伸地配置在與凸輪面垂直交叉的方向上，將上述砂輪的端面在一定的圓周回路上相對凸輪面進(jìn)行相對移動。
圖1是使用本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的使用波形凸輪的壓縮機(jī)整體剖視圖；圖2是沿圖1中2—2線的剖視圖；圖3是帶有柱狀凸輪面的波形凸輪的立體圖；圖4是拋物柱面的示意立體圖；圖5是凸輪面的變位特性的變位曲線的示意模式圖；圖6是磨削加工波形凸輪用磨床的電氣結(jié)構(gòu)的簡略方框圖；圖7(a)—圖7(d)是用砂輪磨削加工凸輪面的各加工順序的簡略視圖；圖8是表示控制器動作的流程圖；圖9(a)是表示磨削狀態(tài)的波形凸輪的立體圖；圖9(b)是表示對一面帶有凹曲面、另一面帶有凸曲面的波形凸輪進(jìn)行磨削的另一實(shí)施例的簡略視圖；圖10是表示以往帶有凹曲面及凸曲面的波形凸輪用砂輪磨削時(shí)的平面圖11是表示圖10的波形凸輪的凸曲面用砂輪磨削時(shí)的部分剖視圖；圖12是表示圖10的波形凸輪的凹曲面用砂輪磨削時(shí)的部分剖視圖；圖13是表示帶有柱狀凸輪面的以往波形凸輪的立體圖。
下面參照


本發(fā)明波形凸輪式壓縮機(jī)的一個(gè)具體實(shí)施例。
如圖1所示，相互固接的一對缸體13、14通過徑向軸承12可轉(zhuǎn)動地支撐著驅(qū)動軸11。兩個(gè)缸體13、14上分別形成的多個(gè)缸筒13a、14a前后成對地設(shè)置著。各對缸筒13a、14a以圍繞驅(qū)動軸11的中心等間隔角度的方式配置在缸體13、14上。各對缸筒13a、14a中分別安裝的雙頭活塞16可往復(fù)運(yùn)動地位于該缸筒13a、14a中。分別配置在兩缸體13、14的前后兩端的前蓋19及后蓋20通過與各缸體13、14相對的各閥板17、18由螺栓21固定著。各端蓋19、20上設(shè)置的各吸入室24通過開在各閥板17、18上的各吸入口22分別與各缸筒13a、14a連通。在同樣的各端蓋19、20上設(shè)置的各排出室25通過開設(shè)在各閥板17、18上的各排出口23分別與各缸筒13a、14a連通。
驅(qū)動軸11上固定的波形凸輪30可以和該軸11一同旋轉(zhuǎn)。波形凸輪30的前后兩側(cè)制成凸輪面30a、30b。波形凸輪30與兩缸體13、14之間夾持的推力軸承31承受作用在驅(qū)動軸11上的軸向載荷。波形凸輪30與各活塞16之間設(shè)置有多個(gè)半球狀滑塊33、34，其表面分別帶有球面33a、34a以及平面33b、34b。各球面33a、34a與設(shè)置在各活塞16上的凹部16a、16b相嵌合。各平面33b、34b則與波形凸輪30的各凸輪面30a、30b滑動接觸。
如圖2、3所示，波形凸輪30的前后兩凸輪面30a、30b帶有與各缸筒13a、14a的中心軸線L1的配置相對應(yīng)的假想圓周面C0。該假想圓周面C0帶有在軸線L1方向上交替的兩次反復(fù)變位特性。該變位特性在圖1～3中由凸輪面30a、30b上作為環(huán)形軌跡的變位曲線F1、F2表示。該圓周線C0的中心與驅(qū)動軸11的中心軸線L0相一致。波形凸輪30的中心線也與驅(qū)動軸11的軸線L0一致。在此，各球面33a、34a的中心Q1、Q2與平面33b、34b的中心重合。這樣，各球面33a、34a的中心Q1、Q2始終沿變位曲線F1、F2與凸輪面30a、30b滑動接觸。因此，隨著波形凸輪30的轉(zhuǎn)動，各活塞16在缸筒13a、14a中往復(fù)運(yùn)動時(shí)，通過其往復(fù)運(yùn)動，各活塞16的變位與變位曲線F1、F2的變位相一致。
