專利名稱：一種單頭凸脊式弧面分度凸輪廓面精加工方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種凸輪的加工方法，特別是一種單頭凸脊式弧面分度凸輪廓面精加工方法。
背景技術(shù)：
弧面分度凸輪機構(gòu)由輸入軸上的凸輪工作廓面實現(xiàn)分度盤轉(zhuǎn)位和定位，可將輸入的連續(xù)回轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)化為輸出的間歇回轉(zhuǎn)運動。它是工作性能優(yōu)良的一種間歇轉(zhuǎn)位機構(gòu)，廣泛應(yīng)用于各種自動機械中。由于加工制造難度較大，因而弧面分度凸輪機構(gòu)的加工技術(shù)一直是受人重視的重要研究問題。
弧面分度凸輪機構(gòu)加工制造的關(guān)鍵是凸輪工作廓面的加工，通常是在具有雙回轉(zhuǎn)坐標的數(shù)控機床采用范成法進行加工。加工時，凸輪體做勻速回轉(zhuǎn)運動，刀具再現(xiàn)從動件的運動規(guī)律，刀具回轉(zhuǎn)中心和凸輪回轉(zhuǎn)中心的距離等于機構(gòu)的理論中心距，精加工時刀具的半徑等于機構(gòu)中從動件滾子的半徑，這樣理論上就可以無誤差地加工出凸輪的輪廓面。采用此傳統(tǒng)的范成法加工弧面分度凸輪的一個弊端是，凸輪的凹槽兩側(cè)同時參加銑削，一側(cè)為順銑，另一側(cè)為逆銑，使得加工后廓面質(zhì)量差。針對此問題，有通過刀具半徑補償?shù)姆绞絹韺崿F(xiàn)凸輪單側(cè)面加工的，但是這種加工方式具有理論誤差；有通過把凸輪廓面當作自由曲面來處理，采用球面銑刀進行點位加工的，這種加工方式屬于點位加工方式，沒有考慮凸輪廓面的包絡(luò)性質(zhì)，加工質(zhì)量差，加工效率低；有通過兩重包絡(luò)加工方式實現(xiàn)凸輪的單側(cè)面加工的，這種加工方式有方法誤差，加工效率也不高。
基于以上分析，對弧面分度凸輪的加工工藝進行進一步的研究，以提高其加工精度和加工效率，依然具有重要的理論意義和實際價值。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，對單頭凸脊式弧面分度凸輪工作廓面普通范成法加工方法進行改進，提供一種新的性能好、加工精度高的弧面分度凸輪工作廓面精加工方法。
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是通過以下的技術(shù)方案來實現(xiàn)的。本發(fā)明是一種單頭凸脊式弧面分度凸輪廓面精加工方法，其特點是，通過對普通范成法加工的刀具軌跡進行修正來加工弧面分度凸輪工作廓面，將弧面分度凸輪分度段的工作廓面分為1L、2R、2L和3R四段進行加工，方法如下(1)加工1L段時，當θi＜＝θ1jh時，不進行刀具軌跡修正，加工刀具軌跡與普通范成法加工刀具軌跡相同；當θi＞θ1jh時，進行刀具軌跡修正，刀具軌跡在普通范成法加工刀具軌跡的基礎(chǔ)上，向凸輪廓面實體側(cè)多擺動一個角度Δφixiu(1L)，Δφixiu(1L)采用以下公式進行計算Δφixiu(1L)＝φi-φixiu(1L)＝Sxiu*Δφfxiu＝Sbiao((θi-θ1jh)/θf)*Δφfxiu(2)加工2R段時，當θi＜＝θ2Rxiu時，不進行刀具軌跡修正；當θi＞θ2Rxiu時，進行刀具軌跡修正，修正方法是使刀具軌跡在普通范成法加工刀具軌跡的基礎(chǔ)上，向凸輪廓面實體側(cè)多擺動一個角度Δφixiu(2R)，Δφixiu(2R)采用以下公式進行計算Δφixiu