本發(fā)明屬于機(jī)械加工領(lǐng)域，尤其涉及一種分度凸輪的加工方法。

背景技術(shù)：

分度凸輪機(jī)構(gòu)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。

分度凸輪機(jī)構(gòu)已被廣泛應(yīng)用于包裝,印刷,制藥,化工,煙草,電子電器,玻璃陶瓷,汽車制造等自動(dòng)化生產(chǎn)線及各種通用機(jī)械設(shè)備,它們作為自動(dòng)化機(jī)器的核心傳動(dòng)裝置,發(fā)揮著至關(guān)重要的作用.具有分度精度高、高速性能好、運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)、傳遞扭距大,由于結(jié)構(gòu)緊湊,傳遞扭矩大，特別適用于高速、高精度分度,因其分度運(yùn)動(dòng)曲線，可設(shè)計(jì)成適于各種工作場(chǎng)合的最優(yōu)運(yùn)動(dòng)曲線，從而在運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)性、降噪、延長(zhǎng)機(jī)構(gòu)使用壽命等方面都具有良好性能。

分度凸輪由于其以上特點(diǎn)，分度凹槽因曲線的部規(guī)則性，其加工一直是個(gè)難點(diǎn)，需要保證所有分度凹槽的平滑性和連貫性，以保證實(shí)際運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中的順暢。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的問(wèn)題是在于提供一種可提升加工精度的一種分度凸輪的加工方法。

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：一種分度凸輪的加工方法包括第一步：據(jù)分度凸輪形狀確定圓柱弧面并進(jìn)行圓柱弧面的加工；

第二步：凸輪槽側(cè)面下拐彎面的精加工，所述下拐彎面為圓柱弧面的組成側(cè)面且與圓柱弧面的法矢量垂直，采用T型刀進(jìn)行加工，所述T型刀的刀頭厚度等于所述下拐彎面的最小高度，然后進(jìn)行下拐彎面其他凸輪槽側(cè)面的精加工；

第三步：分度凸輪端面曲面的精密加工，所述端面曲面為分度凸輪與端面相鄰的曲面，刀尖沿著曲面與曲面相鄰的端面的交線，刀軸與端面一側(cè)成型后的曲面平行設(shè)置；

第四步：凸輪槽上、下段側(cè)面第一曲面、第二曲面、第三曲面和第四曲線的精加工，所述第一曲面和所述第三曲面為一組組成上段側(cè)面，所述第二曲面與所述第四曲面為一組組成下段側(cè)面，所述第三曲面的一端與所述第一曲面的一端相接，另一端與端面曲面相接設(shè)置或與所述圓柱弧面垂直設(shè)置，刀具采用立銑刀，刀尖沿著曲面與對(duì)應(yīng)相鄰的下段曲面的交線，刀軸與加工成型后的曲面平行設(shè)置；

第五步：側(cè)面曲面第一側(cè)曲面、第二側(cè)曲面、第三側(cè)曲面、第四側(cè)曲面和第五側(cè)曲面的精加工，所述第一側(cè)曲面、第二側(cè)曲面、第三側(cè)曲面為連接兩個(gè)凸輪槽相鄰側(cè)面的曲面，所述第四側(cè)曲面和第五側(cè)曲面為與所述端面曲面相對(duì)的側(cè)面曲面。

2、根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種分度凸輪的加工方法，其特征在于：在所述第一步中，步驟如下：第一步：粗加工，根據(jù)分度凸輪形狀確定圓柱弧面，采用硬質(zhì)合金立銑刀五軸3+2定向銑削，按照背吃刀量逐層由外向內(nèi)加工，每一層的最內(nèi)環(huán)以一個(gè)假想平面截工件所得的橫向截面作為輪廓，刀具沿所述輪廓進(jìn)行切削完成單層切削，粗加工完成后預(yù)留加工余量1～2mm；

