自動化機(jī)械中圓柱分度凸輪機(jī)構(gòu)的曲線設(shè)計和數(shù)控加工

吳茜

摘要：近些年來，隨著時代經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展以及科技的進(jìn)步，我國自動化機(jī)械行業(yè)發(fā)展進(jìn)程不斷加快。自動化機(jī)械中，空間分度凸輪機(jī)構(gòu)的應(yīng)用過程中，如何做好曲線設(shè)計和數(shù)控加工始終是自動化機(jī)械行業(yè)領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)之一。本文基于這一課題，首先分析了自動化機(jī)械中圓柱分度凸輪機(jī)構(gòu)的曲線設(shè)計，其次分析了自動化機(jī)械中圓柱分度凸輪機(jī)構(gòu)的數(shù)控加工技術(shù)。

關(guān)鍵詞：自動化機(jī)械；圓度分度凸輪；曲線設(shè)計；數(shù)控加工

自動化機(jī)械中凸輪機(jī)構(gòu)有著越來越廣泛的應(yīng)用，這種凸輪機(jī)構(gòu)不僅僅有著傳動導(dǎo)向的基本功能，同時也有著對機(jī)構(gòu)控制的重要功能，在當(dāng)前的凸輪機(jī)構(gòu)發(fā)展中，不僅僅將相對復(fù)雜的運(yùn)動規(guī)律產(chǎn)生，同時也有著相對較大的變速范圍，對于執(zhí)行機(jī)構(gòu)的自動工作循環(huán)有著一定的控制作用?，F(xiàn)如今，伴隨著計算機(jī)輔助技術(shù)以及計算機(jī)技術(shù)的日益成熟，圓度分度凸輪機(jī)構(gòu)的應(yīng)用，為自動化機(jī)械帶來了極大的便利，并降低了制造的成本。

1.自動化機(jī)械中圓柱分度凸輪機(jī)構(gòu)的曲線設(shè)計

圓度分度凸輪主要是自動化機(jī)械一種常見的轉(zhuǎn)位凸輪，同時也是一種圓盤轉(zhuǎn)位凸輪，有著不封閉的曲線凹槽。工作的過程中，主動軸是凸輪，并借助于動軸進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，形成一種分度盤的間歇運(yùn)動，將圓盤分度的目的實現(xiàn)。

自動化機(jī)械圓度分度凸機(jī)構(gòu)曲線設(shè)計的過程中，由于曲線運(yùn)動往往有著一定的復(fù)合性，在將滾子運(yùn)動軌跡滿足的同時，也要將曲線運(yùn)動規(guī)律以及曲線的升程滿足。首先就要對余弦加速度運(yùn)動規(guī)律下的凸輪理論曲線進(jìn)行計算，并對修正后的曲線以及引導(dǎo)圓弧線進(jìn)行計算。

余弦加速度運(yùn)動規(guī)律下的一種凸輪理論曲線計算的過程中，就要對間隔直線逼近法加以采用，將凸輪理論下曲線中的各個點(diǎn)的坐標(biāo)計算出。

修正曲線計算的過程中，就要結(jié)合滾子的運(yùn)動軌跡，自動化機(jī)械中的銑刀控制過程中，就要將Y向的補(bǔ)充運(yùn)動及時的增加，將修正曲線逐步形成。對于曲線各個點(diǎn)的修正值用 表示，如下所示：

分度圓的半徑用 表示，同時曲線總升程用 表示，分度角用 表示。圓弧線計算的過程中，在對引導(dǎo)圓弧半徑確定和相關(guān)的圓心坐標(biāo)值確定的過程中，就要保證合理的選擇圓弧線的半徑，避免凸輪中滾子進(jìn)入時出現(xiàn)相關(guān)的碰撞。

設(shè)計過程中，更要做好誤差的校驗工作，并保證動自化機(jī)械中圓柱分度凸輪機(jī)構(gòu)曲線有著合理化的設(shè)計。

2.自動化機(jī)械中圓柱分度凸輪機(jī)構(gòu)的數(shù)控加工

自動化機(jī)械中圓柱分度凸輪機(jī)構(gòu)數(shù)控加工的過程中，由于圓柱分度凸輪有著一定的特殊性，在實際的數(shù)控加工過程中，就要結(jié)合自動化機(jī)械的實際情況，做好科學(xué)化的合理加工。

