专利名称：用于凸轮轴磨床的自动分度装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于凸轮轴磨床的自动分度装置。
背景技术：
凸轮轴是一种量大面广的发动机的关键部件之一。它的质量好坏、加工精度高低直接影响到发动机的排放、节能和寿命。
现有技术中，大部分凸轮轴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，凸轮轴的凸轮轮廓精度直接受到凸轮轴靠模样板制造精度的影响，国内凸轮轴的制作一般采用MXBS8312系列微机控制高速强力凸轮轴磨床加工，该磨床的凸轮样板与所加工产品上的凸轮是一一对应的，也就是说，一个产品(加工工件)上有几个凸轮，(如三缸发动机有六片凸轮，四缸发动机有八片凸轮，六缸发动机有十二片凸轮)，机床上就要有用反靠法加工的相同数量的凸轮样板，在本行业中机械靠模凸轮轴磨床上一般采用固定式的通用分度头，其拨盘与分度盘用螺钉进行机械联接，这种方法使凸轮轴工件一次装夹后，每加工完一片凸轮，凸轮轴工件不能相对靠模样板自动转动一个相位角度，一根凸轮轴工件上有几片凸轮，机床靠模主轴上就相应要求加工多少片样板；同时加工凸轮样板的技术难度大，效率低，样板一致性差，加工后产品上凸轮的型线一致性也差，很难保证它们轮廓精度的一致性。
发明内容
本发明要解决的技术问题是，针对现有技术存在的缺陷，提出一种用于凸轮轴磨床的自动分度装置，它用于机械靠模凸轮轴磨床中将凸轮轴工件相对靠模样板进行自动分度转动，使用一片靠模样板可以磨削凸轮轴上所有型线相同的凸轮，装置的分度、定位精度高且分度、定位精度具有良好的重复性和持久性。
本发明的技术解决方案是，所述用于凸轮轴磨床的自动分度装置包括一根空心轴，其结构特点是，第一端面齿轮空套在该空心轴上且该端面齿轮的外周设有定位槽，所述第一端面齿轮的一侧设有可进、出该定位槽的定位销，第二端面齿轮安装在所述空心轴上且随该轴转动并可在该轴上作轴向滑动，其端面齿可与第一端面齿轮的端面齿相啮合的所述第二端面齿轮与空心轴之间设有驱动该第二端面齿轮作轴向滑动的驱动机构。
以下对本发明做出进一步说明。
参见图1，本发明所述用于凸轮轴磨床的自动分度装置包括一根空心轴4，其结构特点是，第一端面齿轮3空套在该空心轴4上且该端面齿轮3的外周设有定位槽14，所述第一端面齿轮3的一侧设有可进、出该定位槽14的定位销5，第二端面齿轮1安装在所述空心轴4上且随该空心轴4转动并可在该空心轴4上作轴向滑动，其端面齿可与第一端面齿轮3的端面齿相啮合的所述第二端面齿轮1与空心轴4之间设有驱动该第二端面齿轮1作轴向滑动的驱动机构。
为了进一步消除第二端面齿轮1作轴向滑动时可能产生的周向间隙，在所述空心轴4上安装与该空心轴4成刚性联接的第三端面齿轮2，该第三端面齿轮2的端面齿可与所述第二端面齿轮1的端面齿相啮合且所述第一端面齿轮3还空套在该第三端面齿轮2的外周上。
所述驱动第二端面齿轮1作轴向滑动的驱动机构的一种结构是(参见图1)，在第二端面齿轮1的一侧端面与空心轴4之间设置一油腔13且其同油路12连通，在所述第二端面齿轮1的另一侧与空心轴4轴向之间设有复位弹簧6。本机构还可采用已有技术的其它常用结构形式。