第二步：半精加工，具體步驟同所述第一步，半精密加工完成后預(yù)留加工余量0.3～0.6mm；

第三步：精加工：確定圓柱弧面的等參數(shù)曲線，加工過(guò)程中，加工刀具以所述等參數(shù)曲線為驅(qū)動(dòng)曲線進(jìn)行從外向里或從向到下的順序加工。

進(jìn)一步的，在所述第一步中，背吃刀量為3mm,側(cè)吃刀量為1mm。

進(jìn)一步的，在所述第七步中，針對(duì)轉(zhuǎn)角變化較大的第一側(cè)曲面、第二側(cè)曲面和第三側(cè)曲面采用分段加工，先加工曲面法矢量方向相差不大的曲面段，刀具采用立銑刀，刀軸平行于曲面及帶加工法矢量變化相差不大的曲面段，刀尖沿著被選擇曲面與其相鄰的曲面的交線。

本發(fā)明具有的優(yōu)點(diǎn)和積極效果是：與現(xiàn)有技術(shù)相比，1、本發(fā)明根據(jù)分度凸輪的特點(diǎn)，設(shè)定特定的程度進(jìn)行進(jìn)行加工，加工精度高，加工完成的曲面精度高，而且過(guò)渡性佳，在實(shí)際運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中無(wú)噪音，可保證運(yùn)轉(zhuǎn)的順暢性；2、在加工凸輪槽側(cè)面時(shí)，采用T型刀，可確保在清根的情況下T型刀不與其他拐彎側(cè)面發(fā)生干涉，工作效率高，精度高，可達(dá)到加工精度六級(jí)；3、此加工方法成品的合格率高，預(yù)計(jì)可達(dá)99％以上。

附圖說(shuō)明

構(gòu)成本發(fā)明的一部分的附圖用來(lái)提供對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步理解，本發(fā)明的示意性實(shí)施例及其說(shuō)明用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的不當(dāng)限定。在附圖中：

圖1是本發(fā)明實(shí)施案例一圓弧弧面的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明實(shí)施案例一加工圓柱弧面過(guò)程中等參數(shù)曲線的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是本發(fā)明實(shí)施案例第一圓柱弧面和第二圓柱弧面的加工路徑示意圖；

圖4是本發(fā)明實(shí)施案例第三圓柱弧面和第四圓柱弧面的加工路徑示意圖；

圖5是本發(fā)明實(shí)施案例一上拐彎面和下拐彎面的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6是本發(fā)明實(shí)施案例一T型刀的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖7是本發(fā)明實(shí)施案例一端面曲面的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖8是本發(fā)明實(shí)施案例一上、下段曲面的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖9是本發(fā)明實(shí)施案例一側(cè)面曲面的結(jié)構(gòu)示意圖。

附圖標(biāo)記：

1-第一圓柱弧面；2-第二圓柱弧面；3-第三圓柱弧面；4-第四圓柱弧面；5-下拐彎面；6-上拐彎面；7-端面曲面；8-第一曲面；9-第二曲面；10-第三曲面；11-第四曲面；33-第一側(cè)曲面；34-第二側(cè)曲面；35-第三側(cè)曲面；36-第四側(cè)曲面；37-第五側(cè)曲面。

具體實(shí)施方式

需要說(shuō)明的是，在不沖突的情況下，本發(fā)明中的實(shí)施例及實(shí)施例中的特征可以相互組合。

在本發(fā)明的描述中，需要理解的是，術(shù)語(yǔ)“中心”、“縱向”、“橫向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“頂”、“底”、“內(nèi)”、“外”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本發(fā)明和簡(jiǎn)化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對(duì)本發(fā)明的限制。此外，術(shù)語(yǔ)“第一”、“第二”等僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對(duì)重要性或者隱含指明所指示的技術(shù)特征的數(shù)量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隱含地包括一個(gè)或者更多個(gè)該特征。在本發(fā)明的描述中，除非另有說(shuō)明，“多個(gè)”的含義是兩個(gè)或兩個(gè)以上。

