本发明专利技术涉及一种基于磁力研磨实现盘形凸轮工作面磨削的装置及方法，所述装置包括工作台、往复移动机构、凸轮夹持机构、研磨机构、测距机构以及控制系统；本发明专利技术采用磁力研磨方式，有效避免了砂轮研磨容易造成凸轮工件表面烧伤的问题；采用测距传感器控制工件进给，有效避免了因磨削机构进给精度不高对凸轮工件表面造成划痕、毛刺和凹坑的问题，实现了凸轮不规则工作面的精准磨削，保证了加工精度。保证了加工精度。保证了加工精度。
【技术实现步骤摘要】
一种基于磁力研磨实现盘形凸轮工作面磨削的装置及方法
[0001]本专利技术涉及不规则表面磨削
，尤其涉及一种基于磁力研磨实现盘形凸轮工作面磨削的装置及方法。
技术介绍
[0002]随着我国工业经济的发展和科学技术的进步，航空航天、船舶、汽车和自动化机床等产业得到了迅猛发展，对于机械零件表面质量的要求也越来越高。通过光整加工可以减小和细化零件的表面粗糙度，去除划痕、微观裂痕等表面缺陷，提高和改善零件表面质量，提高零件表面力学性能，改善应力分布状态；去除棱边毛刺，保证表面之间平滑过渡，提高零件的装配工艺性；提高零件表面光泽度和光亮程度等。而凸轮作为精密机械中的一种常用零件，其外轮廓面的磨削精度直接关系到整个装置的使用性能，因此对凸轮表面粗糙度的要求十分严格。
[0003]传统的凸轮磨削加工采用的是靠模仿形的加工方式，该方式对于靠模的加工精度要求较高，而且磨削过程中靠模本身容易磨损；另外，形状不同的凸轮要使用形状相匹配的靠模，并且靠模加工一般采用砂轮磨削，加工效率低，且材料损耗严重。随着数控技术的崛起，高速数控磨床得到广泛应用，可以实现凸轮的精确磨削，但其设备昂贵，工艺成本较高，对操作人员的技术要求较高。并且高速数控磨床也采用砂轮磨削方式，在对经过表面硬化处理的零件进行磨削时，由于磨削速度高，磨削区域产生瞬时高温，零件会出现表面烧伤现象。
[0004]授权公告号为CN 214135375 U的中国技术专利公开了一种“汽车凸轮轴的加工打磨装置，包括机台，机台上安装有轮轴转台，轮轴转台两侧设有立柱，立柱的内侧上下滑动连接有安装座，安装座上左右滑动连接有打磨电机，打磨电机的输出轴固定有抛光砂轮，安装座上设有测距传感器，两个立柱的顶端连接有锁定支架，所述锁定支架上设有轮轴锁定件。通过转动电机带动抛光砂轮沿着凸轮轴上下移动，从而实现了多个凸轮面连续自动的完成磨削加工，在移动过程中，通过测距传感器感应凸轮轴的凸轮面的距离，进而控制器驱动电动推杆带动抛光砂轮配合凸轮轴左右调整，实现对凸轮轴的来回打磨抛光操作。该装置采用测距传感器实现磨削过程的控制，但其磨削采用的仍是砂轮。
[0005]传统的复杂曲面光整加工方法存在诸多弊端，而近年来发展迅速的磁力研磨方法将磁场应用于研磨技术中，具有自锐性能好、磨削能力强、加工效率高、研磨温升小等优点，适合于平面、球面、圆柱面和其它复杂形状零件的加工，并且利用实现光整加工的自动化很好的解决了传统磨削方法存在的问题。如申请公布号为CN 110000621 A的中国专利申请公开的“一种用于大平面抛光的磁力研磨装置及磁力研磨方法”、申请公布号为CN 109015280 A的中国专利申请公开的一种“空间任意轴线变径复杂弯管内外表面磁力研磨装置及方法”等，但是，对于盘状凸轮这一特殊零件的加工目前还没有可以适用的磁力研磨装置。
技术实现思路
