一种用于加工轴颈鼓形量的砂轮及磨床的制作方法

1.本实用新型涉及轴加工技术领域，尤其涉及一种用于加工轴颈鼓形量的砂轮及磨床。


背景技术：

2.随着汽车的普及以及人们对汽车的性能要求越来越高，对汽车零部件的加工要求也越来越严格；尤其是变速箱中的输入轴以及平衡模块中的平衡轴等轴类零件作为汽车的核心部件，其轴颈被要求具有鼓形量的加工需求，以使轴与其它零部件之间的接触较为紧密，从而能够使轴在转动过程中的噪声较小以及受力状态较为均匀，以满足人们对汽车较高的性能要求；同时，轴颈被要求具有鼓形量的加工需求还能够防止轴颈凹陷，导致轴运动时出现储油现象。其中，轴颈一般为轴上用来安装轴承的部分，轴颈具体是指轴上同一直径的一段轴或直径不等但形成的外圆表面是均匀连续的圆柱面，外圆表面必须是均匀连续的，不能有轴肩或凹槽断开。其中，对轴颈的鼓形量的加工需求是指将均匀连续的圆柱面加工为中间高、两端低的均匀连续的外圆面。
3.目前，对轴颈的鼓形量加工均是采用磨床加工的方式，通过磨床上的砂轮直接磨出轴颈的鼓形量；但目前磨床上的砂轮的外周面均为均匀连续的外圆面，在对轴颈进行鼓形量加工时，由于砂轮的硬度高于轴的硬度，砂轮在刚刚接触轴颈时砂轮的形状很容易发生变形，从而不能够准确保证对轴颈鼓形量的加工精度，影响轴的使用性能。
4.因此，亟需一种用于加工轴颈鼓形量的砂轮及磨床，能够解决以上问题。


