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我国对内曲线马达导轨的加工方法

时间:2019-11-24 17:39:57  来源:  编辑:  浏览量: 31
概况: 我国对内曲线马达导轨的主要加工方法有如下几种:
1.液压仿形铣加工
在小批量生产条件下,双作用导轨内曲线表面的铣削加工,可以在液压仿形铣床

          我国对内曲线马达导轨的主要加工方法有如下几种:
          1.液压仿形铣加工
          在小批量生产条件下,双作用导轨内曲线表面的铣削加工,可以在液压仿形铣床上进行。图1为液压仿形铣床的外观,工件2和靠模8装在铣床工作台上的两个回转台1、9上,电动机10(或手轮11)驱动同轴蜗杆12、13而带动两回转台内的蜗轮,使两回转台带动工件和靠模低速同步转动。液压随动阀6的触头7与靠模的内曲线表面保持接触,而铣刀3对工件的内表面相应部位进行切削。但这种方式加工效率不高,刀具消耗也大。 
                                                                                     
                                                                                                   图1在液压仿形铣床上铣削内曲线表面
                                    1、9-回转台;2一工件;3-铣刀;4-铣头;5、11-手轮; 6 -随动阀;7一触头;8-靠模;10 -电动机;12、13 -蜗杆 、
          2.单凸轮靠模加工法
          因为导轨内表面上的几段曲线完全相同,所以只需按其中一段曲线设计、制造出一个廓形比较简单的凸轮,通过一定的传动机构,使被加工导轨每转一周时,凸轮相应地转动导轨的作用次数6、8或10—…周,并推动旋转着的刀具沿导轨的径向作相应次数的往复运动,即可以在导轨内表面上连续加工出6、8、10—…段形状相同的曲线。这样,靠模凸轮的尺寸大为缩小,而制造亦较简单。图2即为其加工原理简图,它可由车床进行改装:
          待加工导轨与大齿轮1(Z1、mi)紧固在车床花盘上,同步旋转,并驱动小齿轮3(Z2 -m2)。
          小齿轮3通过轴键带动凸轮4旋转,靠轮5通过顶杆6与小拖板7刚性连接,液压缸9(或重块)以一定压力使靠轮5工作中始终贴紧凸轮4。小拖板7上装有用电动机8带动旋转的磨头(或铣刀)2,与小拖板一起按凸轮轨迹作纵向运动完成导轨曲线加工。若  象Z2/Z1=x,则凸轮转动一周,刀具完成导轨一个曲面的加工。
          导 轨曲面的加工精度和粗糙度主要取决于机床本身的精度,凸轮的误差,液压缸压力(或重块重量)的调整(保证靠轮5在凸轮最高点和最低点处转向时不产生滞后现象),小拖板底部的摩擦力,大小齿轮的精度,以及刀杆的刚性和砂轮材质、粒度的选取等。粗磨时,合理放慢转速可以得到较高的加工精度,铣磨应以不同的专用机床完成。
          为保证切削时包络出的曲线形状正确,所用铣刀或砂轮直径应与马达滚子相等。
          为了减少铣削内曲面时的加工余量,在铣削前应先在工件内壁上镗出6~8段与曲线形状近似的圆弧。
          若将磨头(或铣刀)处改装用车刀,则可完成导轨曲面的粗车和精车工艺。
          3.用曲柄连杆机构加工内曲面
          当马达内曲线形状设计为正弦曲线时,加工机构可以简化。如图3所示,加工一个八作用的导轨定子内曲面。此时将凸轮传动改为以偏心轮4通过连杆3驱动滑座2作横向往复运动的传动机构,工件5到偏心轮的传动比21/22-8:1。调整偏心距的大小,便可改变滑座横向往复运动的行程。按曲柄连杆机构的运动规律,当偏心轮(曲柄)匀速转动时,滑座带动砂轮1(或铣刀)往复运动的规律与内曲线马达工作时柱塞滚动体径向运动所要求的正弦规律很相近,故可加工出很近似的正弦曲线。
          4.全凸轮靠模加工法 
                                                                             
                                                                                                 图2单凸轮加工原理
                         1-大齿轮及待加工导轨;2一刀具或磨头;3-小齿轮;4-凸轮;5-靠轮; 6-顶杆;7-小拖板;8-电动机;9-液压缸(或重块) 
                                                                  