如圖3所示，波形凸輪30的兩凸輪面30a、30b由一定的假想柱體表面(以下簡稱“柱面”)構(gòu)成。各凸輪面30a、30b為了使缸筒13a、14a中活塞16的一頭位于上死點(diǎn)(此時(shí)另一頭位于下死點(diǎn)位置)，其上形成有兩個(gè)第1部位30c、30e，并且為了讓活塞16的一頭位于下死點(diǎn)位置(此時(shí)，另一頭位于上死點(diǎn)位置)其上還形成有兩個(gè)第2部位30d、30f。這樣，沿凸輪面30a上的兩個(gè)第1部位30c的連線垂直切斷波形凸輪30?；蛘撸赝馆喢?0b上的兩個(gè)第1部分30e的連線垂直切斷波形凸輪30。對于上述的柱面，由于此時(shí)的斷面形狀(輪廓)是相同的曲面，并且是將同一曲線作為導(dǎo)線而得到的曲面。對于導(dǎo)線，意思就是通過沿一定的曲線移動一條直線而產(chǎn)生曲面時(shí)的這個(gè)一定的曲線。
這樣，將凸輪面30a上與軸線L0相一致的軸線作為Z軸、將通過使活塞16的一頭位于上死點(diǎn)的凸輪面30a上的第1部位30c的軸線作為Y軸，與X軸和Y軸垂直的軸線作為X軸，上述柱面由公式(1)表示。
Z＝f(X)…(1)構(gòu)成各凸輪面30a、30b的曲面如公式(2)所示，得到將X、Z作為參數(shù)的拋物線的導(dǎo)線。即，該曲面如圖4所示，為將公式(2)的拋物線作導(dǎo)線而得到的假想拋物體表面(以下稱為“拋物柱面”)35的一部分按圓形切下所得到的形狀。通過將該曲面組合在前后(表里)兩個(gè)凸輪面30a、30b上，從而得到本實(shí)施例的形狀。
Z＝-C1·X2＋C2…(2)將上述這種由拋物柱面35構(gòu)成的曲面用于波形凸輪30上。這樣，如圖3所示，凸輪面30a上的兩個(gè)第2部位30d、凸輪面30b上的兩個(gè)第2部位30f，再加上凸輪面30a上的兩個(gè)第1部位30c、凸輪面30b上的兩個(gè)第1部位30e均分別相互間隔180°角度地設(shè)定于各凸輪面30a、30b上。凸輪面30a上的第1部位30c和第2部位30d，再加上凸輪面30b上的第1部位30e和第2部位30f均分別相互間隔90°角度地設(shè)定于各凸輪面30a、30b上。一側(cè)凸輪面30a上的第2部位30d與另一側(cè)凸輪面30b上的第1部位30e相互呈背靠背的位置關(guān)系。同樣，一側(cè)凸輪面30a上的第1部位30c與另一側(cè)凸輪面30b上的第2部位30f相互呈背靠背的位置關(guān)系。因此，凸輪面30a與凸輪面30b以相互只有90°相位差的方式配置在波形凸輪30上。通過將拋物柱面35的一部分用在凸輪面30a、30b上，從而使其表面完全由凸曲面構(gòu)成。
這樣，為了讓各活塞16作圓滑的往復(fù)運(yùn)動，就需要讓互相成對的兩個(gè)滑塊33、34的中心Q1、Q2的間隔保持一定。即，要求兩凸輪面30a、30b上的變位曲線F1、F2的間隔在軸線L0方向上始終保持一定值。為了滿足這個(gè)要求，就必須使下面的兩個(gè)條件成立。
