鼓形滚轮磨削设备制造技术

一种鼓形滚轮加工的磨削设备，属于机械加工技术领域，其特征是：以精密平台为床身，在床身上装有动静压砂轮系统，精密工件轴系统，Ｙ轴精密直线运动平台，Ｚ轴精密回转平台，在转动和直线运动中，采用两轴数控联动，通过改变直线进给量与角位移变化，控制加工轨迹。有益效果是：解决了鼓形滚轮的加工技术难题，保证鼓形滚轮的加工精度和生产效率，满足新型发动机提高供油压力的研制要求，对提高车辆动力系统的设计和制造水平具有一定的意义。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于机械加工

技术介绍
随着柴油发动机的供油压力的不断提高，对供油系统的零部件 的质量、强度要求更高。在结构方面，滚轮外形设计为承载能力高的 鼓形结构，防止了圆柱滚轮的边缘压溃现象的出现,提高滚轮地强度， 延长了发动机地使用寿命》鼓形滚轮侧母线曲率半径要求达到L4m 以上，在宽度为4鹏的圆柱面上要求突出量为0.016 0.002鹏，形 位精度要求高，如图1滚轮加工图所示，增加了滚轮购加工难度。通常加工鼓形滚轮采用两种方法 一种成型磨鋼加工，将砂轮修整成与鼓形相近似的形状进行磨削，但是由于修整量小，修整精 度难以控制，所以加工的滚轮尺寸精度难以保证，同时因为成形磨削面积大，粗糙度、精度难以达到鼓形滚轮的技术要求；第二种-研抛 加工，加工效率低，抛光的一致性不好保证，对于一组滚轮的性能影 响大。用以上方法加工，如果鼓形滚轮的结构改变，砂轮和研拋工具 也要改变，难以适应鼓形滚轮的多品种、变批量生产要求a
技术实现思路
本专利技术的目的是-提供一种高精度、高效率、适应多品种鼓形滚轮加工,磨削设备。本专利技术根据加工要求及数学模型原理推导如下高压泵鼓形滚轮鼓形凸出量0.02:，鹏。由于滚轮闘弧直径大, 不可能围绕圆弧中心点转动，实际加工中，采用理想点，即可以实现转动的半径点，滚轮围绕理想点进行转动，这样滚轮变成偏心凸轮。滚轮在转动过程中，圆周始终与砂轮相切，只是切点在变化，如果砂轮不动，则滚轮在转动的同时做前、后往复运动，保证滚轮的鼓形外圆始终与砂轮側母线相切。将此原理运用到滚轮的磨削，则可以实现大圆弧在小半径转台上磨削加工，如滚轮运动轨迹模拟示意图。角度位移和直线位移数控联动曲线方程-如滚轮加工示意图所示，0'为滚轮圆弧的中心点，0为实际工作台的转动中心，砂轮架保持不动，滚轮做转动和直线运动。如滚轮加工示意图2所示，滚轮转动e角，滚轮圆弧的中心点(T移动至O' l点，Y轴方向上移动距离为A，圆弧最高点在Y轴的移动量也是A 距离；如滚轮加工示意图3所示，将转动后的滚轮在Y轴方向上移动 A距离，始终保持工作O'点相对砂轮的直线位置，则滚轮圆弧仍然 和砂轮的母线相切。磨削过程中，砂轮的磨削点是变化的，磨削点移动，移动距离为 L,相对于整体结构来说，砂轮在做纵向运动，有利于磨削，减少砂 轮的磨损量，保持砂轮精度。如滚轮运动轨迹模拟示意图所示-设参数为转动半径为。滚轮半径为W,其偏心距为^K-r 设其转角为0角，其P角的增量为A0=>A = A2即顶点的移动量L2为其圆弧圆心在径向移动距离L A = c — q即A = ^-em"(角度位移和两轴直线位移数控联动编程曲 线方程)磨削过程中，砂轮的磨削点是变化的，磨削点移动，移动距离为 L，相对于整体结构来说，砂轮在做纵向运动，有利于磨削，减少砂 轮的磨损量，保持砂轮精度。针对滚轮边缘圆孤形半径R1400 2900imn，在一台精密磨床上进行工艺实验，Y轴采用精密直线运动平 台，Z轴采用精密回转平台，在转动和直线运动中，采用两输数控 联动，通过改变直线进给量与角位移变化，控制加工轨迹，保证加工精度o本专利技术的技术方案是以精密平台为床身，在床身上装有动静压砂轮系统，精密工件轴 系统，Y轴精密直线运动平台，Z轴精密回转平台，在转动和直线运动中，采用两轴数控联动，通过改变直线进给量与角位移变化，控制 加工轨迹。具体技术方案是-在砂轮轴系统中，砂轮轴为动静压砂轮轴承；工件轴系统为高精 度双联主轴轴承;精密转台部件为消隙蜗轮结构，蜗轮采用两片结构， 通过弹簧连接；精密直线运动部件为高精度的丝杠、导轨，通过消隙 传动机构连接在一起。