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

背景技術(shù)：

分度凸輪機構(gòu)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。

分度凸輪機構(gòu)已被廣泛應用于包裝,印刷,制藥,化工,煙草,電子電器,玻璃陶瓷,汽車制造等自動化生產(chǎn)線及各種通用機械設(shè)備,它們作為自動化機器的核心傳動裝置,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,因其分度運動曲線，可設(shè)計成適于各種工作場合的最優(yōu)運動曲線，從而在運動平穩(wěn)性、降噪、延長機構(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，分度凹槽因曲線的部規(guī)則性，其加工一直是個難點，需要保證所有分度凹槽的平滑性和連貫性，以保證實際運轉(zhuǎn)過程中的順暢。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的問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，刀尖沿著曲面與對應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，刀具沿所述輪廓進行切削完成單層切削，粗加工完成后預留加工余量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，加工過程中，加工刀具以所述等參數(shù)曲線為驅(qū)動曲線進行從外向里或從向到下的順序加工。

進一步的，在所述第一步中，背吃刀量為3mm,側(cè)吃刀量為1mm。

進一步的，在所述第七步中，針對轉(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，設(shè)定特定的程度進行進行加工，加工精度高，加工完成的曲面精度高，而且過渡性佳，在實際運轉(zhuǎn)過程中無噪音，可保證運轉(zhuǎn)的順暢性；2、在加工凸輪槽側(cè)面時，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，可達到加工精度六級；3、此加工方法成品的合格率高，預計可達99％以上。

附圖說明

構(gòu)成本發(fā)明的一部分的附圖用來提供對本發(fā)明的進一步理解，本發(fā)明的示意性實施例及其說明用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對本發(fā)明的不當限定。在附圖中：

圖1是本發(fā)明實施案例一圓弧弧面的結(jié)構(gòu)示意圖；

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

圖3是本發(fā)明實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)明實施案例一T型刀的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖7是本發(fā)明實施案例一端面曲面的結(jié)構(gòu)示意圖；

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

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

附圖標記：

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。

具體實施方式

需要說明的是，在不沖突的情況下，本發(fā)明中的實施例及實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“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，因此不能理解為對本發(fā)明的限制。此外，術(shù)語“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或者更多個該特征。在本發(fā)明的描述中，除非另有說明，“多個”的含義是兩個或兩個以上。

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

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實施例做詳細說明。

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，刀尖沿著曲面與對應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)以一個假想平面截工件所得的橫向截面作為輪廓，刀具沿輪廓進行切削完成單層切削，粗加工完成后預留加工余量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，加工過程中，加工刀具以等參數(shù)曲線為驅(qū)動曲線進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。

實施案例1：下面以五槽分度凸輪為例進行詳細的說明，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，六條凸脊形成五個凸輪槽，五個凸輪槽把底面圓柱面分割成五個圓柱弧面，凸輪槽有四種不同的形狀，對應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。由于凸輪槽形狀比較復雜，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)曲線作為各個圓柱弧面加工時刀具的驅(qū)動曲線，使刀尖沿著驅(qū)動曲線移動。為了使刀路更加規(guī)范合理，對于第一圓柱弧面1和第二圓柱弧面2，各曲線的驅(qū)動順序按圖3箭頭所示進行，對于第三圓柱弧面3和第四圓柱弧面4，各曲線的驅(qū)動順序按圖4所示進行。

第四步：凸輪槽下拐彎側(cè)面精加工，分度凸輪包括五個圓柱弧面，分別夾在五對凸輪槽側(cè)面上，每個凸輪槽側(cè)面由若干面組成，每個凸輪槽側(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，一共有十對，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下拐彎面的交線，刀軸方向與對應的下拐彎面平行設(shè)置。

然后進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)面交線運動，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，每個端面為三個，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)的三個曲面平行，另外一側(cè)，翻轉(zhuǎn)坐標系的Z方向，使用同樣的方法進行刀路軌跡設(shè)計和加工。

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，如圖8所示，二十個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，位于凸輪零件遠離第一曲面8的另一端，針對第一圓柱弧面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，針對第三圓柱面3，第一曲面8包括兩個小的曲面，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與對應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與對應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)坐標系的Z方向，對曲面第二曲面9和第四曲線11使用相同的方法進行刀路軌跡設(shè)計和加工，實際加工過程中，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)曲面都由若干個曲面組成，各個側(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，最終完成整個分度凸輪的加工。

以上對本發(fā)明的一個實施例進行了詳細說明，但所述內(nèi)容僅為本發(fā)明的較佳實施例，不能被認為用于限定本發(fā)明的實施范圍。凡依本發(fā)明申請范圍所作的均等變化與改進等，均應仍歸屬于本發(fā)明的專利涵蓋范圍之內(nèi)。