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(dòng)件轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)角度并停歇一段時(shí)間。轉(zhuǎn)動(dòng)角度的大小隨滾子的數(shù)目而不同。停歇時(shí)間與轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)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(dòng)件轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)角度并停歇一段時(shí)間。轉(zhuǎn)動(dòng)角度的大小隨滾子的數(shù)目而不同。停歇時(shí)間與轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)間的比例也可以根據(jù)需要而定。

　　圖1所示為用于兩垂直交錯(cuò)軸問(wèn)分度傳動(dòng)的弧而凸輪饑構(gòu)。主動(dòng)凸輪為輪廓呈突脊?fàn)畹膱A弧回轉(zhuǎn)體，從動(dòng)轉(zhuǎn)盤(pán)上裝有幾個(gè)沿周向均勻分布的滾子。凸輪旋轉(zhuǎn)時(shí)，其分度段輪廓推動(dòng)滾子，使轉(zhuǎn)盤(pán)分度轉(zhuǎn)位;當(dāng)凸輪轉(zhuǎn)到其停歇段輪廓時(shí)，轉(zhuǎn)盤(pán)上的兩個(gè)滾子跨夾征凸輪的圓環(huán)面突脊上，使轉(zhuǎn)盤(pán)停止轉(zhuǎn)動(dòng)。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(chǎng)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(chǎng)合。弧面分度凸輪類(lèi)似于具有變螺旋角的面蝸桿，轉(zhuǎn)盤(pán)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(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)方向間的關(guān)系，可用類(lèi)似蝸桿蝸輪傳動(dòng)的方法來(lái)判定。

　　1.工藝分析

圖 2

　　弧面分度凸輪類(lèi)似于具有變螺旋角的弧面蝸桿，轉(zhuǎn)盤(pán)相當(dāng)于具有滾子齒的蝸輪，這樣凸輪輪廓的形成過(guò)程相當(dāng)于繞凸輪軸線(xiàn)的自身回轉(zhuǎn)和軸線(xiàn)的轉(zhuǎn)動(dòng)兩個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程形成，加工中具有一定的難度。如果根據(jù)嚙合原理來(lái)加工凸輪，只需兩個(gè)回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)即可完成加工，但需要專(zhuān)用設(shè)備。我們?cè)谶@里討論的是應(yīng)用加工中心的技術(shù)來(lái)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(chǎng)臥式加工中心已批量加工，機(jī)床型號(hào)：ECOCUT 1XZ/TD2，生產(chǎn)廠(chǎng)家：DORRIES SCHARMANN(德國(guó))，數(shù)控系統(tǒng)：SINUMERIK880)。從圖2分析，轉(zhuǎn)盤(pán)中心與凸輪軸線(xiàn)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(shí)，凸輪需繞自身軸線(xiàn)旋轉(zhuǎn)，且軸線(xiàn)還需要一個(gè)擺動(dòng)，因此，考慮到工件的裝夾和加工過(guò)程中與刀具的干涉等因素，工件需要留工藝加長(zhǎng)，螺旋槽的加工，裝夾采用一夾、一頂?shù)姆绞健膱D樣中得知，螺旋槽寬度為φ26+0.05+0.03mm，分兩次加工，粗加工時(shí)，選用SECO公司φ25mm的鍵槽銑刀(n=400r/min，νf=30mm/min)，精加工時(shí)，選用SECO公司φ26H7的鍵槽銑刀(n=550r/min，νf=20mm/min)。采用油冷卻、潤(rùn)滑。工藝加長(zhǎng)圖見(jiàn)圖3。

圖 3

　　2.工藝過(guò)程

　　數(shù)控車(chē)床加工凸輪外形(留工藝加長(zhǎng))→加工中心銑螺旋槽→數(shù)控車(chē)床去掉工藝加長(zhǎng)→插床加工鍵槽→銑床銑去不完整曲線(xiàn)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(dòng)轉(zhuǎn)盤(pán)繞回轉(zhuǎn)中心轉(zhuǎn)動(dòng)，而回轉(zhuǎn)中心的位置是不變的。由加工示意圖(見(jiàn)圖5)可看出：M點(diǎn)相當(dāng)于回轉(zhuǎn)中心點(diǎn)(且過(guò)刀具中心軸線(xiàn))，MN即為凸輪到轉(zhuǎn)盤(pán)的中心距，工件裝夾好后，L是一定的，這樣在任何時(shí)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(dòng)軌跡，從而進(jìn)一步得到刀尖的運(yùn)動(dòng)軌跡來(lái)達(dá)到加工凸輪的目的。凸輪型線(xiàn)的形成過(guò)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(dòng)來(lái)形成的，因此，需四軸聯(lián)動(dòng)才能完成此凸輪的加工。

圖 5

　　根據(jù)圖6要求進(jìn)行分析：

　　由圖6要求可知，凸輪上升、下降曲線(xiàn)為修正正弦加速度曲線(xiàn)，其方程式為：

　　從以上關(guān)系式即可確定α與β之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系。根據(jù)β角從加工示意圖中可看出，能夠確定M點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡，從而得到刀尖的運(yùn)動(dòng)軌跡，即：求出刀尖加工點(diǎn)的Y、Z坐標(biāo)值。最終完成凸輪的加工。

　　從加工示意圖中可看出：

　　刀尖運(yùn)動(dòng)軌跡坐標(biāo)：

　　(3)根據(jù)分析結(jié)果編制BASIC程序BASIC程序清單略。

　　(4)生成NC代碼從BASIC程序清單可看出生成WJP1111.TXT、WJP2222.TXT、WJP3333.TXT三個(gè)文本文件，此三個(gè)文件即為加工凸輪的NC程序(NC程序清單內(nèi)容略)。

　　(5)將NC程序輸入機(jī)床通過(guò)機(jī)床面板或傳輸設(shè)備將NC程序輸入機(jī)床。

　　(6)完成加工