摇摆式凸轮磨床靠模的形数特征.pdfVIP

精密制造与 自动化 2010年第3期 摇摆式凸轮磨床靠模的形数特征 张恭潜 湖南铁道职业技术学院 (412001) 摘 要 介绍了圆族包络法加工摇摆式凸轮磨靠模的计算原理和加工要点，证明了靠模的 “不对称”和 “最大升 程不相等”的形数特征，并对由凸轮磨砂轮半径变化引起的工件升程误差的量值和分布给出了计算方法。 关键词 靠模 圆族包络法 形和数 不对称 不相等 误差分布和计算 目前仍有大量的摇摆式凸轮轴磨床 (以下简称 化，而摇架则在左右极限位置AB与AE问来回摆 凸轮磨)在役，大多用于内燃机 凸轮轴型面的精加 动一次。摇架的摆动相应地改变着工件与砂轮中心 工。随着数控技术和磨削技术的发展，传统凸轮磨 距 BD，这样转动着的工件其外形就被砂轮按变化 的改进和换代正在取得一些进展。根据我国中小企 着的中心距 BD包络了一周，从而实现了 “仿靠模 业的实际情况，估计传统的凸轮磨还将继续使用一 形状”的磨削。在上述仿形过程中存在着两对 “凸 段时期。提高凸轮磨的使用精度仍然是一个热 门课 轮．滚子”运动副，即 “工件．砂轮”副和 “靠模一导 题 。众所周知，凸轮磨床属仿形磨床 ，其使用精度 轮”副，它们在仿形运动中具有各 自的相对运动规 除磨床性能外主要受到靠模精度的制约L1引。 律，是摇架AB把这两种不同的运动规律统一在整 靠模型面的传统制作用 “反靠法 ”。因反靠法工 个仿形过程中，使它们相互制约、互为因果。 艺链长，受到多种因素制约且不易控制，所以反靠 法制造的靠模很难加工出合格的凸轮型线 。另一方 面，反靠法不利于人们进一步认识靠模型线在形和 数方面的特征，常使靠模在设计、制造、检验、使 用和修正等环节上缺乏判别标准。上世纪八九十年 代起，直接加工凸轮磨靠模 的方法有 了进展Il，引，它 心 对靠模设计制造方法的进步和提高 内燃机凸轮型线 动) 精度起到了积极作用。 本文提出用 “圆族包络法”直接加工靠模型面 廓线的方法，并对靠模的形、数特征进行了论证。 希望这对提高凸轮磨靠模的设计制造精度和检测判 别有所启发，本文也为摇摆式全数控凸轮磨床 因砂 图1 摇摆式凸轮轴磨床仿形示意图 (侧 向) 轮半径变化而需实时补偿的问题提供了一个计算方 法 [，5_61。 设想，如能找到任一时刻的靠模与导轮相对运 动的一对参数：转角 和 中心距 H，那么我们就可 1 圆族包络法加工凸轮磨靠模型线的数学原理及 以在普通设备上加工靠模型面了。图2所示为在工 加工要点 具磨床上，砂轮 (金刚石)直径与凸轮磨的导轮直 图1所示为凸轮磨的工作示意图，工件 (凸轮 径一样大，根据转角 、中心距 数组调整相对位 轴)与靠模同轴安装在摇架AB的动端B(E)点上， 置，让靠模沿 自身轴线 (与纸面垂直)来回运动， 并作逆时针旋转。靠模与定轴导轮 由机床 的弹性装 以完成一步定位磨削；然后再按照下一组 — 数 置保证两者时刻接触并作相对滚动。水平引进砂轮 据进行磨削。这样通过适度步长的有限次的圆族间 到D点后对工件的型面进行磨削。当靠模旋转一周 隔包络磨削，就能直接加工出所要求的靠模型面(最 时，靠模与导轮中心距 BC就完成一次