第1個(gè)條件是波形凸輪30的兩個(gè)凸輪面30a、30b具有相同的形狀。第2個(gè)條件是缸筒13a、14a中讓活塞16的一頭位于上死點(diǎn)(這時(shí)，另一頭位于下死點(diǎn))的凸輪面30a、30b上的第1部位30c、30e與讓該活塞16的一頭位于下死點(diǎn)(這時(shí)，另一頭位于上死點(diǎn))的凸輪面30a、30b上的第2部位30d、30f相互對稱。
因此，第1個(gè)條件是通過將由上述那種拋物面35而得到的形狀設(shè)定成波形凸輪30的兩個(gè)凸輪面30a、30b來實(shí)現(xiàn)的。為了滿足第2個(gè)條件，兩個(gè)凸輪面30a、30b最好由正弦波特性曲線來表示。在本實(shí)施例中，波形凸輪30的旋轉(zhuǎn)角、活塞16的沖程分別用“θ”和“H”表示時(shí)，滑塊33、34的中心Q1、Q2沿Z軸方向上的變位與旋轉(zhuǎn)角θ之間的關(guān)系由公式(3)表示。
Z(θ)＝(H/2)·cos(2θ)…(3)因而，只對具有相同形狀的兩凸輪面30a、30b中的一個(gè)凸輪面30a進(jìn)行考察。另外，將缸筒13a、14a內(nèi)的活塞16的一頭位于上死點(diǎn)時(shí)的旋轉(zhuǎn)角θ定為“0°”。Z軸與驅(qū)動軸11的中心軸線L0相一致。Y軸與形成凸輪面30a的拋物柱面35的軸線35a相平行。X軸與形成凸輪面30b的拋物柱面35的軸線35a相平行。
如圖5所示，將公式(3)投影到X—Z平面上，Z(θ)的X坐標(biāo)由公式(4)表示。
X(θ)＝Rbp·sinθ…(4)而Rbp表示圓周面C0的半徑。從式(3)及式(4)得到了表示Z坐標(biāo)與X坐標(biāo)之間的關(guān)系式(5)。
Z(θ)＝(H/2)·cos(2θ)＝(H/2)·(1－2·sin2θ)∴Z(X)＝(H/2)·(1－2X2/Rbp2)H/2－H·X2/Rbp2…(5)式(5)表示拋物線，由式(2)與式(5)導(dǎo)出公式(6)。
C1＝H/Rbp2C2＝H/2…(6)這樣，將滿足式(6)的拋物線作導(dǎo)線的拋物柱面35的一部分用作兩凸輪面30a、30b、便能夠讓用到該波形凸輪30的活塞16圓滑地往復(fù)運(yùn)動。
圖2是沿圖1中2—2線的剖視圖，顯示出波形凸輪30的一個(gè)凸輪面30a。這里，兩凸輪面30a、30b由于具有相同的形狀，因而省略了對另一個(gè)凸輪面30b的說明。波形凸輪30帶有安裝在驅(qū)動軸11上的凸起部26、并帶有形成于該凸起部26與凸輪面30a之間的槽37和凹部38。與各第1部位30c相鄰接的槽37位于與凸起部26中心相同的圓周上。與各第2部位30d相鄰接的凹部38較各槽37更向波形凸輪30的外方擴(kuò)張，其寬度要比槽37大。波形凸輪30帶有形成在與凹部38相對的凸輪面30a外側(cè)上的斜面39。該斜面39與凸輪面30a相交。因此，在凹部38及斜面39之間所夾的第2部位30d附近的凸輪面30a的寬度V2比第1部位30c附近的凸輪面30a的寬度V1要窄。而寬度V1則比滑塊33、34的平面33b、34b要窄。
