仿形凸轮的磨削

万长青

我们为汽车行业设计并研制成功了两台数控仿形椭圆磨床。该机床主要用于汽车转向泵定子类零件、工业叶片泵定子类零件及其它非圆内型曲面零件的多品种、中大批量的磨削加工，并可通过反靠模装置自磨出各种仿形凸轮。

图1
1 工作原理　　在数控内圆磨床上需加工图1定子零件的内型曲面，一种最便捷、最奏效的方法就是利用仿形凸轮的回转运动来生成其曲线轨迹。图2即是通过仿形凸轮加工定子零件的关系图。从图中可以看到，有了不同的仿形凸轮，就可以磨削加工不同定子零件的内型面。因此，在机床上自磨加工仿形凸轮成了设计的关键。我们在设计机床时根据图2原理，设计了一套反靠模装置，将其装到数控内圆磨床上，通过不同的母样件便可在机床上自磨形成一系列仿形凸轮，这样解决了无反靠模装置而造成开发新品零件困难的状况。实际工作中我们自磨了两种不同曲线的凸轮，供用户厂家使用，使用效果比较理想。
　　下面介绍一下仿形凸轮成型的工作原理(图3)。

1.靠轮2 2.砂轮2 3.摆动支点 4.摆体 5.仿形凸轮 6.定位销孔 7.弹簧 8.被加工零件
6 ~' x" `1 b0 J2 ^" k( I- u* K+ s图2

1.凸轮毛坯 2.端面压紧螺钉 3.母样件 4.砂轮1 5.靠轮1
图3
　　首先将母样件通过两个定位销定位在支承盘上，并用螺钉进行端面紧固，支承盘及仿形凸轮的毛坯通过键与工件主轴相连，使之成为一体，将靠轮1放入母样件的内型面中，靠轮1是固定不动的，由车头箱体内设的弹簧使母样件内型面紧贴在靠轮1上。工件主轴装在一摆体内，既作回转运动又作摆动运动。当工件主轴低速回转时，便按母样件内孔椭圆长短轴的半径差值来回摆移，这时再使砂轮作.轴方向的进给运动，反复磨削，直至凸轮毛坯全部磨出为止，即成了所需要的仿形凸轮。
$ d' \' v; ^2 O3 x; I$ ~2 靠轮与砂轮之间的关系
　　在新品定子零件的开发过程中，都应满足“先从母样件——到仿形凸轮——再到定子零件的批量加工”这一关系。在这一关系中，靠轮1、砂轮1、靠轮2、砂轮2四者之间的关系很重要，无论定子零件非圆内型曲面尺寸如何变化，曲率半径大小如何，只要满足下列关系，就可以达到要求。即
D砂1=D轮2    D轮1=D砂2
　　从图2、图3中也可清楚地看出这一关系。
3 仿形凸轮的磨削精度　　仿形凸轮的加工精度直接影响定子零件的磨削质量。仿形凸轮的精度主要是指：凸轮表面的粗糙度；凸轮轮廓曲线相对于其回转中心的位置偏差；凸轮本身的轮廓度误差。我们在实际工作中发现影响凸轮自磨精度的主要因素是母样本身的精度。如果提供的母样件精度愈高，则自磨出的凸轮精度也就愈好。
　　如果要获得高精度轮廓的仿形凸轮，可以将机床自磨得到的仿形凸轮，通过放大仪比较，找出劣点，再由高级样板工进行精心修整得到。
; Y! `# g& m, x1 L  ~" b8 i4 结束语　　在数控仿形内圆磨床上设置反靠模装置，只要有样件，可简化仿形凸轮的制造(特别是未知曲线的零件)，它不必像传统方式那样，先根据曲线数据编程，然后在数控外圆磨床或坐标磨床上加工出仿形凸轮，再安装到数控仿形内圆磨床上去，这样就能既快又好地开发出更多的新品零件，以满足市场的不同需求。
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