技术实现要素：

5.本实用新型的一个目的在于提出一种用于加工轴颈鼓形量的砂轮，能够准确保证对轴颈鼓形量的加工精度，且具有成本较低的特点。
6.为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：
7.一种用于加工轴颈鼓形量的砂轮，包括：
8.砂轮本体，所述砂轮本体的结构为圆筒形，所述砂轮本体的外圆周面上环设有凹形圆弧结构，所述凹形圆弧结构用于与轴颈的外周面抵接并对轴颈进行鼓形量加工，且所述凹形圆弧结构的两侧边分别与所述砂轮本体的外圆周面上的两侧边重合，所述凹形圆弧结构的最低点与所述砂轮本体的第一中心线之间的最短距离为h，所述砂轮本体的半径为r，轴颈的鼓形量为m，r与h的差值与所述鼓形量m之间呈指数函数关系，且r与h的差值的取值范围为20μm-30μm；
9.其中，轴颈的外周面上的最远点至轴颈的第二中心线之间的最短距离为h1，轴颈的外周面上的最近点至轴颈的第二中心线之间的最短距离为h2，轴颈的所述鼓形量m为h1与h2之间的差值。
10.优选地，所述鼓形量m为0时，r与h之间的差值为13μm。
11.优选地，所述鼓形量m为4-8μm。
12.优选地，r与h之间的差值为20μm时，所述鼓形量m为4μm。
13.优选地，r与h之间的差值为30μm时，所述鼓形量m为8μm。
14.优选地，所述砂轮本体上的所述凹形圆弧结构通过修整器采用磨床加工的加工方式形成。
15.优选地，所述修整器为厚度砂轮修整器。
16.优选地，所述修整器的材质为金刚石。
17.本实用新型的另一个目的在于提出一种磨床，其包括的用于加工轴颈鼓形量的砂轮能够准确保证对轴颈鼓形量的加工精度，且具有成本较低的特点。
18.为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：
19.一种磨床，包括如上所述的用于加工轴颈鼓形量的砂轮。
20.优选地，所述磨床还包括磨床本体以及修整器，所述用于加工轴颈鼓形量的砂轮及所述修整器均设置在所述磨床本体上。
21.本实用新型的有益效果为：
22.通过在圆筒形的砂轮本体的外圆周面上环设凹形圆弧结构，且使凹形圆弧结构的两侧边分别与砂轮本体的外圆周面上的两侧边重合，以使凹形圆弧结构的两侧边对称设置；同时使砂轮本体的半径r与，凹形圆弧结构的最低点与砂轮本体的第一中心轴之间的最短距离h的差值与鼓形量m之间呈指数函数关系，且r与h的差值的取值范围为20μm-30μm，以能够保证凹形圆弧结构与轴颈抵接并对轴颈进行鼓形量加工时，能够弥补由于硬度较低的砂轮在刚刚接触轴颈时出现变形到当砂轮变形到一定程度趋于稳定时的这一阶段之间出现的对轴颈鼓形量的加工偏差，从而能够准确保证对轴颈鼓形量的加工精度，不会影响轴的正常使用性能；同时，仅仅通过在砂轮本体的外圆周面上环设满足条件的凹形圆弧结构，即能够保证对轴颈鼓形量的加工精度，不需要额外增加其它加工零件以及加工程序，节约了生产成本，使生产成本较低。其中，轴颈的外周面上的最远点至轴颈的第二中心轴之间的最短距离为h1，轴颈的外周面上的最近点至轴颈的第二中心轴之间的最短距离为h2，轴颈的鼓形量m为h1与h2之间的差值。
附图说明
23.图1是本实用新型提供的用于加工轴颈鼓形量的砂轮与轴之间的加工结构示意图；
24.图2是图1中a处的局部放大示意图；
25.图3是r与h的差值与鼓形量m之间的函数关系图。
26.图中：
27.1-砂轮本体；11-凹形圆弧结构；12-第一中心线；
28.2-轴；21-轴颈；22-第二中心线。
具体实施方式
29.为使本实用新型解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本实用新型的技术方案。
30.在本实用新型的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固
定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
31.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
32.在本实施例的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，而不是指示或暗示所指的结构或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。
33.实施例一
34.本实施例中提出了一种用于加工轴颈鼓形量的砂轮以及包括该用于加工轴颈鼓形量的砂轮的磨床。其中，磨床还包括磨床本体以及修整器(图中未示出)，用于加工轴颈鼓形量的砂轮及修整器均设置在磨床本体上，修整器通过磨床加工方式加工用于加工轴颈鼓形量的砂轮，以使加工出的用于加工轴颈鼓形量的砂轮能够满足轴颈鼓形量的加工要求。本实施例中，轴颈为汽车中的平衡轴的轴颈。其它实施例中，轴颈还可以为其它需要进行鼓形量加工的轴类零件的轴颈。本实施例中，用于加工轴颈鼓形量的砂轮为立方氮化硼(cbn)砂轮。cbn砂轮具有高硬度、高韧性、耐高温、热稳定性好、磨削性能好以及加工表面质量好的特点。
