2.3　分度装置的系列化设计

　　从提高产品的质量、降低制造成本和便于组织专业化生产的角度来看，实现此类分度装置模块化、系列化设计是自动设计的重要内容，它有利于提高产品的竞争能力和加速其更新换代。因此，根据图1所示的包络蜗杆分度凸轮装置，可以采用几何半相似产品系列的设计方法，合理地确定机构装置中心距由小到大及其分度数由小到大的系列中，所对应的装置结构尺寸及其运动几何参数，如表所示。

    3　分度装置核心零件的CAM技术概要

　　在图1所示的分度装置中，轴、箱体及调整件等均可采用常规的机械加工方法完成，对精度要求高、加工难度大的分度凸轮和分度盘轮齿廓面，则可采用数控加工技术来实现，如图3所示。本文将以中心距A=90mm、分度数N=8，动静比为1∶1，分度盘柱形轮齿半径r0=14mm、机构计算圆半径R=45mm的分度凸轮装置为例，讨论其齿廓面的数控加工工艺过程。

图3　分度凸轮与分度盘轮齿廓面的数控加工工艺流程框图

    3.1　分度盘轮齿廓面的数控线切割加工方法

　　由于分度盘的轮齿为圆弧状直齿柱面形，可由线切割机直接从圆柱状毛坯上切出全部轮齿廓面，加工中不需要专用夹具及辅具，并可以直接切割淬火钢，对硬齿面分度盘制造十分有利；同时可利用精密数控线切割机的运动精度（走丝误差≤±4μm），来保证被加工件的齿廓面精度要求。具体操作方法是：按照分度盘各个轮齿左右侧齿形，给出其对应圆弧圆心坐标与半径，确定走丝轨迹；再将已安装于工作台上的分度盘毛坯，按其中心定位柱面精密找正，确定走丝的初始位置，便可开机加工，如图4所示。

    3.2　分度凸轮齿廓面的数控加工方法

　　由于凸轮的轮齿廓面是非等距的螺旋曲面，形状复杂，精度要求高，可以利用多轴数控机床（型号：WF3/12-NC）加工（加工误差≤1.5μm）。原理是：机床主轴上的柱形铣刀以转速n作回转切削运动；铣刀的轴线以分度盘回转轴线o2为中心，在半径为R的圆上作φ1回转进给，实际上分解为铣刀沿X、Y轴线方向的变速平移联动；柱状凸轮毛坯（外径D=90mm）绕其轴线o1作φ2等速回转，为加工的展成运动；凸轮轴与分度轴呈正交交错，其速比函数关系为短幅摆线凸轮曲线，为机构装置的中心距。由此机床在数控条件下，实现了一个回转和两个平移的3轴数控联动，可以直接创成加工出凸轮的齿廓曲面（如图5）。

图4　分度盘走丝轨迹图

图5　数控创成加工岫凸轮原理图

    4　结束语

　　在上述CAD/CAM的基础上，进行了原型机的研制，实测表明：凸轮轴转速n=1400r/min时，整机振动噪声≤80dB(A)；机构的定位精度为-16.3″≤δd≤8.5″，分度精度为-42″≤df≤32.5″；并经300h跑合后，仍具有良好的精度保持性。