在波形凸輪30隨驅(qū)動軸11的旋轉(zhuǎn)而旋轉(zhuǎn)時(shí)，通過該凸輪30的作用和其滑塊33、34的作用，使活塞16在缸筒13a、14a中往復(fù)運(yùn)動。這時(shí)，缸筒13a、14a中活塞16的一頭從上死點(diǎn)向下死點(diǎn)移動，從而從吸入室24中通過吸入口22將冷媒氣體吸入缸筒13a、14a中。而通過活塞16的一頭從下死點(diǎn)向上死點(diǎn)的移動，將吸入缸筒13a、14a中的冷媒氣體壓縮，通過排出口23排向排出室25。
在活塞6往復(fù)運(yùn)動時(shí)，滑塊33、34的平面33b、34b始終相對于波形凸輪30的凸輪面30a、30b旋轉(zhuǎn)。波形凸輪30的凸輪面30b的變位曲線F2由于滿足上述的條件，因而相對于變位曲線F1的相位只有“π/2”的偏移。Z軸方向，即，驅(qū)動軸11的方向的兩變位曲線F1、F2的間隔總是保持一定。
下面，對圖6所示本實(shí)施例中使用磨削加工的埋藏于磨床50中的電氣結(jié)構(gòu)加以說明。磨床50由支撐波形凸輪30的擺動臺43、支撐碗形砂輪40的驅(qū)動軸42，控制42、43兩者的控制器52構(gòu)成?？刂破?2內(nèi)藏有計(jì)算機(jī)及ROM、RAM。ROM記憶磨削加工用的程序，RAM則用來隨時(shí)記憶根據(jù)程序控制器52實(shí)施的各種運(yùn)算及處理。
磨床50帶有使軸42旋轉(zhuǎn)的第1電機(jī)53，該第1電機(jī)53的旋轉(zhuǎn)量由第1傳感器54檢測。磨床50帶有使軸42在垂直方向移動的第2電機(jī)55，此第2電機(jī)55的旋轉(zhuǎn)量由第2傳感器56檢測。第1、第2傳感器54、56使用的是感應(yīng)線圈、旋轉(zhuǎn)編碼器等檢測轉(zhuǎn)數(shù)的眾所周知的手段。表示各傳感器54、56檢測出的電機(jī)53、55的旋轉(zhuǎn)數(shù)的數(shù)據(jù)分別輸出到控制器52中。
磨床50還帶有使擺動臺43擺動的第3電機(jī)57，第3電機(jī)57的旋轉(zhuǎn)量由旋轉(zhuǎn)編碼器構(gòu)成的第3傳感器58檢測。另外，磨床50帶有將擺動臺43沿水平方向移動的第4電機(jī)59，該第4電機(jī)59的旋轉(zhuǎn)數(shù)由用感應(yīng)線圈、旋轉(zhuǎn)編碼器等構(gòu)成的第4傳感器60檢測。
下面說明波形凸輪30的制造方法。
首先，波形凸輪30的毛坯通過壓鑄等鑄造方法制出。然后，從其鑄造表面去除毛刺，同時(shí)，在鑄造物的一定位置處經(jīng)切削開出孔等。最后，通過對鑄造物表面進(jìn)行磨削，得到帶有凸輪面30a、30b的波形凸輪30。而凸輪面30a、30b上的滑塊環(huán)形回路是通過以下方式磨削的。
如圖7(a)所示，擺動臺43繞旋轉(zhuǎn)軸L5只從中心傾斜一個(gè)角度—A’，該擺動臺43上波形凸輪30一邊的第2部位30d指向上方地被支撐住。另一方面，砂輪40只位于與波形凸輪30的第2部位30d相對且距離僅為D’的上方。這樣，第2電機(jī)55正向旋轉(zhuǎn)，其旋轉(zhuǎn)數(shù)n2達(dá)到D時(shí)，軸42與砂輪40只下降距離D’，如圖7(b)所示，磨削面41便與第2部位30d接觸。為了將第2處30d在砂輪40上磨削，必須將砂輪40向第2處30d加壓。這樣，第2電機(jī)55再次正向驅(qū)動，其旋轉(zhuǎn)數(shù)n2達(dá)到ΔD時(shí)，砂輪40只下降很小的距離ΔD’，以壓住凸輪面30a的第2處30d的狀態(tài)移動。因而，通過旋轉(zhuǎn)的砂輪40對凸輪面30a的第2部位30d以及其附近進(jìn)行磨削。