(2R)＝φixiu(2R)-φi＝Sxiu*Δφfxiu＝Sbiao((θi-θ2Rxiu)/θf)*Δφfxiu(3)加工2L段時，當θi＞＝θ2jh時，不進行刀具軌跡修正；當θi＜θ2jh時，進行刀具軌跡修正，刀具軌跡在普通范成法加工刀具軌跡的基礎(chǔ)上，向凸輪廓面實體側(cè)多擺動一個角度Δφixiu(2L)，Δφixiu(2L)采用以下公式進行計算Δφixiu(2L)＝φi-φixiu(2L)＝Sxiu*Δφfxiu＝(1-Sbiao((θi+θf-θ2jh)/θf))*Δφfxiu(4)加工3R段時，當θi＞＝θ3Rxiu時，不進行刀具軌跡修正；當θi＜θ3Rxiu時，進行刀具軌跡修正，修正方法是使刀具軌跡在普通范成法加工刀具軌跡的基礎(chǔ)上，向凸輪廓面實體側(cè)多擺動一個角度Δφixiu(3R)，Δφixiu(3R)采用以下公式進行計算Δφixiu(3R)＝φixiu(3R)-φi＝Sxiu*Δφfxiu＝(1-Sbiao((θi+θf-θ3Rxiu)/θf))*Δφfxiu在上述計算公式中，θ3Rxiu≤θ2Rxiu＜θ2jh≤θ1jhφi為滾子角位移；φixiu(1L)為1L段刀具軌跡修正后刀具角位移；Sxiu為刀具軌跡修正用運動規(guī)律無因次位移；Δφfxiu為一個凸輪分度周期內(nèi)刀具擺角最大修正量；Sbiao為起始點處位移和速度連續(xù)的運動規(guī)律無因次位移；θi為凸輪角位移；θ1jh為1L面修形后，滾子退出嚙合終止點凸輪轉(zhuǎn)角；θf為凸輪分度期轉(zhuǎn)角；φixiu(2R)為2R段刀具軌跡修正后刀具角位移；θ2Rxiu為2R面修形后，滾子退出嚙合終止點凸輪轉(zhuǎn)角；φixiu(2L)為2L段刀具軌跡修正后刀具角位移；θ2jh為2L面修形后，滾子進入嚙合開始點凸輪轉(zhuǎn)角；φixiu(3R)為3R段刀具軌跡修正后刀具角位移；θ3Rxiu為3R面修形后，滾子進入嚙合開始點凸輪轉(zhuǎn)角；此處，有關(guān)角度的單位均為度。
本發(fā)明一種單頭凸脊式弧面分度凸輪廓面精加工方法，其最佳應(yīng)用方式是，根據(jù)加工方法的刀具軌跡計算公式，用計算機程序計算出相應(yīng)的刀具軌跡，再生成NC代碼，輸入數(shù)控機床實現(xiàn)弧面分度凸輪工作廓面的精加工。
由弧面分度凸輪的范成法加工基本原理可知，從動盤與凸輪的角位移運動關(guān)系，即凸輪運動規(guī)律中的位移曲線，等價于刀具與工件的加工坐標關(guān)系，即刀具運動軌跡。因而，可以通過運動規(guī)律位移曲線來分析刀具軌跡的修正問題。在此，為了研究問題的方便，不妨將所分析的四段工作廓面擴展至整個凸輪分度周期來考慮。
由于定位段的凸輪廓面不修形，故可將單頭凸脊式弧面分度凸輪分度段的工作輪廓面分為四段，分析各段的加工刀具軌跡修正情況。所述的四段分別為1L、2R、2L和3R段，這四段的定義如下從凸輪軸的右側(cè)看凸輪軸按逆時針旋轉(zhuǎn)，在這種狀態(tài)下，從凸輪的正面看，當凸輪開始進入分度狀態(tài)后凸脊的右面為1L段，左面為2R段，當凸輪結(jié)束分度狀態(tài)前凸脊的右面為2L段，左面為3R段，詳見圖1中的1L、2R、2L和3R段的標引。
對于低速運動情況的凸輪機構(gòu)，從動盤的慣性力小于負載及摩擦力，2R和3R段不起嚙合傳動作用。另外，對低速運動的機構(gòu)的穩(wěn)定性也要求不高。對刀具軌跡修正時，可對2R段和3R段的整個凸輪廓面進行修形，而對1L和2L段的不必起嚙合作用的部分凸輪廓面進行修形，并進行相應(yīng)的刀具軌跡修正。
