专利名称：X-y-c三轴联动高点跟踪凸轮轴—曲轴磨床的制作方法
技术领域：
金属切削机床、数控磨床，汽车发动机主要零件生产装备。
技术背景；
髙档数字控制技术、精密机床设计技术、精密制造技术、主动 测量技术。
发明内容
凸轮轴磨床用于磨削凸轮，凸轮的几何特征是非圆；曲轴磨床 用于磨削连杆轴颈，连杆轴颈的几何特征是偏心圆。两者都是凸几 何截形的一个特例。
本发明是用于磨削凸几何截形的数控磨床，运用发明的新的成 形原理，能达到更高的磨削精度和效率。还能使一台机床具有两种 和更多种机床(即凸轮轴磨床和曲轴磨床)的生产能力。
图1是本机床磨削第1点时工件和砂轮的示意图，此时砂轮高 点跟踪到(Xl,yi) 图2是本机床磨削第2点时工件和砂轮的示意图，此时砂轮高
点跟踪到(x2，y2)
本机床的工作原理是在凸截形的旋转过程中对其高点进行磨
肖ij，任何给定的凸截形的每一点都是由两个坐标值(x， y)确定的
(可以是离散的数据，也可以是用函数表示的数据)，在其旋转过
程中每一点的坐标值都在变，都会成为高点(即x值为最大的点)。本机床必须是是三轴(X、 Y、 C)联动的。其磨削过程如下 如图1所示，O点是磨床头架与尾架的回转中心(即C轴，是 凸轮轴和曲轴的旋转中心)，也是本机床坐标系XOY的原点。被磨 削的凸截形A绕C轴旋转，在任一位置上，截形A的轮廓上的每
一点都有坐标值(Xi,yi)， i=l、 2.......n。在C轴取值d时，曲
线上一定有一点，它的x值最大，成为此时的高点，设此点为(x， yi)，令其为被磨削点。
砂轮绕其中心M旋转。砂轮可沿X、 Y坐标轴作跟踪运动， 取砂轮上与中心M等高的m点为磨削点(此点亦即砂轮的高点)， 数控程序令m点跟踪移动到被磨削点(Xl,yi)上，完成对(Xl，yi) 点的磨削。之后截形作微小的转动，即C轴取值C2 (见图2)，此 时具有最大x值的点为(x2,y2)。数控程序令m点跟踪移动到(x2， y2)，完成对(x2，y2)点的磨削.......。C轴转动360度，便完成了
对整个截形的磨削。
只要C轴的转角增量足够小、曲线上给出坐标的点足够密(或 经插补作到足够密)，磨削出的截形就能达到要求的精度。
本发明的机床既能用于磨削各种凸轮轴也能用于磨削各种曲 轴(还能磨削其他截形的轴类)，而机床的硬件不需作任何改变。 为了能磨削出不同的的截形，需要、也仅仅是需要使用不同的磨削 程序。
本发明的优点
1、本发明的机床能磨削各种凸截形的工件，包括各种凸 轮轴、各种曲轴、各种三角轴等等。2、 由于只用砂轮的高点去磨削工件，砂轮上任何其他点 都不参与磨削，所以砂轮直径的任何变化都不影响对 工件高点的磨削，因此也不会给工件造成误差，更不 会为减少误差而去修改程序。现有的凸轮轴磨床都做 不到这一点的。
3、 随着C轴转角的细分和截形数据的加密，本发明的数 控机床的磨削精度会不断提高。用于磨削曲轴时，产 品的多项精度都能提高，特别是各连杆轴颈的偏心距 精度和各连杆轴颈之间的角度精度能得到显著提高。
具体实施例方式
为实施本发明需要设计新型机床，即设计X-Y-C三轴联动数 控机床。如果要设计中小型机床，需要给砂轮架增加Y轴运动。 如果要设计大型机床，则需要设计砂轮架能作X、 Y、 Z三轴运 动。关键只是一个，即能实现X-Y-C三轴联动即可。
权利要求
1、(1)、X、Y、C三轴联动的机床设计方案本专利的核心是实现砂轮架在直角坐标系中作两轴运动，借助于X、Y、C三轴联动，实现用砂轮的高点去跟踪磨削工件的高点，完成对任意凸截形的磨削。(传统的凸轮轴磨床和曲轴磨床的砂轮架只作X轴的直线运动或X、C两轴联动。)(2)、主动测量装置在磨削曲轴时，被磨削的连杆轴颈作偏心旋转，通常的主动测量装置无法工作。本发明包含了能自动升降、自动进退、自动补偿的主动测量装置。(3)、伺服中心架本发明的特征之一就是能在一台机床上磨削多种截形。例如在磨削曲轴时，不但能磨削连杆轴颈，也能磨削支承轴颈。磨削时为提高效率通常要把支承轴颈支承在中心架上。如果使用普通的中心架，就会因为支承轴颈被磨小而使中心架失去作用。本发明中包含“伺服中心架”，它会随着支承轴颈的减小而自动伸长，保持其支承状况不变。
全文摘要
本发明所属的技术领域是数控金属切削机床。是用于磨削任意凸几何截形的数控磨床。它通过X-Y-C三轴联动实现高点跟踪磨削，能达到更高的精度和效率。在一台机床上能完成不同截形的磨削，并能使一台机床具有两种机床(如凸轮轴磨床和曲轴磨床)的生产能力。如本摘要附图所示，被磨削的工件绕C轴旋转，在C轴取值c<sub>1</sub>时，截形上(x<sub>1</sub>，y<sub>1</sub>)点的x值最大，此点即为工件高点。砂轮旋转，并能作X、Y轴运动，其高点为m。机床的数控程序令m点跟踪移动到(x<sub>1</sub>，y<sub>1</sub>)点上并完成对该点的磨削。当工件绕C轴旋转360度，便完成整个截形的磨削。主要用途用作凸轮轴磨床和曲轴磨床，能提高磨削精度和效率。
文档编号B24B19/12GK101486162SQ20091000053
公开日2009年7月22日 申请日期2009年1月16日 优先权日2009年1月16日
发明者王作钧 申请人:北京诺思泰格精密技术有限公司