本专利技术的有益效果是通过Y、 Z两轴数联动和GL软件功能可以根据设计霱要进行加工 复杂形状的滚轮外圆，突出量最小可以达到0.004土0.001咖，粗糙 度达到0.2um，圆度达到0.002咖。解决了鼓形滚轮的加工技术难题，保证鼓形滚轮的加工精度和生 产效率，满足新型发动机提高供油压力的研制要求,对提高车辆动力 系统的设计和制造水平具有一定的意义。附图说明 图1滚轮运动轨迹模拟示意图图2是滚轮联动加工示意图； 图3是本专利技术总体结构图4是K-K向结构图； 图5是A-A向结构图； 图6是B-B向结构图； 图7是B-B向结构側剖视图。具体实施例方式实施例l:本专利技术包括以下部件床身，砂轮轴系统，工件轴系统，精密转台部件，精密直线运动部件，冷却、润滑系统，控制系统等。如图3、 4所示，1是床身、2是砂轮辅系统、3紅件轴系统、 4是精密转台部件、5是精密直线运动部件、6是减速电概、7是精密 减速机构、8是伺服电机、9是校正板。如图5所示，31是轴承座、32是轴、33是多禊带轮、34是双联 轴承、35是法兰盘、36是工件、37是弹簧夹头、38是谰整块、39是底座o如图6、 7所示，41是弹簧、42是基轮、43是转动轮。床身采用铸铁材质，经过自然失效处理，可以保证fl床的整体精 度，稳定、可靠，不变形。砂轮轴系统中，砂轮轴采用动静压砂轮轴承,工作Bf主轴饞转后， 主轴与轴承之间产生了很高的油膜压力，确保砂轮输的剛度要求；主 轴和轴承之间间隙小，精度高。工件轴系统采用高精度双联主轴轴承，在装配时通过调整.t盖 的间隙来保证嫘钉拧紧时产生压力，既保证了双ra承il间隙，提高 了工件轴的跳动精度，保证工件的外圆精度。精密转台部件采用消隙蜗轮结构，蜗轮采用两片结构，通过弹簧 连接，蜗轮正、反运动时，蜗轮始终与蜗杆相接触，达到了零间隙传 动，消除了转台的误差，保证了工件转动精度。精密直线运动部件采用高精度的丝杠、导轨，邇过漉隙传动机构 连接在一起，消隙传动机构使丝杠螺母与工作台无间隙连接，消除的 传动误差，保证了传动的精度。控制系统采用SIMENS系统，通过改变传动控制参数，提高系统 的分辨率，实现了微量控制，提高了设备的精度》通过精密直线运动，精密转台运动和精确的控制系统，实现了高 精度、高效率的鼓形滚轮加工。 加工过程如下-(1) Y轴微量进给磨削滚轮外圆，保证外圆精度要求0. 004mm 保证外圆内孔的同轴度4 0.012咖。(2) 调整好Y轴轴向位置保证砂轮与滚轮的距离，根据不同 形状鼓形选择好NC程序启动工作。(3) 数控工作台工作Y轴进给，Z轴转动，二轴根据GL软件 自动生成的NC程序联动。(4) 根据NC程序滚轮加工完成后，Y轴，Z轴退回原始位置。(5) 工序完成进入下一工作循环。权利要求1、一种鼓形滚轮磨削设备，其特征是以精密平台为床身，在床身上装有动静压砂轮系统，精密工件轴系统，Y轴精密直线运动平台，Z轴精密回转平台，在转动和直线运动中，采用两轴数控联动，通过改变直线进给量与角位移变化，控制加工轨迹。2、 根据权利要求1所述的一种鼓形滚轮磨削设备，其特征是-在砂轮轴系统中，砂轮轴为动静压砂轮轴承；工件轴系统为高精度双联主轴轴承；精密转台部件为消隙蜗轮结构，蜗轮采用两片结构，通过弹簧连接；精密直线运动部件为高精度的丝杠、导轨，通过消隙传 动机构连接在一起。全文摘要一种鼓形滚轮加工的磨削设备，属于机械加工
，其特征是以精密平台为床身，在床身上装有动静压砂轮系统，精密工件轴系统，Y轴精密直线运动平台，Z轴精密回转平台，在转动和直线运动中本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种鼓形滚轮磨削设备，其特征是：以精密平台为床身，在床身上装有动静压砂轮系统，精密工件轴系统，Ｙ轴精密直线运动平台，Ｚ轴精密回转平台，在转动和直线运动中，采用两轴数控联动，通过改变直线进给量与角位移变化，控制加工轨迹。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：吴庆堂，聂凤明，王大森，胡宝共，刘劲松，闫晓丽，张维杰，卢政宇，
申请(专利权)人：长春设备工艺研究所，
类型：发明
国别省市：82[中国|长春]