数控凸轮轴磨床保持磨除率恒定的变速磨削研究.pdf

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1、Apr．20102010年4月机床与液压第38卷第7期MACHINETOOL&HYDRAULICSV01．38No．7DOI：10．3969／j．issn．1001—3881．2010．07．019数控凸轮轴磨床保持磨除率恒定的变速磨削研究钟建琳，韩秋实(北京信息科技大学机电学院，北京100192)摘要：计算在数控凸轮轴磨床上加工凸轮时的磨削弧长及凸轮轮廓上任意一点处的极径和曲率半径，推导出保持磨除率基本恒定时凸轮轴转速变化的计算公式。在凸轮轴磨削过程中，保持恒定的磨除率，有利于提高凸轮轴凸轮的表面磨削质量。关键词：磨除率；接触弧长；凸轮中图分类号：TG

2、75；TP391．72文献标识码：A文章编号：1001—3881(2010)7—059—3ResearchonVariableSpeedGrindingofCamKeepingConstantMetalRemovalRateOilNCCamshaftGrinderZHONGJianlin，HANQiushi(BeijingInformationScienceandTechnologyUniversity，Beijing100192，China)Abstract：Grindingarclength，poleradiusandcurvatureradiuso

3、frandompointoncamcontourwerecalculatedwhilemachiningcamonNCcamshaftgrinder．Aformulaofthecamshaftrotatingvelocitywasdeducedwhilekeepingconstantmetalremovalrate．Dur-inggrindingprocess，keepingconstantmetalremovalratecanfurtherimprovethesurfacegrindingqualityofthecam．Keywords：Metalre

4、movalrate；Arclengthofcontact；Cam随着经济建设的发展，汽车工业已成为国民经济轴工作台左右移动实现凸轮轴的自动磨削加工循环和的一大支柱。随着发动机性能的改进和提高，作为其砂轮的自动修整。CBN砂轮由电主轴驱动，轴、c关键承载运动件之一的凸轮轴也有了较大的改进。凸轴与z轴由交流伺服电机驱动。通过控制砂轮进给轮轴的加工由传统的高精度铣削、靠模磨削发展到来控制磨削进给量，通过z轴移动依次磨削凸轮轴CNC磨削。上的各个凸轮。通过动平衡仪实现CBN砂轮的动平传统的大批量凸轮轴凸轮的磨削加工是采用摆架衡，提高磨削加工的精度。通过安装在砂轮

5、架尾座上式靠模法横向切入进行仿形磨削。其工作原理是：数的金刚石笔修整砂轮。块靠模串装在头架轴上，随主轴一起转动，依靠弹簧数控凸轮轴磨床的关键技术之一是凸轮轮廓的数的拉力使靠模与靠轮始终紧密接触。在转动过程中，控成形分析。在数控凸轮轴磨床中，凸轮外形轮廓曲由于靠模外形轮廓的曲率变化，迫使摆架产生摆动。线生成的运动方式主要有以下两种。工件安装在主轴与尾座之问，并与靠模等速旋转，通一种是极坐标式，即凸轮的整个轮廓是依靠砂轮过砂轮的横向切入对工件进行磨削。在磨削凸轮的回架水平往复移动(X轴)和工件主轴转动(c轴)程面时，为使摆架摆动平稳，避免冲击，装有摆架液这两

6、个动作的同步来形成的。在凸轮轴转动的同时，压缓冲器。这种传统的机械靠模法加工凸轮存在的主砂轮架的移动产生进给动作，并通过数控装置进行插要问题是：当产品改进或换型时，需重新设计和制造补运算，控制各坐标轴按照凸轮外形轮廓运动。该方母靠模和工作靠模，生产准备周期长，柔性较差，并式控制算法简单，加工精度高，但生产效率较低。且靠模精度直接影响工件的磨削精度。另一种形式是摇架式，采用与常规凸轮磨床相似由于传统机械靠模法加工凸轮的质量及效率难以的运动方式，即采用摆动机构，工件主轴头架及尾架满足生产发展的需要，人们开始寻求将数控技术用于均装在摆动工作台上，但摆动运动不是

7、由靠模滚轮机凸轮的加工，进而产生了数控凸轮轴磨床。该研究中构控制，而是由计算机数控，通过伺服电机、滚珠丝的数控凸轮轴磨床采用两坐标联动实现凸轮轮廓的磨杆及螺母带动工作台摆动起来形成凸轮的外形轮廓。削，以PMAC卡为主要运动控制核心，控制轴砂因摇架惯量比砂轮惯量小，所以生产效率较高，但成轮架前后往复移动和C轴工件主轴旋转运动以及z形分析算法较复杂。收稿日期：2009—03—04作者简介：钟建琳(1969一)，女，博士，副教授，主要研究方向为CAD／CAM，数控技术。电话：13520110288，E—mail：susan—zjl@sina．con。·6O·机

8、床与液压第38卷下面主要论述极坐标式数控凸轮轴磨床保持磨除率恒定的凸轮轴变速磨削