接著，分別讓第3電機(jī)57正向旋轉(zhuǎn)，同時(shí)，讓第2電機(jī)55反向旋轉(zhuǎn)，而第4電機(jī)59正向旋轉(zhuǎn)。這樣，擺動臺43就會以擺動軸L5為圓心按箭頭P所示的反時(shí)針方向轉(zhuǎn)動，同時(shí)如箭頭Q所示向右方移動。同時(shí)，與驅(qū)動軸42連在一起的砂輪40如箭頭R所示，朝上方移動。詳細(xì)描述的就是，對從凸輪面30a的第2部位30d到第1部位30c(30e)的區(qū)域進(jìn)行磨削必須使波形凸輪30與擺動臺一起朝反時(shí)針方向轉(zhuǎn)動，相對于砂輪40的磨削面41使凸輪面30a的接觸位置徐徐變化。與此同時(shí)，以旋轉(zhuǎn)軸L5為中心使波形凸輪30旋轉(zhuǎn)，必須按第1部位30c(30e)與第2部位30d的高度差h’(參見圖7(c))，使砂輪徐徐上升。第3電機(jī)57的轉(zhuǎn)數(shù)n3達(dá)到一定值A(chǔ)時(shí)，如圖7(c)所示，擺動臺43只旋轉(zhuǎn)角度A’使波形凸輪30將第1部位30c與砂輪40相對。另外，在該狀態(tài)下，第4電機(jī)59的轉(zhuǎn)數(shù)n4達(dá)到一定值K時(shí)，擺動臺43在水平方向移動一個(gè)距離K’。這時(shí)，第2電機(jī)55的轉(zhuǎn)數(shù)n2達(dá)到h，砂輪40已上升至與差值h’相當(dāng)?shù)木嚯x。這樣，圖7(c)所示的凸輪面30a的滑塊的周邊回路中其左半邊的研磨便已完成。
其后，第3及第4電機(jī)57、59繼續(xù)正向旋轉(zhuǎn)，第2電機(jī)55的旋轉(zhuǎn)方向變?yōu)檎颉亩鴮D7(c)所示的凸輪面30a的右半邊，即，從第1部位30c(30e)到第2部位30d的區(qū)域進(jìn)行磨削，擺動臺43與波形凸輪30再次反時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)，凸輪面30a上與砂輪40的切削面41接觸的部位徐徐移到第2部位30d一側(cè)。與此同時(shí)，擺動臺43向右方移動，凸輪面30a在與圖7(b)相差180°的位置與砂輪40的切削面41接觸。特別是隨著第2電機(jī)55的正向旋轉(zhuǎn)砂輪40與旋轉(zhuǎn)軸42一起下降差值h’，移動到圖7(d)所示的狀態(tài)。這樣，凸輪面30a的右半邊便被磨削出來。
下面根據(jù)圖8所示的流程圖對控制器52的作用進(jìn)行說明。
