一种鼓形量可调式渐开线凸轮磨削装置，由鼓形渐开线凸轮展成机构、鼓形量调整机构及砂轮磨削机构组成。展成机构采用双滚轮—双导轨式机械展成机构；鼓形量的调整是在弹性联轴器轴夹角许可的范围内通过楔块机构微调砂轮轴与滚动组件运动方向的夹角，利用修整方向垂直于展成机构中双导轨的工作面的砂轮修整器将砂轮的端平面修整成内锥面，实现不同鼓形量渐开线凸轮的加工，渐开线凸轮的鼓形量调整后不影响凸轮中截面处的渐开线加工精度。本发明专利技术渐开线加工精度高；结构简单，灵敏度高，可实现0~5μm鼓形量的连续调整，且调整后不影响加工精度；鼓形量的存在，降低了挡板工作面与加工主轴轴线间的平行度要求，增强了工作过程中鼓形渐开线凸轮与挡板的适应性。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于精密制造
，涉及一种高精度鼓形渐开线凸轮的磨削装置及调整方法。
技术介绍
渐开线凸轮是凸轮-挡板式磨齿机(例如Y7125、Y7431等)展成系统中最精密的元件，被磨齿轮或齿轮刀具的齿廓加工精度主要来自渐开线凸轮的面形精度、渐开线凸轮的安装精度、渐开线凸轮与挡板的配合精度及展成系统的刚度等。国内商品渐开线凸轮的加工多采用单基圆盘式渐开线凸轮磨削装置，加工原理性误差的存在致使渐开线凸轮的面形加工精度较低。商品渐开线凸轮面形沿宽度(安装轴线)方向的截面曲线为一直线，工作时渐开线凸轮与挡板的瞬时接触区域理论上为一直线。由于挡板工作面的加工误差及渐开线凸轮安装误差的存在，致使渐开线凸轮的安装轴线与挡板的工作面不再平行。此时，渐 开线凸轮与挡板的接触区域偏向于凸轮的两端面。不但渐开线凸轮在该区域的面形精度较低，而且渐开线凸轮与挡板的有效接触宽度不足，致使机床成展成系统的刚度下降，进一步影响齿轮渐开线齿廓的加工精度。此外，渐开线凸轮和挡板在上述环境下工作时会造成磨损，严重时甚至会造成渐开线凸轮面形精度的下降。鼓形渐开线凸轮沿齿宽方向的截面曲线为一对称的凸形曲线。理论上鼓形渐开线凸轮与挡板的接触为点接触，但由于鼓形量非常小(微米级)，且渐开线凸轮在工作过程中要承受上千N的作用力，弹性变形会增大鼓形渐开线凸轮与挡板沿凸轮安装轴线方向上的接触宽度。另外，鼓形渐开线凸轮与挡板有较好的适应性，即使挡板工作面与加工主轴(即凸轮安装轴线)不严格平行，在一定范围内，鼓形渐开线凸轮仍能保证与挡板的良好配合。因此，研制高精度鼓形渐开线凸轮对于增强与挡板的适应性及提高渐开线齿轮或齿轮刀具的齿廓加工精度具有重要的现实意义与应用价值。然而，目前在鼓形渐开线凸轮及其磨削装置方面，目前未见有文献记载。专利技术技术方案为研制高等级的标准齿轮及齿轮刀具，并解决渐开线凸轮和挡板的配合适应性问题，本专利技术提供了一种鼓形量可调式渐开线凸轮磨削装置。本专利技术提供的鼓形渐开线凸轮磨削装置包括三部分鼓形渐开线凸轮展成机构、鼓形量调整机构及砂轮磨削机构。鼓形渐开线凸轮展成机构包括I直流电机、2丝杠、3移动平台、4传动杆、5龙门挡板、6双滚轮、7渐开线凸轮以及12双导轨组成。I直流电机与2丝杠相联接；4传动杆一端与6双滚轮的芯轴通过顶尖螺钉联接，另一端与2丝杠配合的3移动台连接；5龙门挡板固定在12双导轨上，且其工作面与12双导轨工作面垂直；手轮通过锥齿轮副与2丝杠形成传动链；7渐开线凸轮同6双滚轮固定在同一根芯轴上。为了增加滚轮组件运动的平稳性，其上安装了一个配重凸轮。