弧面凸轮分度机构加工工艺的探讨

收稿 日期 ：００ ０ —５ ２１－２２ 作者简介 ： 孙永忠（９ ８ ）男 ， １６ 一 ， 河南南 阳人 ， 讲师 ， 主要 从事机械加 工实训 指导、 管理。
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《 装备 制 造技 术 ）０ ０年第 ５ ２１ 期
弧 面凸轮分度机构 ，是机械生产 中主要用于两垂直交错
３ 工作 原 理
当凸轮旋转时 ，其 分度轮廓推动滚子 ，使 分度 盘分度转 位， 当凸轮转到其停歇段轮廓 时 ， 分度盘上 的两个 滚子跨夹在
凸轮 的圆环面凸脊上 ， 使转盘停止转 动 ， 以这种机 构不必附 所 加其他装置 ， 就能获得很好 的定位 作用 ， 又可调整 中心距来 消 除滚子 与凸轮凸脊间 的间隙和补偿磨损。分度盘在分度期 的 运动 规律 ， 可按转速 、 负荷等 工作要求进 行设 计 ， 别适 用 于 特 高速 、 载、 重 高精度分度等场合 。
轮廓面 ， 结合 实验室的五轴联动加工 中心 ， 对弧面凸轮进行 了加 工试验 ， 验证 了该加工方法的正确性 。
关 键词 ： 面 凸轮 ； 度 机 构 ； 工 工 艺 弧 分 加
中图分类号 ： １ ２４ ＴＨ ３ ．７
文献标识码 ： Ｂ
文章编号 ： ６ ２ ５ ５ ２ １ ０ — １ ８ ０ １ ７ — ４ Ｘ（ ０ ０）５ ０ ０ — ２
次 数 比 凸轮 多 ， 以 即使 选 用 与 凸轮 相 同 的材 料 ， 子 也 会 先 所 滚
药、 烟草、 电子 、 化工等行业 中实现 自动 、 高效 生产的首选核心 部件 ， 也是加工 中心换刀机械手 的重要部件 。
报废。同时复杂曲面零件 的加工一般需经过粗 、 半精 和精加工 过程。弧面凸轮 的圆柱 面 ， 可以划分为工作底面 、 上弧面和工
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弧 面 凸轮分 度机 构 加 工 工 艺 的探讨
孙 永忠
（ 甘肃省机械工业学校 ， 甘肃 天水 ７ １０ ） ４ ０ １
摘 要： 重点研 究 了弧面凸轮常用的数种加工 方法， 结合 工程 实际， 定了采用高速加工技术 ， 改进 工艺 。 用铣刀 的倒 刃精加 工 凸 确 并 利
面蜗杆 ， 分度盘上装有数个 轴线 沿转盘径 向均 匀分布的滚子 ，
分度盘相 当于蜗 轮。弧面凸轮可制成单头 、 头和多头 ， 双 与蜗 轮蜗杆机构类似 ， 弧面 凸轮也有左旋 和右旋之分 ， 凸轮和分度
盘转动方向间的关系 ， 可用类似蜗轮蜗杆 传动 的方法来判定 。
目前弧凸轮 的加工设备 主要有 ３ ： 种 （ ）国内普遍 使用 的简单设备 ，多是改造 的铣 床或滚 齿 １ 机 ， 种方法 的缺点是受 原有机 床精度 的影响 ， 这 加工 精度低 ，
弧面凸轮分度 机构 是 比较先进 的一种 分度机构 ，与棘轮 机构、槽 轮机构 、不完全齿轮机构等传统 的间歇传动机构相
比 ， 有 下列 特 点 ： 具
由于弧面 凸轮 的工 作环境 和工作 中的动力学 性能要求 ，
使 其 零 部 件 对 材 料 和 热 处 理 均 有 特 殊 的要 求 。 凸 轮 与 滚 子 的
材料 ， 应具有 足够 的接触 强度和 良好 的耐磨性 ， 材料 的耐磨性 能不 但与材料表 面硬度有关 ， 而且 与材料 的搭 配有关 。 在设计 时， 应根据具体的应用要求选择材料 和热处理方法 。 选择凸轮
（） １ 结构简单 ， 刚性好 ， 承载能力在 凸轮机构中是最大 的。 （ ） 计限制少 ， ２设 分度 范围宽。在小分 度数 时 ， 比其他 分 度机构具有 明显 的优越性 ； 构 中心距 可调 ， 机 即可加预 紧 ， 消
除 间 隙 ， 得 该 机 构 可 以 获 得较 好 的 动力 特 性 和 运 动 特 性 。 使 （ ） 度 高 。所 以广 泛应 用 于 各 种 自动 机 械 ，是 包 装 、 ３精 制
滚子材料 的原则 ， 是其磨损速度要 比凸轮 的磨损快一些 。 这是
因为滚子加 工容易 ， 换方便 。但是滚子 比凸轮小 得多 ， 更 工作
轴间的间歇分度步进传动 。 这种机构相当于弧 面蜗杆传动 ， 凸
轮相当蜗杆 ， 分度盘相 当于蜗轮 ， 子数相 当于蜗 轮齿数 ； 滚 在
蜗杆传 动中 ， 蜗轮连续等速 转动 ； 弧面 凸轮分度机构 中， 而 主 动 件是凸轮 ， 一般做等速连续旋转 ， 从动件是装有 多个滚子的
分度盘 ， 可按设计要求做 间歇步进分度转位运动 。 这种机构不 需要其 他附属装置 ， 即可完成较精确的分度定位 。 弧面凸轮是
该机构的核心部件 ，但是 由于弧 面凸轮的工作廓 面是 空间不
可展曲面， 因而 设 计 与 加 工 制 造 比 较 困 难 ， 面 凸 轮 廓 面 的加 弧
工质量 ， 直接影 响到分度 机构 的工作性 能。
４ 加 工 工艺
１ 弧面 凸轮 分度机 构 的特 点
４１ 工 艺 方 案 ．
加工精度要求相对较低 。
在实际工作 中， 应用 弧面凸轮的材料为 ４ Ｃ ， ０ ｒ采用 了高速 加工工 艺 ， 加工过 程为 ： 顶 圆—粗铣 槽— 半精 铣一 渗碳 、 铣 淬
火 处 理一 精铣 ～ 检 验 。
４２ ． ￣ －设 备 ｊｒ ｎ
回转体 ， 凸轮轮廓制成 凸脊状 ， 似于一个具有变螺旋角 的弧 类
作弧 面三部 分 ， ｉ的加 工精 度要求是不 同的。 它ｆ 】 工作弧面的尺
２ 基 本的 结构 形式
弧面凸轮分度机构用 于两垂直交错轴 间的间歇 分度步进
传动 。 它由一个空 间凸轮 和一个分度盘组成 ， 主动凸轮为圆弧
寸公差 、 位公差 和表 面粗 糙度 ， 形 要求 最为严格 ， 因此需要来自百度文库最 后精整 加工 ； 上弧 面其 次 ， 但要 保证 曲线 降落光 滑 ； 工作底 面