如圖7(a)所示，波形凸輪30以傾斜角度—A’的狀態(tài)隔開距離D’地配置在砂輪40下方，其第2部位30d面對砂輪40的磨削面41。在步驟S1中，控制器52根據(jù)第傳感器54來的信號，確認(rèn)第1電機(jī)53，即，砂輪40以一定速度旋轉(zhuǎn)，在第2步驟S2中讓第2電機(jī)55正向旋轉(zhuǎn)，使砂輪40下降。在步驟S3中，控制器52根據(jù)來自第2傳感器56的信號確認(rèn)電機(jī)55的旋轉(zhuǎn)數(shù)n2達(dá)到了一定的值D，判斷砂輪40的磨削面41與凸輪面30a的第2部位30d接觸，在步驟S4處使第2電機(jī)55的旋轉(zhuǎn)速度降至慢速旋轉(zhuǎn)，在步驟S5中其旋轉(zhuǎn)數(shù)n2達(dá)到ΔD時(shí)，在步驟S6中讓第2電機(jī)55一度停止。
下面，控制器52在步驟S7中讓第3電機(jī)57及第4電機(jī)59正向旋轉(zhuǎn)，同時(shí)，將第2電機(jī)55反向旋轉(zhuǎn)，使砂輪徐徐上升。接著，在步驟S8中控制器52根據(jù)來自第2傳感器56的信號，確認(rèn)電機(jī)55的旋轉(zhuǎn)數(shù)n2達(dá)到一定轉(zhuǎn)數(shù)h，判斷出凸輪面30a的第1部位30c(30e)接觸到磨削面41上，在步驟S9中將第2電機(jī)55一度停止，之后在正向旋轉(zhuǎn)，再次使砂輪40下降。這樣，控制器52在步驟10中，根據(jù)來自第3傳感器58的輸出信號確認(rèn)第3電機(jī)57旋轉(zhuǎn)數(shù)n3達(dá)到一定值2A，從而在步驟S11中根據(jù)來自第4傳感器60的信號確認(rèn)第4電機(jī)59的旋轉(zhuǎn)數(shù)n4達(dá)到一定值K的2倍，從而判斷出對凸輪面30a的一周軌跡進(jìn)行了整體磨削。這樣在步驟S12中將第2電機(jī)55一度停止，之后再反向旋轉(zhuǎn)，使砂輪40從波形凸輪30上方退出，在適當(dāng)時(shí)候使電機(jī)55停止，從而結(jié)束磨削加工作業(yè)。
在該實(shí)施例中，波形凸輪30帶有與使活塞16的一頭位于上死點(diǎn)的第1部位30c、30e相鄰接的凸輪面30a、30b內(nèi)側(cè)的槽37和從該槽37向波形凸輪30外方擴(kuò)張的凹部38。另外，波形凸輪30帶有在與凹部38相對的凸輪面30a、30b外側(cè)形成的斜面39。即，在該實(shí)施例中，與第1部位30c、30e中的凸輪面30a、30b的寬度V1相比，第2部位30d、30f中的凸輪面30a、30b的寬度V2要窄。
這樣，使寬度V2窄的那部分的波形凸輪30的壁去掉一部分，從而實(shí)現(xiàn)了波形凸輪30的輕量化。另外，波形凸輪30中，與使活塞16的一頭位于下死點(diǎn)用的第2部位30d、30f相鄰接的凸輪30a、30b的寬度V2比另一寬度V1要窄。因此，凸輪面30a、30b與砂輪40的接觸面積變小。這樣一旦用砂輪40對波形凸輪30進(jìn)行切削的切削面積減少，就能夠延長這部分砂輪40的壽命。
在該實(shí)施例中，對于凸輪面30a、30b，由于第2部位30d、30f附近的寬度V2較窄，所以作用于該部位30d、30f的滑塊33、34的壓力較小。即，在活塞16的一頭從下死點(diǎn)向上死點(diǎn)移動時(shí)，吸入缸筒13a、14a中的冷媒氣體被壓縮。這時(shí)，缸筒13、14a的內(nèi)壓由于達(dá)到最大，通過滑塊33、34對凸輪面30a、30b作用的壓縮反力也達(dá)到最大。因而，第1部位30c、30e的凸輪面30a、30b的寬度V1最好與滑塊33、34的平面33b、34b的寬度大致相等。