首先就要對編程坐標(biāo)系進(jìn)行合理的設(shè)置，如圖3所示，對于X軸上的坐標(biāo)值而言，坐標(biāo)值的正負(fù)將銑刀對工件的是否切入直接表明，在數(shù)控程序檢驗的過程中有著一定的便利性。對于Y坐標(biāo)和轉(zhuǎn)角A的換算而言，就要對旋轉(zhuǎn)加工的方式加以采用，借助于銑刀進(jìn)行直線移動，進(jìn)而將Y坐標(biāo)值逐漸的替換為一種轉(zhuǎn)角A的相關(guān)指令，對于換算的公式如下所示：

其中圓柱的直徑用D表示，對于某一節(jié)點(diǎn)Y坐標(biāo)值則借助于Y表示。切入切出量在實際的控制過程中，就要依據(jù)于銑削工藝，入口的控制中，保證下刀后在工件中進(jìn)入，并在入口處的圓弧逐漸的在凸輪體外將一個切入量伸出，使得軸向的切入量在某種程度上不小于銑刀的半徑。

機(jī)床間隙加工的過程中，往往對于凸輪的加工精度有著相對較高的要求，而機(jī)床和數(shù)控分度頭在實際的控制過程中，就要提高加工的質(zhì)量，進(jìn)入工件之前，逆時針進(jìn)行角度旋轉(zhuǎn)，并借助于工作的方向，在原位轉(zhuǎn)回，將反向間隙及時的消除。對于刀具的半徑補(bǔ)償而言，就要做好圓柱形凸輪的加工，通過借助于刀具的半徑補(bǔ)償，對凸輪凹槽加工的過程中，提高凹槽兩側(cè)的加工精度，采取順銑的加工方式，保證表明有著一定的光滑度。實際的加工過程中，就要使得銑刀演這部凹槽的位置，實現(xiàn)正向的加工，并保證銑刀沿著凹槽的另外一側(cè)實現(xiàn)一種反向加工的特點(diǎn)。銑刀直徑控制過程中，不應(yīng)大于凹槽的寬度，并在實際的加工過程中，對刀具的半徑補(bǔ)償功能加以使用，將補(bǔ)償銑刀的磨損誤差有效減少。

總而言之，自動化機(jī)械中圓柱分度凸輪機(jī)構(gòu)的數(shù)控加工過程中，就要做好曲線的合理設(shè)計，并依據(jù)于曲線的設(shè)計，做好銑刀的合理切入和切除控制，提高加工的精度。

3.結(jié)語

隨著我國機(jī)械自動化程度的不斷提高，我國自動化機(jī)械加工過程中，圓柱分度凸輪機(jī)構(gòu)的應(yīng)用，不僅僅有著較高的定位精度，同時也有著相對較好的高速運(yùn)行特性。而自動化機(jī)中圓柱分度凸輪機(jī)構(gòu)的參數(shù)設(shè)計過程中，就要將滾子運(yùn)動軌跡滿足的同時，也要將曲線運(yùn)動規(guī)律以及曲線的升程滿足，對余弦加速度運(yùn)動規(guī)律下的凸輪理論曲線進(jìn)行計算，并對修正后的曲線以及引導(dǎo)圓弧線進(jìn)行計算。加工的過程中，提高凹槽兩側(cè)的加工精度，采取順銑的加工方式，保證表明有著一定的光滑度，將加工的精度全面提高。

參考文獻(xiàn)：

[1]辛勤，郭烈恩，顏穎.基于VC和UG的圓柱分度凸輪參數(shù)化設(shè)計 [J].煤礦機(jī)械，2013，04：271-273.

[2]崔靜，侯延升.圓柱分度凸輪機(jī)構(gòu)參數(shù)化設(shè)計與仿真[J].機(jī)械制造與自動化，2013，04：123-126.

[3]梁京燕. 弧面分度凸輪機(jī)構(gòu)的CAD建模[J].滁州職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報，2014，02：72-75.

[4]王曉輝，廉哲滿.基于Pro/E和ADAMS的圓柱分度凸輪機(jī)構(gòu)建模及仿真[J].機(jī)械傳動，2012，08：77-80.