在本發(fā)明的描述中，需要說(shuō)明的是，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語(yǔ)“安裝”、“相連”、“連接”應(yīng)做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機(jī)械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過(guò)中間媒介間接相連，可以是兩個(gè)元件內(nèi)部的連通。對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以通過(guò)具體情況理解上述術(shù)語(yǔ)在本發(fā)明中的具體含義。

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施例做詳細(xì)說(shuō)明。

本發(fā)明為一種分度凸輪的加工方法，包括第一步：據(jù)分度凸輪形狀確定圓柱弧面并進(jìn)行圓柱弧面的加工；

第二步：凸輪槽側(cè)面下拐彎面5的精加工，下拐彎面5為圓柱弧面的組成側(cè)面且與圓柱弧面的法矢量垂直，采用T型刀進(jìn)行加工，T型刀的刀頭厚度等于下拐彎面5的最小高度，然后進(jìn)行下拐彎面5其他凸輪槽側(cè)面的精加工；

第三步：分度凸輪端面曲面7的精密加工，端面曲面7為分度凸輪與端面相鄰的曲面，刀尖沿著曲面與曲面相鄰的端面的交線，刀軸與端面一側(cè)成型后的曲面平行設(shè)置；

第四步：凸輪槽上、下段側(cè)面第一曲面8、第二曲面9、第三曲面10和第四曲線11的精加工，第一曲面8和第三曲面10為一組組成上段側(cè)面，第二曲面9與第四曲面11為一組組成下段側(cè)面，第三曲面10的一端與第一曲面8的一端相接，另一端與端面曲面7相接設(shè)置或與圓柱弧面垂直設(shè)置，刀具采用立銑刀，刀尖沿著曲面與對(duì)應(yīng)相鄰的下段曲面的交線，刀軸與加工成型后的曲面平行設(shè)置；

第五步：側(cè)面曲面第一側(cè)曲面33、第二側(cè)曲面34、第三側(cè)曲面35、第四側(cè)曲面36和第五側(cè)曲面37的精加工，第一側(cè)曲面33、第二側(cè)曲面34、第三側(cè)曲面35為連接兩個(gè)凸輪槽相鄰側(cè)面的曲面，第四側(cè)曲面36和第五側(cè)曲面37為與端面曲面7相對(duì)的側(cè)面曲面。

優(yōu)選地，在第一步中，步驟如下：第一步：粗加工，根據(jù)分度凸輪形狀確定圓柱弧面，采用硬質(zhì)合金立銑刀五軸3+2定向銑削，按照背吃刀量逐層由外向內(nèi)加工，每一層的最內(nèi)環(huán)以一個(gè)假想平面截工件所得的橫向截面作為輪廓，刀具沿輪廓進(jìn)行切削完成單層切削，粗加工完成后預(yù)留加工余量1～2mm；

第二步：半精加工，具體步驟同第一步，半精密加工完成后預(yù)留加工余量0.3～0.6mm；

第三步：精加工：確定圓柱弧面的等參數(shù)曲線，加工過(guò)程中，加工刀具以等參數(shù)曲線為驅(qū)動(dòng)曲線進(jìn)行從外向里或從向到下的順序加工。

優(yōu)選地，在第一步中，背吃刀量為3mm,側(cè)吃刀量為1mm。

優(yōu)選地，在第七步中，針對(duì)轉(zhuǎn)角變化較大的第一側(cè)曲面33、第二側(cè)曲面34和第三側(cè)曲面35采用分段加工，先加工曲面法矢量方向相差不大的曲面段，刀具采用立銑刀，刀軸平行于曲面及帶加工法矢量變化相差不大的曲面段，刀尖沿著被選擇曲面與其相鄰的曲面的交線。

