[发明专利]一种数控凸轮轴磨床工件夹持与驱动装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种数控凸轮轴磨床工件夹持与驱动装置，属于机械制造及控制领域。

背景技术

凸轮轴广泛应用在汽油机或柴油机等发动机中，用以控制喷油泵的开关或进排气阀的启闭，其加工质量的好坏直接决定着发动机的工作性能。凸轮轴通常由数控凸轮轴磨床磨削而成，磨削时将凸轮轴夹持在顶尖和尾尖中，由顶尖带动工件旋转，砂轮的进给运动与工件的旋转运动联动，即可加工出符合要求的凸轮轴。

目前大多数数控凸轮轴磨床对工件的夹持和驱动采用的是利用顶尖和尾尖来固定工件，在靠近顶尖的部分工件一端安装一个鸡心夹头夹住工件，鸡心夹头与头架的主轴相连，随主轴一起转动，从而带动工件一起转动，头架主轴由伺服电机通过同步带驱动。这种夹持与驱动装置存在着以下缺点：1）每次装卸工件均需装卸鸡心夹头，影响工作效率；2）只在顶尖处设置驱动装置，而尾尖没有驱动装置，如果凸轮轴的长度较大时，在磨削过程中会发生扭转变形，影响凸轮轴的精度；3）采用同步带传动，因同步带有弹性，会增加凸轮轴加工的误差。

针对目前数控凸轮轴磨床存在的缺点，本发明设计了一种数控凸轮轴磨床工件夹持与驱动装置，该装置中取消了鸡心夹头，采用齿轮传动，在顶尖和尾尖处均有驱动装置。

本发明所设计的数控凸轮轴磨床工件夹持与驱动装置可以改造目前的数控凸轮轴磨床，也可以在新设计的数控磨床中使用，只需要将顶尖和尾尖的结构进行改动，而控制系统仍可按照目前的接线和控制方式。

发明内容

本发明的目的是提供一种数控凸轮轴磨床工件夹持与驱动装置，该装置可以安装在数控凸轮轴磨床上夹持工件并驱动工件旋转。由于凸轮轴的精度要求较高，要求在加工时工件夹持机构要简单、夹持要紧，不能松动，工件能根据数控系统的指令驱动运转，加工过程中工件不能有扭转变形。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案为一种数控凸轮轴磨床工件夹持与驱动装置，该装置包括工件夹持系统、工件驱动系统和电气控制系统。

该装置的工件夹持系统包括底板、头架箱、轴承a、顶尖、导轨、尾架箱、轴承b、尾尖、工件；头架箱固定在底板上，顶尖安装在头架箱内，顶尖由一对轴承a支撑，可以在轴承a内转动；导轨固定在底板上，尾架箱安装在导轨上，可以沿导轨滑动，实现对工件固定调节；尾架箱设有锁紧机构可以锁紧在导轨上，尾尖安装在尾架箱内，尾尖由一对轴承b支撑，可以在轴承b内转动；工件放置在顶尖和尾尖之间，由顶尖和尾尖固定。

该装置的工件驱动系统包括电机支撑板、伺服电机、联轴器、传动轴、齿轮c、紧定螺钉a、齿轮a、键a、支撑板b、齿轮d、紧定螺钉b、齿轮b、键b、支撑板a；伺服电机安装在电机支撑板上，伺服电机通过联轴器与传动轴一端连接；传动轴的两端分别由支撑板a和支撑板b支撑；齿轮c通过紧定螺钉a固定的传动轴一端，顶尖装有齿轮a，尾尖安装有齿轮b；齿轮a通过键a与顶尖连接，齿轮c与齿轮a啮合；传动轴的另一端安装有齿轮d，齿轮d通过紧定螺钉b固定在传动轴上，齿轮b通过键b固定在尾尖上，齿轮d与齿轮b啮合；所述电机支撑板、支撑板a、支撑板b均固定在底板上。

工件由顶尖和尾尖支撑，顶尖的端部为圆锥形，圆锥形的底部为两个对称的凸起矩形，工件的端部为圆锥形孔，圆锥形孔为两个对称的矩形凹槽，尾尖的端部形状和顶尖一样；工作时，顶尖和尾尖的圆锥形尖部分别出入工件的圆锥形孔内，顶尖和尾尖的的矩形凸起插入工件端部的矩形凹槽中，这样工件就可以由顶尖和尾尖支撑并随顶尖和尾尖一起转动。

该装置的电气控制系统包括交流接触器触点、伺服驱动器、数控系统、交流接触器；三相电源线通过交流接触器触点连接到伺服驱动器的输入端，伺服驱动器的输出端连接伺服电机，伺服驱动器与数控系统相连，交流接触器接在数控系统的输出端。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果。

1、本发明所述的数控凸轮轴磨床工件夹持与驱动装置能够保证工件两端的转动是同步的，在加工时不会发生扭转变形，从而提高加工的精度。

2、本发明所述的数控凸轮轴磨床工件夹持与驱动装置不需要鸡心夹头，缩短了工件的装卸时间，提高了工件的加工效率。

3、本发明适用于数控凸轮轴磨床工件的夹持与驱动，可以用来改造现有数控凸轮轴磨床或用于新数控凸轮轴磨床工件的夹持与驱动，具有很好的应用前景。

附图说明

图1是数控凸轮轴磨床工件夹持与驱动装置主视图。

图2是数控凸轮轴磨床工件夹持与驱动装置俯视图。

图3是数控凸轮轴磨床工件夹持与驱动装置顶尖与工件连接图。