對此，在吸入冷媒氣體時(shí)，缸筒13a、14a中由于成為負(fù)壓，通過滑塊33、34作用于凸輪面30a、30b上的反力可以被視為很小。因此，上述寬度V2比V1窄，就不會存在任何障礙。
在該實(shí)施例中，將位于砂輪40端部的磨削面41相對于凸輪面30a、30b大致垂直加壓地進(jìn)行磨削。這樣，能使作用于軸42上的力矩變小，可以抑制軸42的彎曲，從而能夠?qū)ν馆喢?0a、30b進(jìn)行高精度的磨削加工。其結(jié)果是可以得到尺寸精度很高的波形凸輪30，使用這種波形凸輪30，便可以得到壓縮效率高的波形凸輪式的壓縮機(jī)。
在本實(shí)施例中，為了對波形凸輪30進(jìn)行磨削加工，使用了比該凸輪30的外形要大的砂輪40。這樣，例如圖9所示的那樣，可以用砂輪40以X軸為中心同時(shí)進(jìn)行左右對稱的兩個(gè)部位的磨削。這樣，能夠形成使波形凸輪30形成以X軸為中心左右對稱的形狀，并能夠形成相同的尺寸及相同的表面粗糙度。另外，能夠大幅度地縮短波形凸輪30的磨削時(shí)間。
另外，本發(fā)明并不限于上述實(shí)施例，可以理解到按照以下所述的方式可以使本發(fā)明具體化。
如圖9(b)所示，將波形凸輪130的凸輪面130a、130b分別制成凹曲面及凸曲面。這樣，在帶有凸曲面的凸輪面130b的磨削中旋轉(zhuǎn)軸142相對于凸輪面130b配置在垂直方向，使用帶有磨削面1 41作為端面的砂輪140。另一方面，將帶有凹曲面的凸輪面130a用相對于該凸輪面130a的旋轉(zhuǎn)軸1 42a在水平方向延伸的砂輪140a進(jìn)行磨削。
在上述實(shí)施例中，將假想拋物柱面35的一部分構(gòu)成的凸輪面30a、30b用作波形凸輪30。對此，也可以將由凹曲面及凸曲面構(gòu)成的凸輪面用作波形凸輪。
在上述實(shí)施例中，將砂輪40的外徑設(shè)定成大于波形凸輪30的外徑，砂輪的磨削面的寬度大于凸輪面的寬度，且砂輪的軸可以配置在與凸輪面垂直交叉的方向上。對于這種砂輪，在切削凸輪面時(shí)，可以防止軸的彎曲，從而可以磨削加工出符合本發(fā)明目的的高精度的凸輪面。
在上述實(shí)施例中，將以一定拋物線做導(dǎo)線而得到的假想拋物柱面35用作凸輪面30a、30b。對此，導(dǎo)線也可以由上述實(shí)施例中的凸曲線構(gòu)成。
權(quán)利要求
1.一種波形凸輪的制造方法，它根據(jù)假想柱體表面一部分的拋物柱面形狀在至少一側(cè)的面中形成凸輪面，與該凸輪面接觸并相對其移動，對凸輪從動件的一定圓周回路用砂輪進(jìn)行磨削；其特征是將支撐砂輪的旋轉(zhuǎn)軸延伸配置在與凸輪面垂直交叉的方向上，將上述砂輪的端面在一定的圓周回路上面對凸輪面相對移動。
2.如權(quán)利要求1所述的波形凸輪的制造方法，其特征在于上述一定的圓周回路俯視呈圓環(huán)狀，而砂輪帶有一定的圓周回路，且制成較上述圓周回路直徑要大的具有環(huán)狀端面的碗形。
3.如權(quán)利要求1或2所述的波形凸輪的制造方法，其特征在于上述凸輪面帶有位于一定圓周回路上最為突出的一對第1部位和最為退后的一對第2部位。