實(shí)施案例1：下面以五槽分度凸輪為例進(jìn)行詳細(xì)的說(shuō)明，五槽分度凸輪的材質(zhì)為40Cr,第一步，粗加工：粗加工采用五軸3+2定向銑削，采用φ10的硬質(zhì)合金立銑刀，一層一層切削，每層深度即背吃刀量取3mm，每一層的最內(nèi)環(huán)都是一個(gè)假想平面截工件所得的截面輪廓，刀具沿該輪廓，一圈一圈向外加工，圈間距即側(cè)吃刀量取1mm，直到該層所有多余材料都被切除，刀具進(jìn)入下一層，直到所有層切削完畢，在該工序中，大部分多余的材料被切除，距離理論尺寸加工余量為1mm。

第二步：半精加工：半精加工采用五軸3+2定向銑削，采用硬質(zhì)合金立銑刀，一層一層切削，每層深度即背吃刀量:0.3～0.8mm，每一層都是一個(gè)假想平面截工件所得的截面輪廓，刀具沿該輪廓外側(cè)，距離理論尺寸加工余量為0.3mm，直到該層所有多余材料都被切除，刀具進(jìn)入下一層，直到所有層切削完畢。

第三步：圓柱面的精加工，凸輪基柱外廓上共有六條凸脊，六條凸脊形成五個(gè)凸輪槽，五個(gè)凸輪槽把底面圓柱面分割成五個(gè)圓柱弧面，凸輪槽有四種不同的形狀，對(duì)應(yīng)的底面圓柱弧面有第一圓柱弧面1、第二圓柱弧面2、第三圓柱弧面3、第四圓柱弧面4四種，如圖1所示，其中第三圓柱弧面3有相同的兩個(gè)。由于凸輪槽形狀比較復(fù)雜，方向變化較多，角度變化較大，不適合選用一般的流線型刀路軌跡。

用平行于端面的等距平行面(平行面間距為3mm)截第一圓柱弧面1、第二圓柱弧面2、第三圓柱弧面3和第四圓柱弧面4，得到各弧面的等參數(shù)曲線，如圖2所示。

以這些等參數(shù)曲線作為各個(gè)圓柱弧面加工時(shí)刀具的驅(qū)動(dòng)曲線，使刀尖沿著驅(qū)動(dòng)曲線移動(dòng)。為了使刀路更加規(guī)范合理，對(duì)于第一圓柱弧面1和第二圓柱弧面2，各曲線的驅(qū)動(dòng)順序按圖3箭頭所示進(jìn)行，對(duì)于第三圓柱弧面3和第四圓柱弧面4，各曲線的驅(qū)動(dòng)順序按圖4所示進(jìn)行。

第四步：凸輪槽下拐彎側(cè)面精加工，分度凸輪包括五個(gè)圓柱弧面，分別夾在五對(duì)凸輪槽側(cè)面上，每個(gè)凸輪槽側(cè)面由若干面組成，每個(gè)凸輪槽側(cè)面由平面和曲面組成，其中所有曲面由上拐彎面和下拐彎面組成，其中下拐彎面與圓柱弧面的法矢量垂直，下拐彎面5和上拐彎面6為一對(duì)，一共有十對(duì)，如圖5所示，由于下拐彎面5和上拐彎面6之間的夾角為177.64°，因此下拐彎面5不能使用立銑刀加工，無(wú)法清根，采用T型刀加工下拐彎面5，T型刀如圖6所示，T型刀上尺寸t即刀頭尺寸等于下拐彎面5的最小高度h，以確保在清根的情況下T型刀不與上拐彎面6發(fā)生干涉，T型刀路徑沿著圓柱弧面與十對(duì)下拐彎面的交線，刀軸方向與對(duì)應(yīng)的下拐彎面平行設(shè)置。

然后進(jìn)行凸輪槽其他下拐彎面的精加工，刀具采用立銑刀，刀尖沿著圓柱弧面與側(cè)面交線運(yùn)動(dòng)，刀軸方向與下拐彎面5之外的所有下拐彎面平行設(shè)置。