本发明装置的工作过程是(参见图1和图2)，由二至三个所述端面齿轮构成了分度装置的离合机构，第二端面齿轮1可以在压力油及弹簧6的作用下沿空心轴4左右滑动(不转动)，第三端面齿轮2刚性联接于空心轴4，第一端面齿轮3空套于第三端面齿轮2和空心轴4并可以圆周转动；实际使用时，装置整体与机床主轴11刚性联接，分度动力源伺服电机9安装在主轴11的另一端，进行分度时，定位销5插入第一端面齿轮3的齿轮定位槽14，压力油通过油路12进入油腔13推动第二端面齿轮1左移，使该第二端面齿轮1同时与第三端面齿轮2、第一端面齿轮3脱离(如图1或图2所示)，第二端面齿轮1和第三端面齿轮2在伺服电机9驱动下同步转过特定角度；卸去压力油后，第二端面齿轮1在弹簧6的作用下右移而与第三端面齿轮2、第一端面齿轮3同时啮合，此后定位销5退出第一端面齿轮3的齿轮定位槽14，至此自动分度完成。
本发明的技术原理是，对于凸轮轴产品而言，利用每个缸的进气凸轮或排气凸轮其轮廓型线相同、每个缸的进、排气凸轮相位夹角相同，甚至油泵凸轮轴上的每片凸轮的轮廓型线也相同而所不同之处仅在于它们之间的夹角的特点，在机械靠模凸轮轴磨床中采用二至三个端面齿轮实现了分度装置的分度、定位精度高且分度、定位精度具有良好的重复性和持久性；在磨削过程中，工件一次装夹后，每磨削完一片凸轮，本发明装置能自动实现凸轮轴工件相对样板转过一个特定的相位角，从而使得传统的机械靠模凸轮轴磨床能实现用一片凸轮靠模样板磨削加工凸轮轴上所有型线相同的凸轮。这样，凸轮轴上被加工凸轮的型线一致性好，新装置的使用也减小了反靠加工靠模样板的技术难度和劳动强度。
由以上可知，本发明为一种用于凸轮轴磨床的自动分度装置，可广泛应用于机械靠模凸轮轴磨床的自动分度，它将凸轮轴工件相对靠模样板进行自动分度转动，使用一片靠模样板可以磨削凸轮轴上所有型线相同的凸轮，装置的分度、定位精度高且分度、定位精度具有良好的重复性和持久性；还使凸轮样板的制造难度大大降低，并且有可能在一台机床上允许加工几种至几十种观格型号的凸轮轴，甚至一片样板仿形磨削多种凸轮轴产品，保证了凸轮轴的凸轮轮廓精度和一致性，有效提高了凸轮轴加工效率，是对传统凸轮轴加工的一次突破。
图1是本发明装置的一种实施例结构示意图；图2是本发明装置的一种实际应用图示。
在图中1-第二端面齿轮， 2-第三端面齿轮， 3-第一端面齿轮，4-空心轴， 5-定位销， 6-弹簧，7-拨叉夹具， 8-工件， 9-伺服电机，10-靠模样板，11-主轴， 12-油路，13-油腔，14-定位槽。
具体实施例方式
如图1、2所示的本发明装置应用于MKS8312数控高速凸轮轴磨床，离合机构采用三个端面齿轮且第一端面齿轮3、第二端面齿轮1、第三端面齿轮2的齿数均为48齿(也可根据端面齿轮的直径大小将齿数做成96齿)，最小分度7.5度，为凸轮轴上所有凸轮间相位角的最大公约数，可以满足生产中所有凸轮轴凸轮相位角的分度要求；驱动第二端面齿轮1作轴向滑动的驱动机构的结构为，在第二端面齿轮1的一侧端面与空心轴4之间设置一油腔13且其同油路12连通，在所述第二端面齿轮1的另一侧与空心轴4轴向之间设有复位弹簧6；装置外形尺寸123mm×Ф165mm；分度动作完成时间＜3秒；其运行动作可靠，分度精度小于30秒，分度精度可以再提高端面齿轮盘的加工精度进一步提高；参见图2，用本发明的装置替代原来的普通分度头，实现工件与靠模样板