高精度椭圆轮廓成形机构制造技术

一种高精度椭圆轮廓成型机构，在“卡当”机构原理的基础上，将两相互垂直的轨道分别布置在两个平行平面上，以避免两滑块的干涉。并用弹性元件作用到活动构件及架体上，以消除各零、部件间的配合间隙对运动轨迹精度的影响，从而得到高精度轮廓形状。本高精度椭圆轮廓成型机构主要用于对加工零件的椭圆轮廓形状精度要求很高的生产部门——例如轴承制造行业，联轴器（等速万向节）生产厂家及模具制造厂家等。（*该技术在2002年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术属于机械制造
，是一种能满足对椭圆轮廓形状精度要求很高的椭圆轮廓成形机构。目前，机械加工行业，尤其是轴承制造业中，由于设计理论的更新(参见《轴承》刊号CN41－1148／TH，1991年4期，P2，“四点接触球轴承椭圆沟道截面的几何设计”一文)，相应地对制造工艺提出了新的要求。现时，对四点接触球轴承椭圆沟道的磨加工，一般采用成形磨削方法，要求将砂轮的磨削型面修整成椭圆面。已知的修整方法有靠模(仿形)修整法，最佳修整法(参见同上刊物1991年5期，P16，“四点接触球轴承椭圆沟道截面的磨削计算”一文)，及金刚石滚轮修整法等三种方法。但靠模法及金刚石滚轮修整法两种修整方法对于不同的椭圆沟道参数须配制不同的靠模或金刚石滚轮，而且砂轮型面的形状精度受靠模或金刚石滚轮精度的影响，既不经济，又不方便。最佳修整法由于其成形原理的原因，首先，其成形的椭圆轮廓为近似的；其次，这种近似的椭圆轮廓的形状精度还受到砂轮直径尺寸的影响——当修整器参数确定后，砂轮椭圆型面的椭圆参数(长、短半轴a、b)随砂轮直径尺寸变化而变化。本技术的目的是提供一种高精度的适用于内凹及外凸椭圆轮廓的成形机构，对不同的椭圆参数，通过调整该机构有关部件的位置即可实现。而且所得到的椭圆轮廓形状精度是很高的。当该机构装上金刚石(砂轮)修整笔时，即可将砂轮修整出椭圆型面，而且不受砂轮直径尺寸变化的影响。当装上一般刀具时，可切削出椭圆形工件，亦可将工件装在机构上加工出椭圆轮廓。本技术的技术解决方案是利用“卡当”机构原理来实现椭圆运动轨迹。但“卡当”机构要求在一个平面上布置两相互垂直的轨道，当椭圆的长、短半轴(a，b)尺寸较小，而且椭圆压缩系数μ(μ＝b／a)很高时，使得两相互垂直的轨道中无法布置“卡当”机构的活动滑块。而且“卡当”机构中的活动构件上的回转副的转轴与滑块之间以及滑块与轨道之间都有配合间隙，这将影响运动轨迹的精确性。解决的方法是将两相互垂直的轨道分别布置在两个平行平面上，活动构件布置在两平行平面之间，两个回转副布置在活动构件的两侧。活动构件分为两体，两回转副的转轴分别安装在其中一体上，两体组成的活动构件用螺钉穿过台阶长孔槽联接，两回转副之间的距离是可调的，而且两回转副的转轴各由一个弹性元件支承，该弹性元件的弹性力必须大于工作载荷引起的垂直于滑块轨道的分力，以达到消除间隙的目的。由于采用上述技术方案，对所需的不同椭圆参数，只需调整本成形机构的有关部件即可得到精度很高的椭圆轨迹——对应着砂轮或工件的型面或轮廓形状。以下结合附图对本技术(成形机构)作进一步叙述附图说明图1“卡当”机构原理图。图2本成形机构原理图。图3图2的剖视图。图4本技术实施例图并作为说明书摘要附图。图5图4的活动构件调整后，转轴另一种相对位置关系图。图6本成形机构夹持器的第二实施方案。图7本成形机构夹持器的第三实施方案图8本成形机构中滑块、转轴与弹性元件的另一种实施方案。图1所示为“卡当”机构，两回转副3″将活动构件1″与滑块2″及5″联接；当活动构件1″转动时，滑块2″及5″均将在架体4″上的两轨道中滑动。在XDY座标系中，活动构件1″上的A点的运动轨迹将是以长半轴a＝m＋n及短半轴b＝n为参数的椭园，用方程表示为X2／a2＋y2／b2＝1或X2／(m＋n)2＋y2／n2＝1图2及图3所示为本成形机构原理，架体1′及架体3′分别在两平行平面P1、P2上，但两架体上的轨道仍相互垂直；两个回转副的转轴4′及7′与活动构件5′、5a′为过盈配合，而与滑块8′及9′则为间隙配合；滑块8′、9′与架体1′、3′的轨道也是间隙配合；弹性元件2′、6′分别作用在转轴4′及7′上，以消除间隙，显然，当所需的椭圆的压缩系数很高时，甚至等于1时(此时a＝b、运动轨迹是圆)，本成形机构也可满足使用要求。