[发明专利]无级分度装置及包括其的凸轮轴磨床

说明书

技术领域

本发明涉及金属加工设备领域，特别地，涉及一种无级分度装置，包括伺服电机、安装于两轴承座之间的空心轴，固结在空心主轴上的凸轮样板及活套在空心主轴头部的分度拨盘。此外，本发明还涉及一种包括该无级分度装置的凸轮轴磨床。 

背景技术

凸轮轴是汽车发动机的关键零件之一，它的质量好坏、加工精度高低直接影响到发动机的排放、节能和使用寿命。 

现有技术中，大部分凸轮生产企业仍然广泛使用机械靠模凸轮轴磨床仿形磨削凸轮轴零件，凸轮轴的凸轮轮廓的精度直接受到凸轮轴样板制造精度的影响，磨床的凸轮样板与所加工产品的凸轮是一一对应的，也就是说，一个产品上有几个凸轮，机床上就要有用反靠法加工几个相同数量的样板，在本行业中机械靠模凸轮轴磨床上一般采用固定式的分度头，其拨盘与分度盘采用螺钉进行机械连接，这种方法使凸轮轴一次装夹完成后，每加工一片凸轮轴，凸轮轴工件不能相对于靠模样板转动一个相位角度，一根凸轮轴工件上有几片凸轮，机床靠模主轴上就要相应的加工几个靠模样板。同时，加工凸轮靠模样板的加工难度大，效率低，样板一致性差，加工后产品的型线一致性也差，很难保证各凸轮外表精度的一致性。 

为解决这个问题，中国发明专利号为200610031255.X，公开了一种用于凸轮轴磨床的自动分度装置，该装置包括空心轴，第一端面齿轮空套在空心轴上，该端面齿轮外周设有定位槽，第一端面齿轮一侧设有进出定位槽的定位销；第二端面齿轮安装在空心轴上随空心轴转动并且可在空心轴上沿轴向滑动，其端面齿轮的齿面可与第一端面齿轮的齿面啮合，在第二端面齿轮与空心轴之间设有驱动第二端面齿轮作轴向滑动的驱动装置。分度时，定位销插入第一端面齿的定位槽将其固定，通过驱动装置驱动第二端面齿与第一端面齿分开，再通过控制系统的伺服电机转动空心主轴到凸轮需要的角度，然后驱动装置结合第一和第二端面齿，最后松开定位销，完成凸轮的分度。该装置较好的解决了上述技术问题，即采用一个靠模，就能加工凸轮轴上不同角度的相同凸轮。但是，由于该装置采用齿轮进行分度定位，采用槽销结构来锁定，仍然存在如下不足： 

(1)、齿轮分度定位结构复杂，而且齿轮加工精度要求高，制造困难，造价高。 

(2)端齿盘由48个等分端齿组成，故分度只能按等分角7.5°的倍数来分，属“有限分度”，分度有最小角度限制，无法实现任意角度的分度，影响分度精度。 

(3)分度拨盘采用槽销式锁定机构，由于受槽的数量限制，不能任意位置锁定，锁定速度慢，效率低，容易出错。而且，槽销式锁定机构的固有间隙，还会造成锁定位置误差大的问题，直接影响主轴分度精度。 

发明内容

本发明目的在于提供一种无级分度装置，以解决现有技术中分度装置存在的造价高、不能任意角度分度定位和锁定、分度速度慢的技术问题。 

为实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种无级分度装置，包括伺服电机、安装于两轴承座之间的空心主轴，固结在空心主轴上的凸轮样板及活套在空心主轴头部的分度拨盘，其结构特点是，空心主轴的内孔中安装有驱动空心主轴与分度拨盘结合或分开的拉涨紧定装置；在空心主轴的尾部套装有顶推拉涨紧定装置的顶推油缸；分度拨盘外侧还设有锁定分度拨盘的碟刹装置。 

进一步地，空心主轴头部的内孔处设有带孔凸台；空心主轴的头部外周向均布有两个以上与空心主轴的轴线相垂直的安装孔。 

进一步地，拉涨紧定装置包括：收容于带孔凸台内的拉杆；拉杆的头部设有倒锥形的锥形塞，尾部设有螺纹及旋合螺纹的螺母；弹性组件，套装于拉杆与空心主轴之间，前端抵接于空心主轴的内孔带孔凸台的台阶，后端用调节螺母锁紧调节；若干个结合子，滑动安装于空心主轴的头部周向均布的安装孔中；结合子的头部抵接至分度拨盘内壁面，尾部抵接至锥形塞的锥面。 

进一步地，弹性组件是蝶形弹簧、圆柱形弹簧或弹性橡胶圈；结合子是圆柱体或钢球。 

进一步地，顶推油缸是单作用油缸，包括：活塞及与所述活塞一体的活塞杆；活塞杆的端部抵接至拉杆的尾端；以及，安装于顶推油缸进油口处的环形接头。 

进一步地，分度拨盘还包括一圆形制动面。 

进一步地，碟刹装置是单作用缸，包括：碟刹油缸；以及连接于碟刹油缸的活塞杆头部的制动闸。 

进一步地，分度拨盘还包括一圆形制动面，制动闸具有与分度拨盘的圆形制动面相对应的弧形摩擦面。 

进一步地，制动闸的弧形摩擦面由摩擦材料组成。 

根据本发明的另一方面，还提供了一种凸轮轴磨床，其包括上述技术方案的无级分度装置。