                                                                                        图3用曲柄连杆机构加工内曲面
                                                                             1-砂轮;2一滑座;3-连杆;4-偏心轮;5-工件
          图4为另一种在机床上直接改制的凸轮靠模式内曲面磨床。靠模8和工件9装在滑座7的同一根轴6上,由电动机1一>皮带轮2、3一>蜗轮副4、5驱动后作低速运动。拉力弹簧11的两端分别固结于座板12和滑座7上,将滑座7拉向滑座12,并使靠模8与滚轮10始终保持紧密接触。运作时,在轴6带动凸轮靠模8和工件9-起回转时,因为靠模曲线的起伏波动,而推动滑座沿燕尾导轨作相应的横向移动,当磨头13进给走刀时,由砂轮的圆周在工件内孔中包络磨削出导轨内曲线表面。当然,磨头砂轮半径必须小于曲线的最小曲率半径,否则将发生磨削干涉而彻底损坏导轨睦线的形状。
          内瞌面表面要磨削达Ra0.8μm的要求,粗磨时余量一般为0.2~0.3mm,精磨时常在0.05mm之内。精磨时对砂轮的修理及磨削用量,应按内圆高表面粗糙度超精磨削规范选用。一般可采用白刚玉磨料GB60ZRi或铬刚玉磨料的GG60ZR1砂轮。磨    削时的切削参数常选:
砂轮转速:1500r/min;
走刀速度:100mm/min;
工件旋转线速度:7~9mm/mm;
精磨削深度:0.003~0.O1mm/单行程,进刀1~4次,光磨单行程4~8次。
图5所示机床,磨头改成车刀进给,可进行导轨内表面的车削粗加工,如图6所示。 
                                                         
                                                                                 图4全凸轮靠模磨加工内曲面
                     1-电动机;2、3-皮带;4-蜗杆;5-蜗轮;6一轴;7一滑座; 8-靠模;9-工件;10-滚轮;11-拉簧;12 -座板;13-磨头 
                                                                      
                                                                                            图5靠模车加工内曲面
                                                                                                 1-靠模;2-工件
          全凸轮靠模法适用于批量性生产,而凸轮的精度直接关系导轨曲面的精度,因此,传统上仍可:按前述用包络线绘制曲线的方法进行凸轮的绘制后,在精度较高的普通铣床、磨床上加工出来。但随着加工设备的发展,现常用:
          (1)数控铣床加工。将导轨曲线的作用幅角吼展开为凸轮的圆周角口,得出相应的加工凸轮的刀具中心运动轨迹方程Δρ=f(a)。
选定基圆及加工凸轮的铣刀直径后,按方程Δρ=f(a)编排数控程序打孔。
用穿孔带在数控铣床上加工凸轮。
但应注意,用该凸轮靠模加工导轨曲面时,凸轮的靠轮直径必须与加工凸轮的铣刀直径相等,而加工曲面的最后工序用铣刀或磨头直径也应等于滚子直径。
          (2)数控线切割加工凸轮。根据所选用的靠轮直径,对计算得到的凸轮曲线坐标换算修正,编排程序进行线切割加工。
毛坯留余量,淬硬后进行线切割,对于较好的线切割机床,加工所得的凸轮升程误差在±0.Olmm以内,其表面粗糙度达Ra3.2-1.6μm,可以直接应用。每两点间的凸轮曲线用圆弧圆滑过渡。
          5.数控机床直接加工导轨曲面
若刀具直径与滚动体直径相等,可由滚动体中心运动轨迹方程编排程序,用数控机床直接加工曲面。当刀具直径与滚动体直径不等时,应根据滚动体中心运动轨迹修正铣刀中心运动轨迹,然后编排程序加工。
或者根据滚动体中心运动轨迹方程,导出导轨曲线的实际方程,然后编排程序,由数控机床加工导轨曲面,对小直径分片式导轨,也可直接采用数控线切割加工得到导轨曲面。
国内也有采用机床加工中心,用微电脑控制加工导轨曲面的,其加工精度高,效率亦显著提高,是今后的发展方向。
需要补充一下,在加工多排柱塞马达的分片式导轨时,先将已达到安装基准(外圆、端面)所需精度的几片导轨,相互成组夹固或与壳体组装固结后,再精磨导轨曲面,以保证导轨间的严格同步。
加工整体式导轨不存在两次装拆,装夹较简单。导轨曲面热处理常采取整体式油淬法,但淬火变形必须控制在许可范围内,而且淬火前表面粗糙度应优于Ra3.2μm,淬火后可直接装机而不再进行磨加工。

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