[0006]本专利技术提供了一种基于磁力研磨实现盘形凸轮工作面磨削的装置及方法，采用磁力研磨方式，有效避免了砂轮研磨容易造成凸轮工件表面烧伤的问题；采用测距传感器控制工件进给，有效避免了因磨削机构进给精度不高对凸轮工件表面造成划痕、毛刺和凹坑的问题，实现了凸轮不规则工作面的精准磨削，保证了加工精度。
[0007]为了达到上述目的，本专利技术采用以下技术方案实现：
[0008]一种基于磁力研磨实现盘形凸轮工作面磨削的装置，包括工作台、往复移动机构、凸轮夹持机构、研磨机构、测距机构以及控制系统；所述往复移动机构设于工作台上，用于带动凸轮夹持机构沿工作台纵向往复移动；所述凸轮夹持机构用于安装并带动凸轮工件绕自身轴线转动；所述研磨机构包括圆柱形永磁铁及磁性研磨介质，圆柱形永磁铁设于往复移动机构的一端并能够绕自身轴线转动，圆柱形永磁铁的外侧吸附磁性研磨介质；所述测距机构中设红外测距传感器用于实时检测到凸轮工件待加工面的距离；所述往复移动机构中的往复移动驱动装置、凸轮夹持机构中的凸轮转动驱动装置、研磨机构中的圆柱形永磁铁旋转驱动装置的驱动端，以及测距机构中的红外测距传感器的信号输出端分别连接控制系统。
[0009]所述往复移动机构包括主动滑台及从动滑台；主动滑台由移动电机、丝杠、丝杠支撑块及主动滑块组成；丝杠的两端由丝杠支撑块支撑，丝杠与丝杠支撑块之间可转动地连接；丝杠远离研磨机构的一端通过联轴器与移动电机的电机轴相连，主动滑块与丝杠通过螺纹传动连接；在移动电机的作用下，主动滑块沿丝杠往复移动；从动滑台由光轴、光轴支撑块及从动滑块组成；光轴与丝杠平行设置，光轴的两端由光轴支撑块支撑，光轴与光轴支撑块之间固定连接，从动滑块与光轴滑动连接；主动滑块与从动滑块分别连接凸轮夹持机构，主动滑块带动凸轮夹持机构移动时，从动滑块同步沿光轴移动。
[0010]所述凸轮夹持机构由支撑架一、支撑架二、轴承座、安装轴、定位轴套、锁紧轴套、大锥齿轮、小锥齿轮及凸轮转动电机组成；支撑架一与支撑架二对称设置，支撑架一的底部与主动滑块相连，支撑架二的底部与从动滑块相连；支撑架一的顶部与支撑架二的顶部分别设轴承座，安装轴水平设置，安装轴的两端与对应端的轴承座转动连接；凸轮工件与安装轴之间通过键传动，定位轴套、锁紧轴套分别设于凸轮工件两侧的安装轴上，并且定位轴套、锁紧轴套与安装轴之间均通过螺纹连接，通过定位轴套调节凸轮工件在安装轴上的位置后通过锁紧轴套锁紧固定；安装轴的一端伸出轴承座外，且伸出端设有大锥齿轮，大锥齿轮与小锥齿轮啮合传动，小锥齿轮设于凸轮转动电机的电机轴上；在凸轮转动电机的作用下，安装轴带动凸轮工件绕自身轴线转动。
[0011]所述研磨机构由支撑架、圆柱形永磁铁、磁性研磨介质、带传动机构及永磁铁旋转电机组成；支撑架设于往复移动机构一端的工作台上，支撑架的顶部两端分别设轴承座，圆柱形永磁铁设于水平的中心轴上，中心轴的两端与对应端的轴承座转动连接，磁性研磨介质吸附在圆柱形永磁铁的外表面；中心轴与圆柱形永磁铁同轴设置，中心轴的一端从对应轴承座伸出，且伸出端设带轮一；永磁铁旋转电机设于工作台上，电机轴上设带轮二，带轮一与带轮二通过传动带连接组成带传动机构；在永磁铁旋转电机的作用下，圆柱形永磁铁绕自中心轴轴线旋转，并且圆柱形永磁铁的转向与凸轮工件的转向相反；圆柱形永磁铁的长度大于凸轮工件的厚度。
[0012]所述测距机构由红外测距传感器、支撑柱和横梁组成；红外测距传感器设于圆柱形永磁铁的外上方，红外测距传感器安装在横梁上，横梁的两端由对应端的支撑柱支撑，支撑柱的底部与工作台固定连接。
