凸輪加工-弧面分度凸輪機(jī)構(gòu)中蝸桿凸輪的數(shù)控加工

時間:2011-02-28 10:31:47 來源:

　　我們知道，弧面分度凸輪機(jī)構(gòu)中蝸桿凸輪主要用作間歇分度，凸輪每轉(zhuǎn)一周，帶滾子的從動件轉(zhuǎn)動一個角度并停歇一段時間。轉(zhuǎn)動角度的大小隨滾子的數(shù)目而不同。停歇時間與轉(zhuǎn)動時間的比例也可以根據(jù)需要而定。弧面分度凸輪機(jī)構(gòu)中蝸桿凸輪主要用作間歇分度，凸輪每轉(zhuǎn)一周，帶滾子的從動件轉(zhuǎn)動一個角度并停歇一段時間。轉(zhuǎn)動角度的大小隨滾子的數(shù)目而不同。停歇時間與轉(zhuǎn)動時間的比例也可以根據(jù)需要而定。

圖 1

　　圖1所示為用于兩垂直交錯軸問分度傳動的弧而凸輪饑構(gòu)。主動凸輪為輪廓呈突脊?fàn)畹膱A弧回轉(zhuǎn)體，從動轉(zhuǎn)盤上裝有幾個沿周向均勻分布的滾子。凸輪旋轉(zhuǎn)時，其分度段輪廓推動滾子，使轉(zhuǎn)盤分度轉(zhuǎn)位;當(dāng)凸輪轉(zhuǎn)到其停歇段輪廓時，轉(zhuǎn)盤上的兩個滾子跨夾征凸輪的圓環(huán)面突脊上，使轉(zhuǎn)盤停止轉(zhuǎn)動。圖1a所示，定位圓環(huán)面位于凸輪中央，適用于高速、輕載和滾子數(shù)較少的場合。圖1b所示，定位圓環(huán)面位于凸輪兩端，適用于滾子數(shù)較多的中、低速和中、重載場合?；∶娣侄韧馆嗩愃朴诰哂凶兟菪堑拿嫖仐U，轉(zhuǎn)盤相當(dāng)于具有滾子齒的蝸輪。所以弧面凸輪也有單頭、多頭和左旋、右旋之分。圖中所示為單頭右旋弧面凸輪。凸輪和轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動方向間的關(guān)系，可用類似蝸桿蝸輪傳動的方法來判定。

　　1.工藝分析

圖 2

　　弧面分度凸輪類似于具有變螺旋角的弧面蝸桿，轉(zhuǎn)盤相當(dāng)于具有滾子齒的蝸輪，這樣凸輪輪廓的形成過程相當(dāng)于繞凸輪軸線的自身回轉(zhuǎn)和軸線的轉(zhuǎn)動兩個運(yùn)動過程形成，加工中具有一定的難度。如果根據(jù)嚙合原理來加工凸輪，只需兩個回轉(zhuǎn)運(yùn)動即可完成加工，但需要專用設(shè)備。我們在這里討論的是應(yīng)用加工中心的技術(shù)來完成弧面分度凸輪機(jī)構(gòu)的加工。圖2是北京MYCO公司加工中心換刀機(jī)構(gòu)中所用的凸輪(此蝸桿凸輪在我廠臥式加工中心已批量加工，機(jī)床型號：ECOCUT 1XZ/TD2，生產(chǎn)廠家：DORRIES SCHARMANN(德國)，數(shù)控系統(tǒng)：SINUMERIK880)。從圖2分析，轉(zhuǎn)盤中心與凸輪軸線間距離為125mm，凸輪弧面半徑為R47.5mm，除螺旋槽外，加工件并不復(fù)雜。但考慮在加工螺旋槽時，凸輪需繞自身軸線旋轉(zhuǎn)，且軸線還需要一個擺動，因此，考慮到工件的裝夾和加工過程中與刀具的干涉等因素，工件需要留工藝加長，螺旋槽的加工，裝夾采用一夾、一頂?shù)姆绞?。從圖樣中得知，螺旋槽寬度為φ26+0.05+0.03mm，分兩次加工，粗加工時，選用SECO公司φ25mm的鍵槽銑刀(n=400r/min，νf=30mm/min)，精加工時，選用SECO公司φ26H7的鍵槽銑刀(n=550r/min，νf=20mm/min)。采用油冷卻、潤滑。工藝加長圖見圖3。

圖 3

　　2.工藝過程

　　數(shù)控車床加工凸輪外形(留工藝加長)→加工中心銑螺旋槽→數(shù)控車床去掉工藝加長→插床加工鍵槽→銑床銑去不完整曲線輪廓→鉗工修磨。

　　3.數(shù)控程序的編制與加工

　　(1)流程圖如圖4所示。

　　圖 4

　　(2)數(shù)學(xué)模型的建立由工作原理可知：凸輪帶動轉(zhuǎn)盤繞回轉(zhuǎn)中心轉(zhuǎn)動，而回轉(zhuǎn)中心的位置是不變的。由加工示意圖(見圖5)可看出：M點(diǎn)相當(dāng)于回轉(zhuǎn)中心點(diǎn)(且過刀具中心軸線)，MN即為凸輪到轉(zhuǎn)盤的中心距，工件裝夾好后，L是一定的，這樣在任何時刻，由MN0構(gòu)成的三角形都是不變的，我們可以確定M點(diǎn)的運(yùn)動軌跡，從而進(jìn)一步得到刀尖的運(yùn)動軌跡來達(dá)到加工凸輪的目的。凸輪型線的形成過程是工件繞B軸的旋轉(zhuǎn)和繞A軸的旋轉(zhuǎn)及沿Y軸和Z軸的移動來形成的，因此，需四軸聯(lián)動才能完成此凸輪的加工。