35.具体地，如图1-3所示，用于加工轴颈鼓形量的砂轮包括砂轮本体1，砂轮本体1的结构为圆筒形，在砂轮本体1的外圆周面上环设有凹形圆弧结构11，凹形圆弧结构11用于与轴颈21的外周面抵接并对轴颈21进行鼓形量加工，且凹形圆弧结构11的两侧边分别与砂轮本体1的外圆周面上的两侧边重合，以使凹形圆弧结构11的两侧对称设置；且凹形圆弧结构11的最低点与砂轮本体1的第一中心线12之间的最短距离为h，砂轮本体1的半径为r，轴颈21的鼓形量为m，r与h的差值与鼓形量m之间呈指数函数关系，且r与h的差值的取值范围为20μm-30μm。其中，轴颈21的外周面上的最远点至轴颈21的第二中心线22之间的最短距离为h1，轴颈21的外周面上的最近点至轴颈21的第二中心线22之间的最短距离为h2，轴颈21的鼓形量m为h1与h2之间的差值。其中，r与h标示的距离如图1中所示，h1与h2标示的距离如图2中所示。其中，图1中所示的轴2为经过砂轮本体1加工后的具有鼓形量的轴2。需要指出的是，由于r与h之间的差值以及h1与h2之间的差值较小，在实际情况中并不能清楚地显示出，即图1和图2均为放大示意图，以便于能够清楚地显示出r、h、h1以及h2标示的距离。
36.通过在圆筒形的砂轮本体1的外圆周面上环设凹形圆弧结构11，且使凹形圆弧结构11的两侧边分别与砂轮本体1的外圆周面上的两侧边重合，以使凹形圆弧结构11的两侧边对称设置；同时使砂轮本体1的半径r与，凹形圆弧结构11的最低点与砂轮本体1的第一中心线12之间的最短距离h的差值与鼓形量m之间呈指数函数关系，且r与h的差值的取值范围
为20μm-30μm，以能够保证凹形圆弧结构11与轴颈21抵接并对轴颈21进行鼓形量加工时，能够弥补由于硬度较低的砂轮在刚刚接触轴颈21时出现变形一直到当砂轮变形到一定程度趋于稳定时的这一阶段之间出现的对轴颈21鼓形量m的加工偏差，从而能够准确保证对轴颈21鼓形量的加工精度，不会影响轴2的正常使用性能；同时轴颈21的跳动、圆度以及粗糙度变化幅度不大；仅仅通过在砂轮本体1的外圆周面上环设满足条件的凹形圆弧结构11，即能够保证对轴颈21鼓形量的加工精度，不需要额外增加其它加工零件以及加工程序，节约了生产成本，使生产成本较低；且通过砂轮本体1上的凹形圆弧结构11与轴颈21抵接并对轴颈21进行鼓形量的批量加工，其加工效率较高。
37.其中，砂轮本体1上的凹形圆弧结构11对轴颈21进行鼓形量的加工方式为磨床加工方式。磨床加工方式属于汽车零部件加工中重要的加工工艺，对于轴类零件的加工精度可以达到1μm，且其加工效率较高以及加工成本较低，已成为了汽车的轴类零件的主要加工方法。
38.具体地，如图3所示，当鼓形量m为0时，r与h之间的差值为13μm；即r与h的差值小于等于13μm时，加工出的轴颈21的鼓形量m均为零。其中，轴2的轴颈21的鼓形量m为4-8μm，以能够使轴2与其它零部件之间的接触位置较好以及相互接触较为紧密，从而能够使轴2在转动过程中的噪声较小以及受力状态较为均匀，以能够满足人们对汽车较高的性能要求。相对应地，轴2的轴颈21的鼓形量m为4-8μm，r与h之间的差值为20μm-30μm；即当r与h之间的差值为20μm时，加工出的轴颈21的鼓形量m为4μm；当r与h之间的差值为30μm时，加工出的轴颈21的鼓形量m为8μm；即需要加工出鼓形量m为4μm-8μm的轴颈需要保证r与h的差值的取值范围为20μm-30μm之间，且r与h的差值与鼓形量m之间为一一对应关系。本实施例中，需要加工的轴颈21的鼓形量m为4μm，相对应地，r与h之间的差值为20μm。其它实施例中，还可以将鼓形量m设置为其它数值，相对应地，r与h之间的差值设置需要满足与鼓形量m之间呈一一对应的如图3所示的指数函数关系即可。
39.具体地，砂轮本体1上的凹形圆弧结构11通过修整器采用磨床加工的加工方式形成。其中，修整器为现有技术中常见的修整器，因此，此处对修整器的具体结构以及如何通过修整器在砂轮本体1上修整出符合条件的凹形圆弧结构11不再进行详细赘述。本实施例中，修整器为厚度砂轮修整器。本实施例中，修整器的材质为金刚石。
40.实施例二
41.本实施例中提出了一种用于加工轴颈21鼓形量的加工方法，基于实施例一中的用于加工轴颈鼓形量的砂轮，以能够加工出满足鼓形量要求的轴2的轴颈21。具体地，用于加工轴颈21鼓形量的加工方法具体包括以下步骤：首先，确定需要将轴2的轴颈21的鼓形量m加工为4μm，获得需要将砂轮半径r与，凹形圆弧结构11的最低点与砂轮本体1的第一中心线12之间的最短距离h之间的差值设置为20μm；即需要将凹形圆弧结构11的最低点与砂轮本体1的第一中心线12之间的最短距离h加工为r减去20μm。
42.然后，根据h等于r减去20μm，通过修整器采用磨床加工方式在砂轮本体1的外圆周面上修整出满足条件的凹形圆弧结构11。
43.最后，将轴2以及砂轮本体1均设置在磨床本体上，并使砂轮本体1上修整出的凹形圆弧结构11抵接轴2的轴颈21；再通过磨床加工方式使凹形圆弧结构11对轴颈21进行磨床加工，以将轴2的轴颈21的鼓形量m加工为4μm；从而完成了整个轴2的轴颈21的鼓形量加工
过程。
44.以上内容仅为本实用新型的较佳实施例，对于本领域的普通技术人员，依据本实用新型的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。