对于不同的椭圆参数，通过调整转轴4′与7′相对距离以及活动构件5′、5a′上A点的位置(A点在图中未示出)，即可得到符合给定参数的椭圆轨迹。图4所示实施例中架体8、9用螺钉或铆钉(图中未示出)联为一体；活动构件由件1及件12组成，并在件1和件12之间设一导向件10，件1、件12用螺钉6联接；当转轴4与15的相对距离要调整时，松开螺钉6，在台阶长孔槽2内对所需距离(m)进行调整。拨转轮13上开有长孔槽17，以供件12的拐臂夹持器12a穿过，拨转轮13安装在架体9的圆台9a上可作定心转动，拨转轮13可安上手柄以供手动或在外径处加工成齿轮状以供机械传动来驱动。件1与转轴4为过盈配合，滑块3与转轴4为间隙配合，滑块3与架体8上的轨道5也为间隙配合；同样，件12与转轴15为过盈配合，滑块16与转轴15为间隙配合，滑块16与架体9上的轨道(与图面垂直未示出)也为间隙配合。弹性元件7及14用螺钉固定在架体8及9上并作用到转轴4及15的伸出端。在件12上开有两个开口11，制造时适当扩张开口11，热处理后，件12犹如一弹簧，可消除间隙；显然，开口11也可制在件1或拨转轮13，架体8、9上，也可以用一弹性元件如碟形弹簧、板弹簧等代替。在图4中，当拨动轮13作定心转动时，通过其上长孔槽17的侧面带动活动构件12及1转动(或摆动)并使滑块移动，从而使工作位置(例如金刚石修整笔笔尖)得到椭圆运动轨迹。在图4及图5中，金刚石修整笔或刀具的顶端的运动轨迹由m及m＋n的具体数值确定，椭圆长、短轴的方向则由转轴4及15的相对位置决定。如图4所示，当转轴4调整到转轴15的右侧m处时，所得轨迹即为a＝m＋n，b＝n的椭圆，其长轴方向与图面平行。如图5所示，当转轴4调整到转轴15的左侧m处时，得到同样参数的椭圆轨迹，但是长、短轴的方向转了90°(长轴与图面垂直)。显然，当m＝0时，得到的轨迹是圆形。图6所示是夹持器另一种实施方案，将夹持器12b与转轴15(或4)的外伸端联结，两者之间不得相对转动，可用过盈配合及键、销联结。这样，修整笔或刀具的工作位置可得到360°范围的运动轨迹。而图4所示的结构则不能得到360°范围的运动轨迹。图7所示的实施方案，当修整笔或刀具的夹持器12C也与转轴15(或4)的外伸端过盈配合及键、销联结，可得到内凹椭圆轮廓。也可将工件夹在夹持器上，修整笔或刀具固定在设备上来进行加工。夹持器应根据工件形状制成满足工艺要求的形式。图8所示是滑块、转轴与弹性元件的另一实施方案，可改善有关零、部件接触摩擦状况，即将滑动摩擦改变为滚动摩擦。在弹性元件7、14与转轴4、15之间加上滚动轴承或滚轮4α、15α。滑块3、16也可以用滚动轴承或滚轮3α、16α来取代。上述弹性元件7、14可以是板弹簧、片弹簧、橡胶弹簧或园柱螺旋弹簧等，但板(片)弹簧结构简单、紧凑、制造方便，故推荐使用板(片)弹簧。上述金刚石(砂轮)修整笔，可以是单颗粒金刚石修整笔(如图4至图7所示)，也可以是链状、粉状等金刚石修整笔。权利要求1.一种高精度椭圆轮廓成形机构，利用“卡当”机构原理，由架体、活动构件及滑块组成，其特征是两相互垂直的轨道分别布置在两个平行平面上；活动构件处在两轨道所在的平行平面之间，活动构件分为两体，两回转副的转轴分别安在其中一体上，两体合成的活动构件用螺钉联接；两转轴外伸端各作用一弹性元件，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高精度椭圆轮廓成形机构，利用“卡当”机构原理，由架体、活动构件及滑块组成，其特征是：两相互垂直的轨道分别布置在两个平行平面上；活动构件处在两轨道所在的平行平面之间，活动构件分为两体，两回转副的转轴分别安在其中一体上，两体合成的活动构件用螺钉联接；两转轴外伸端各作用一弹性元件，该弹性元件的弹性力必须大于工作载荷引起的垂直于滑块轨道的分力。２、如权利要求１所述的一种高精度椭圆轮廓成形机构，其特征是：两体合成的活动构件的件１与件１２之间有导向件１０；联接件１与件１２的螺钉穿孔为台阶长孔槽２。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：刘本胜，
申请(专利权)人：胡嘉林，
类型：实用新型
国别省市：42[中国|湖北]