[0013]所述控制系统由PLC控制器、控制柜及控制面板组成；控制柜设于工作台上，控制器设于控制柜内，控制柜的外侧设控制面板。
[0014]一种基于磁力研磨实现盘形凸轮工作面磨削的方法，包括如下步骤：
[0015](1)将凸轮工件安装在凸轮夹持机构中的安装轴上，通过定位轴套和锁紧轴套配合调整、固定凸轮工件在安装轴上的位置，使凸轮工件与圆柱形永磁铁对中；
[0016](2)将磁性磨料与水基研磨液按照1：3～1.5；3的重量比混合、搅拌均匀后，吸附在圆柱形永磁本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种基于磁力研磨实现盘形凸轮工作面磨削的装置，其特征在于，包括工作台、往复移动机构、凸轮夹持机构、研磨机构、测距机构以及控制系统；所述往复移动机构设于工作台上，用于带动凸轮夹持机构沿工作台纵向往复移动；所述凸轮夹持机构用于安装并带动凸轮工件绕自身轴线转动；所述研磨机构包括圆柱形永磁铁及磁性研磨介质，圆柱形永磁铁设于往复移动机构的一端并能够绕自身轴线转动，圆柱形永磁铁的外侧吸附磁性研磨介质；所述测距机构中设红外测距传感器用于实时检测到凸轮工件待加工面的距离；所述往复移动机构中的往复移动驱动装置、凸轮夹持机构中的凸轮转动驱动装置、研磨机构中的圆柱形永磁铁旋转驱动装置的驱动端，以及测距机构中的红外测距传感器的信号输出端分别连接控制系统。2.根据权利要求1所述的一种基于磁力研磨实现盘形凸轮工作面磨削的装置，其特征在于，所述往复移动机构包括主动滑台及从动滑台；主动滑台由移动电机、丝杠、丝杠支撑块及主动滑块组成；丝杠的两端由丝杠支撑块支撑，丝杠与丝杠支撑块之间可转动地连接；丝杠远离研磨机构的一端通过联轴器与移动电机的电机轴相连，主动滑块与丝杠通过螺纹传动连接；在移动电机的作用下，主动滑块沿丝杠往复移动；从动滑台由光轴、光轴支撑块及从动滑块组成；光轴与丝杠平行设置，光轴的两端由光轴支撑块支撑，光轴与光轴支撑块之间固定连接，从动滑块与光轴滑动连接；主动滑块与从动滑块分别连接凸轮夹持机构，主动滑块带动凸轮夹持机构移动时，从动滑块同步沿光轴移动。3.根据权利要求1所述的一种基于磁力研磨实现盘形凸轮工作面磨削的装置，其特征在于，所述凸轮夹持机构由支撑架一、支撑架二、轴承座、安装轴、定位轴套、锁紧轴套、大锥齿轮、小锥齿轮及凸轮转动电机组成；支撑架一与支撑架二对称设置，支撑架一的底部与主动滑块相连，支撑架二的底部与从动滑块相连；支撑架一的顶部与支撑架二的顶部分别设轴承座，安装轴水平设置，安装轴的两端与对应端的轴承座转动连接；凸轮工件与安装轴之间通过键传动，定位轴套、锁紧轴套分别设于凸轮工件两侧的安装轴上，并且定位轴套、锁紧轴套与安装轴之间均通过螺纹连接，通过定位轴套调节凸轮工件在安装轴上的位置后通过锁紧轴套锁紧固定；安装轴的一端伸出轴承座外，且伸出端设有大锥齿轮，大锥齿轮与小锥齿轮啮合传动，小锥齿轮设于凸轮转动电机的电机轴上；在凸轮转动电机的作用下，安装轴带动凸轮工件绕自身轴线转动。4.根据权利要求1所述的一种基于磁力研磨实现盘形凸轮工作面磨削的装置，其特征在于，所述研磨机构由支撑...
【专利技术属性】
技术研发人员：李启春，郭鹏，杨诗瑞，张曼玉，朱慧荣，蔺晓超，
申请(专利权)人：北京动力机械研究所，
类型：发明
国别省市：
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