砂轮磨削机构包括8砂轮修整器、9轴承箱、10弹性联轴器、11电动机、13砂轮以及15差动微进给机构；其中11电动机安装在防振工作台上并通过10弹性联轴器与9轴承箱联接；13砂轮为端面碗型砂轮，经砂轮主轴、弹性联轴器与电机输出轴连接；8砂轮修整器由16旋转手柄、17进给旋钮、18金刚石笔、19支架等构成，并安装在防振工作台上；砂轮修整器的修整方向与展成机构中的导轨垂直；差动进给器固定在基座上，与轴承箱底部的端凸台配合，如图2所示。鼓形量调整机构包括20前弹簧片支架、21锁紧螺栓、22保持架、23鼓形量调整螺杆、24基座、26上楔块、27下楔块、25后弹簧片支架和28弹簧卡片。24基座固定在防振工作台上；13砂轮及9轴承箱由前后四个簧片支架(20和25)支撑，其中20前簧片固定在26上楔块上，25后弹簧片固定在24基座上；上、下楔块相配合并安装在24基座的沟槽内；上楔块在17锁紧螺钉的一侧开有与水平方向成75°角的斜槽；将23鼓形量调整螺杆通过22保持架与27下楔块的螺栓孔相联接，并固定在基座的一侧。本专利技术采用双滚轮一双导轨式渐开线展成机构，符合渐开线的成型原理。只要保证砂轮的工作面垂直于导轨的工作面，就能加工出以滚轮为基圆的渐开线。磨削鼓形渐开线凸轮则采用内锥砂轮。在弹性联轴器许可的轴夹角范围内微调砂轮轴与双导轨之间的夹 角，同时保证砂轮修整器的修整方向始终垂直于双导轨的工作面。这样既能保证加工出的鼓形渐开线凸轮中截面渐开线的加工精度，又能使凸轮沿宽度方向具有一定的鼓形量。鼓形量大小的调整可通过楔块机构抬升轴承箱前簧片支架来实现。渐开线凸轮的宽度b，砂轮的工作直径d和砂轮工作面的内锥角Θ的大小决定了渐开线凸轮鼓形量S的大小。内锥砂轮的轴线在两滚轮的中间线上，并且内锥面的顶端母线与导轨面垂直，砂轮轴线与导轨面的夹角即为内锥角Θ ;假设通过转动鼓形量调整螺杆，推动下楔块Y方向的位移为△，楔块的设计倾角为β，轴承箱的前后弹簧片之间距离为1，则鼓形量δ表达式可推导为(5 = (―- Λ/(—)2 - b2 ) sin^，下楔块Y方向位移 2 V 2 '量Δ与相关参数的关系式Δ =...........................。tan /i当砂轮的工作直径d，凸轮宽度b，楔块的设计倾角β以及支撑弹簧片的间距I为定值后，鼓形量的大小δ与砂轮内锥角Θ相对应；下楔块的位移量△与鼓形量也是δ相对应的。因此，通过控制下楔块Y方向上的位移量Λ可实现相应鼓形量δ渐开线凸轮加工。本专利技术的有益效果双滚轮一导轨式展成机构符合渐开线的成型原理，没有加工原理性误差，因此加工渐开线的精度高；鼓形量调整机构结构简单，灵敏度高，可实现(Γ5μ m鼓形量的连续调整，且调整后不影响凸轮中截面渐开线的加工精度；鼓形量的存在，降低了挡板工作面与加工主轴轴线间的平行度要求，增强了工作过程中渐开线凸轮与挡板的接触适应性。附图说明图I是鼓形渐开线凸轮磨削装置结构示意图。图2是砂轮修整器结构示意图。图3是鼓形量调整结构示意图。图4为图2的A-A向剖视图。I直流电机；2丝杠；3移动平台；4推杆；5龙门挡板；6滚轮；7 ;渐开线凸轮；8砂轮修整器；9轴承箱；10联轴器；11电动机；12砂轮；13手轮；14平台；15差动微进给机构；16旋转手柄；17进给旋钮；18金刚石笔；19支架；20前簧片支架；21紧定螺钉；22保持架；23鼓形量调整螺杆；24基座；25后簧片支架；26上楔块；27下楔块；28弹簧卡片。具体实施例方式本专利技术提供的鼓形渐开线装置中的双滚轮即为待加工渐开线的基圆。