第五步：端面曲面7的精加工，如圖7所示，分度凸輪與端面相鄰的曲面有六個(gè)，每個(gè)端面為三個(gè)，端面曲面的加工，刀具采用立銑刀，刀尖沿著曲面與曲面相鄰的端面的交線，刀軸與端面一側(cè)的三個(gè)曲面平行，另外一側(cè)，翻轉(zhuǎn)坐標(biāo)系的Z方向，使用同樣的方法進(jìn)行刀路軌跡設(shè)計(jì)和加工。

第六步:凸輪槽除側(cè)面曲面其他上段側(cè)面精加工,凸輪槽除側(cè)面曲面的上段曲面一共二十個(gè)，如圖8所示，二十個(gè)上端曲面包括第一曲面8、第二曲面9、第三曲面10和第四曲線11，其中第一曲面8和第三曲面10為一組且首尾相接，位于凸輪零件一端，第二曲面9和第四曲線11為一組且首尾相接，位于凸輪零件遠(yuǎn)離第一曲面8的另一端，針對(duì)第一圓柱弧面1和第四圓柱弧面4，第一曲面8的一端與上拐彎面6相接，另一端與第三曲面10的一端相接，第三曲面10的另一端與端面曲面7相接設(shè)置，針對(duì)第二圓柱弧面2，第一曲面8的一端與上拐彎面6相接，另一端與第三曲面10的一端相接，第三曲面10的另一端與第三圓柱弧面3垂直設(shè)置，針對(duì)第三圓柱面3，第一曲面8包括兩個(gè)小的曲面，一端與第三曲面10相接設(shè)置，另一端與第三圓柱弧面3垂直設(shè)置，所述第一曲面8第三曲面10和第四曲線11轉(zhuǎn)角變化舒緩，第一曲面8和第二曲面9轉(zhuǎn)角變化大且急，先加工第一曲面8，刀具采用立銑刀，刀尖沿著第一曲面8與對(duì)應(yīng)相鄰的下段曲面的交線，刀軸與第一曲面8平行，加工第三曲面10，刀具采用立銑刀，刀尖沿著第三曲面10與對(duì)應(yīng)相鄰的下段曲面的交線，刀軸與第三曲面10曲面平行，翻轉(zhuǎn)坐標(biāo)系的Z方向，對(duì)曲面第二曲面9和第四曲線11使用相同的方法進(jìn)行刀路軌跡設(shè)計(jì)和加工，實(shí)際加工過(guò)程中，也可以先加工第二曲面9和第四曲線11，后加工第一曲面8和第三曲面10。

第七步：側(cè)面曲面的精加工，如圖9所示，側(cè)面曲面包括連接兩個(gè)凸輪槽相鄰側(cè)面的曲面，共有三段，分別是第一側(cè)曲面33、第二側(cè)曲面34和第三側(cè)曲面35，每一段側(cè)曲面都由若干個(gè)曲面組成，各個(gè)側(cè)曲面都是相切關(guān)系，側(cè)面曲面還包括第四側(cè)曲面36和第五側(cè)曲面37，第一側(cè)曲面33、第二側(cè)曲面34和第三側(cè)曲面35轉(zhuǎn)角變化很大，采用分段加工的方式，先加工曲面法矢量方向相差不大的曲面段，刀具采用立銑刀，刀軸平行于第五側(cè)曲面37及第一側(cè)曲面33、第二側(cè)曲面34和第三側(cè)曲面35中與第五側(cè)曲面37法矢量變化相差不大的曲面段，刀尖沿著被選擇曲面與其相鄰的曲面的交線，使用相同的方法加工其他曲面段，最終完成整個(gè)分度凸輪的加工。

以上對(duì)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例進(jìn)行了詳細(xì)說(shuō)明，但所述內(nèi)容僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，不能被認(rèn)為用于限定本發(fā)明的實(shí)施范圍。凡依本發(fā)明申請(qǐng)范圍所作的均等變化與改進(jìn)等，均應(yīng)仍歸屬于本發(fā)明的專利涵蓋范圍之內(nèi)。