的自动分度，装置通过空心轴4与样板主轴11刚性联接，工件8通过拨叉夹具7与装置中的第一端面齿轮3；联接，分度时，定位销5插入分度头(即本发明装置)的齿轮定位槽14；在液压力的作用下分度头的离合机构分离，因第一端面齿轮3空套于空心轴4，离合机构分离后第一端面齿轮3可以自由转动，当伺服电机9驱动靠模样板10、主轴11及离合机构的第二端面齿轮1、第三端面齿轮2转动所需角度，在定位销5的定位作用下就实现了工件8相对靠模样板10转动一个所需相位角，然后离合机构接合，分度动作完成。其中伺服电机9既可以直接与主轴11联接驱动，也可以通过一级同步齿形带驱动主轴。
本装置可以制造成独立的分度头替换机械靠模凸轮轴磨床原有的普通手动分度头，也可以根据其原理经过机构变异后与靠模样板组合来实现靠模样板相对样板主轴(或凸轮轴工件)的自动分度，从而实现机械靠模凸轮轴磨床功能的扩展。
权利要求
1.一种用于凸轮轴磨床的自动分度装置，包括一根空心轴(4)，其特征是，第一端面齿轮(3)空套在该空心轴(4)上且该端面齿轮(3)的外周设有定位槽(14)，所述第一端面齿轮(3)的一侧设有可进、出该定位槽(14)的定位销(5)，第二端面齿轮(1)安装在所述空心轴(4)上且随该空心轴(4)转动并可在该空心轴(4)上作轴向滑动，其端面齿可与第一端面齿轮(3)的端面齿相啮合的所述第二端面齿轮(1)与空心轴(4)之间设有驱动该第二端面齿轮(1)作轴向滑动的驱动机构。
2.根据权利要求1所述用于凸轮轴磨床的自动分度装置，其特征是，在所述空心轴(4)上安装与该空心轴(4)成刚性联接的第三端面齿轮(2)，该第三端面齿轮(2)的端面齿可与所述第二端面齿轮(1)的端面齿相啮合且所述第一端面齿轮(3)还空套在该第三端面齿轮(2)的外周上。
3.根据权利要求1所述用于凸轮轴磨床的自动分度装置，其特征是，所述驱动第二端面齿轮(1)作轴向滑动的驱动机构的结构是，在第二端面齿轮(1)的一侧端面与空心轴(4)之间设置一油腔(13)且其同油路(12)连通，在所述第二端面齿轮(1)的另一侧与空心轴(4)轴向之间设有复位弹簧(6)。
4.根据权利要求1所述用于凸轮轴磨床的自动分度装置，其特征是，所述第一端面齿轮(3)、第二端面齿轮(1)、第三端面齿轮(2)的齿数均为48齿或均为96齿，最小分度7.5度，为凸轮轴上所有凸轮间相位角的最大公约数。
全文摘要
一种用于凸轮轴磨床的自动分度装置，有一空心轴，第一端面齿轮空套在该空心轴上且该端面齿轮的外周设有定位槽，第一端面齿轮的一侧设有可进、出定位槽的定位销，第二端面齿轮安装在空心轴上且随其转动并可在其上作轴向滑动，其端面齿可与第一端面齿轮的端面齿相啮合的所述第二端面齿轮与空心轴之间设有驱动该第二端面齿轮作轴向滑动的驱动机构。它可广泛应用于机械靠模凸轮轴磨床的自动分度，将凸轮轴工件相对靠模样板进行自动分度转动，使用一片靠模样板可以磨削凸轮轴上所有型线相同的凸轮，装置的分度、定位精度高且分度、定位精度具有良好的重复性和持久性；还使凸轮样板的制造难度大大降低，有效提高了凸轮轴加工效率。
文档编号B24B17/02GK1810447SQ20061003125
公开日2006年8月2日 申请日期2006年2月22日 优先权日2006年2月22日
发明者龙小兵, 宓海青, 盛晓敏 申请人:湖南大学