根据待加工渐开线凸轮基圆的大小选择配对的凸轮座和双滚轮，并将其组装到同一根芯轴上。磨削前， 调整龙门挡板工作面尽量与滚轮组件的平动方向垂直。根据鼓形量的加工要求，通过鼓形量调整螺杆推动下楔块沿Y方向运动，同时下楔块推动上楔块沿Z方向运动，从而改变了砂轮轴与与导轨面之间的夹角。以磨削渐开线凸轮宽度b=25 _、鼓形量δ=1 μπι的渐开线凸轮，选用砂轮工作直径d=140 mm的碗型端面砂轮，楔块设计倾角β=5°，轴承箱的前后弹簧片之间距离为1=150 mm为例，则下楔块从零位开始沿Y方向水平推进Λ =3. 25 mm。鼓形量调整完毕后，用紧定螺钉将楔块机构锁死，然后修整砂轮以获得合适内锥角的锥砂轮工作面。确定砂轮轴热伸长量，即砂轮主轴开始转动到达到热平衡状态时砂轮主轴的轴向伸长量。一般开车2小时后砂轮主轴会达到热平衡状态，此过程也称为开车预热过程。预热前的对刀结束后要根据砂轮轴的热伸长量进行退刀操作。对刀时转动滚轮组件与导轨之间的相对转动位置，同时保证本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种高精度鼓形渐开线凸轮磨削装置，其特征在于，该装置包括三部分：鼓形渐开线凸轮展成机构、鼓形量调整机构及砂轮磨削机构；鼓形渐开线凸轮展成机构包括直流电机（1）、丝杠（2）、移动平台（3）、传动杆（4）、龙门挡板（5）、双滚轮（6）、渐开线凸轮（7）以及双导轨（12）组成；直流电机（1）与丝杠（2）相联接；传动杆（4）一端与双滚轮（6）的芯轴通过顶尖螺钉联接，另一端与丝杠（2）配合的移动台（3）连接；龙门挡板（5）固定在双导轨（12）上，且其工作面与双导轨（12）工作面垂直；手轮通过锥齿轮副与丝杠（2）形成传动链；渐开线凸轮（7）同双滚轮（6）固定在同一根芯轴上；砂轮磨削机构包括砂轮修整器（8）、轴承箱（9）、弹性联轴器（10）、电动机（11）、砂轮（13）以及差动微进给机构（15）；其中电动机（11）安装在防振工作台上并通过弹性联轴器（10）与轴承箱（9）联接；砂轮（13）为端面碗型砂轮，经砂轮主轴、弹性联轴器与电机输出轴连接；砂轮修整器（8）由旋转手柄（16）、进给旋钮（17）、金刚石笔（18）、支架（19）构成，安装在防振工作台上；砂轮修整器的修整方向与展成机构中的导轨垂直；差动进给器固定在基座上，与轴承箱底部的端凸台配合；鼓形量调整机构包括前弹簧片支架（20）、锁紧螺栓（21）、保持架（22）、鼓形量调整螺杆（23）、基座（24）、上楔块（26）、下楔块（27）、后弹簧片支架（25）和弹簧卡片（28）；基座（24）固定在防振工作台上；砂轮（13）及轴承箱（9）由前后四个簧片支架（19）支撑，其中前簧片支架（20）固定在楔块（26）上，后弹簧片支架（25）固定在基座（24）上；上楔块（26）、下楔块（27）相配合并安装在基座（24）的沟槽内；上楔块（26）在锁紧螺钉（17）的一侧开有与水平方向成75°角的斜槽；将鼓形量调整螺杆（23）通过保持架（22）与下楔块（27）的螺栓孔相联接，并固定在基座的一侧。...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：凌四营，王立鼎，柳强，娄志峰，马勇，王晓东，
申请(专利权)人：大连理工大学，
类型：发明
国别省市：
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