4.如權(quán)利要求3所述的波形凸輪的制造方法，其特征在于上述波形凸輪相對壓縮機(jī)內(nèi)的旋轉(zhuǎn)軸可一體旋轉(zhuǎn)地安裝著，上述凸輪面通過配置在壓縮機(jī)內(nèi)分區(qū)域形成的缸筒內(nèi)的活塞上的作為上述凸輪從動件的滑塊進(jìn)行連接，隨著上述波形凸輪的旋轉(zhuǎn)，活塞在缸筒內(nèi)分別在對應(yīng)上述第1及第2部位的上死點(diǎn)和下死點(diǎn)之間往復(fù)運(yùn)動，將導(dǎo)入缸筒內(nèi)的流體進(jìn)行壓縮。
5.如權(quán)利要求2～4任何一項(xiàng)所述的波形凸輪的制造方法，其特征在于上述波形凸輪在磨床上磨削，該磨床配置在上述旋轉(zhuǎn)軸的對面，且?guī)в兄尾ㄐ瓮馆喌呐_面和驅(qū)動上述臺面改變砂輪與波形凸輪的相對位置的控制器。
6.如權(quán)利要求5所述的波形凸輪的制造方法，其特征在于上述磨床帶有讓旋轉(zhuǎn)軸自轉(zhuǎn)的第1電機(jī)、相對于臺面將旋轉(zhuǎn)軸有選擇地接近及離開用的第2電機(jī)、以一定量旋轉(zhuǎn)臺面的第3電機(jī)和對應(yīng)于上述各電機(jī)設(shè)置的檢測各電機(jī)的動作輸出給控制器的傳感器。
7.如權(quán)利要求5或6所述的波形凸輪的制造方法，其特征在于讓上述臺面旋轉(zhuǎn)，將該臺面上支撐的波形凸輪的第2部位與砂輪的端面相對；由上述控制器使旋轉(zhuǎn)軸向接近臺面的方向移動，將砂輪的端面與波形凸輪的第2部位相接觸。
8.如權(quán)利要求7所述的波形凸輪的制造方法，其特征在于所述的接觸過程是讓砂輪的端面相對于波形凸輪的第2部位定位的接觸；在定位后，再把旋轉(zhuǎn)軸壓在波形凸輪的第2部位上。
9.如權(quán)利要求3～8中任何一項(xiàng)所述的波形凸輪的制造方法，其特征在于由上述砂輪的端面對一對第1部位同時(shí)進(jìn)行磨削。
10.如權(quán)利要求3～9中任何一項(xiàng)所述的波形凸輪的制造方法，其特征在于由上述砂輪的端面的不同的部位，對與凸輪面一定的圓周回路不同的部位進(jìn)行磨削。
11.如權(quán)利要求5～10中任何一項(xiàng)所述的波形凸輪的制造方法，其特征在于上述砂輪的旋轉(zhuǎn)軸沿著上述凸輪面一側(cè)的第2部位與另一側(cè)的第2部位的連線使砂輪與凸輪面進(jìn)行相對移動，來對凸輪面進(jìn)行磨削。
全文摘要
在壓縮機(jī)的驅(qū)動軸(11)上可一體旋轉(zhuǎn)地安裝著波形凸輪(30)的凸輪面(30a，30b)，相對該凸輪面通過滑塊(33、34)連接著活塞16，隨著波形凸輪的旋轉(zhuǎn)，滑塊沿一定的圓周回路相對凸輪面進(jìn)行相對的移動。凸輪面的一定圓周回路將與旋轉(zhuǎn)軸(42)保持在同一軸線上的砂輪(40)的端面(41)相對于凸輪面呈直角。
文檔編號F04B27/08GK1130119SQ9511864
公開日1996年9月4日 申請日期1995年10月4日 優(yōu)先權(quán)日1994年10月4日
發(fā)明者村上和朗, 粟村和夫, 齋藤慎也, 藤井俊郎 申請人:株式會社豐田自動織機(jī)制作所