而本發(fā)明要解決的是高速運動情況下，單頭凸脊式弧面分度凸輪工作廓面的加工問題。在高速運動情況下，在凸輪機構(gòu)的加速段，慣性力與負載及摩擦阻力同向，凸輪廓面起到嚙合推動從動盤的作用；但是在減速段，慣性力與負載及摩擦阻力反向，若速度大到一定程度，則會出現(xiàn)慣性力大于負載及摩擦阻力的情況，這樣的話，凸輪將失去推動從動盤的作用，而是起到以其輪廓面來限制轉(zhuǎn)盤運動，并達到使從動盤按照給定的運動規(guī)律進行減速運動的作用。另外，對于高速運動的弧面分度凸輪機構(gòu)而言，除了要保證嚙合運動嚴格按照凸輪機構(gòu)的運動規(guī)律進行，而且要使得凸輪機構(gòu)具有足夠的防止沖擊和振動的能力，即需要考慮限位問題。為此，在對普通范成法加工的刀具進行修正時，既需要使得凸輪機構(gòu)滾子嚙合傳動相互銜接，又需要使得在凸輪分度段的限位始終得到有效的保證。對刀具軌跡修正時，是對1L/2R段的尾部以及2L/3R段的開始部分進行修形，并進行相應(yīng)的刀具軌跡修正。
1.刀具軌跡修正計算1)1L段刀具軌跡修正當凸輪由定位段旋轉(zhuǎn)進入分度段時，1L面起嚙合推動作用推動從動盤進行分度運動。為了使?jié)L子嚙合傳動相互銜接，凸輪轉(zhuǎn)動到一定角度之后，其它工作廓面進入嚙合狀態(tài)，1L面退出嚙合狀態(tài)。對1L面尾段進行修形，而對1L面的嚙合段的設(shè)計和加工需要嚴格按照凸輪機構(gòu)的運動規(guī)律進行。修正后，輪廓表面與滾子表面之間有一段間隙，加工時，是讓刀具在凸輪標準運動規(guī)律的基礎(chǔ)上向工作凸脊實體側(cè)多擺動一個角度，從而將這一段的凸脊多削掉一部分，實現(xiàn)此段輪廓面的修形的。當然，為了使得曲面光滑，以及運動平穩(wěn)，應(yīng)該使得修行段與未修行段的光滑連接。未考慮滾子起始位置角φ0時的刀具軌跡修正示意圖見圖2。
圖2中，θi為凸輪角位移(°)；θf為凸輪分度期轉(zhuǎn)角(°)；φf為轉(zhuǎn)盤分度期轉(zhuǎn)角(°)；φi為滾子角位移(°)(對應(yīng)圖中的實線)、φixiu刀具軌跡修正后刀具角位移(°)(對應(yīng)圖中的虛線)；Δφixiu為凸輪分度期每個時刻(凸輪每個轉(zhuǎn)角處)對應(yīng)的刀具擺角修正量(°)；θ1jh為1L面修形后，滾子退出嚙合終止點凸輪轉(zhuǎn)角(°)；θ2jh為2L面修形后，滾子進入嚙合開始點凸輪轉(zhuǎn)角(°)；θ2Rxiu為2R面修形后，滾子退出嚙合終止點凸輪轉(zhuǎn)角(°)；θ3Rxiu為3R面修形后，滾子進入嚙合開始點凸輪轉(zhuǎn)角(°)。
當θi＜＝θ1jh時，為了保證凸輪機構(gòu)的運動規(guī)律，不進行刀具軌跡修正，此段的刀具軌跡等價于滾子軌跡。
滾子軌跡按標準運動規(guī)律進行計算，公式如下φi＝S*φf(1)φ＝φ0+φi(2)式中S——凸輪機構(gòu)分度段從動件運動規(guī)律無因次位移φ——滾子的位置角(°)φ0——滾子起始位置角(°)對于1L，φ0＝φz/2，其中φz為滾子中心角(°)，在單頭凸輪中等于φf。滾子的角位移，在開始分度時為0，在分度期結(jié)束時為φf。
公式(1)、(2)是傳統(tǒng)范成法加工刀具軌跡計算公式。
當θi＞θ1jh時，進行刀具軌跡修正，為了保證修形段與沒有進行修形段的光滑連接，刀具軌跡修正公式為Δφixiu(1L)＝φi-φixiu(1L)＝Sxiu*Δφfxiu＝Sbiao((θi-θ1jh)/θf)*Δφfxiu(3)φixiu(1L)＝φi-Δφixiu(1L) (4)φxiu＝φ0+φixiu(5)式中Sxiu——刀具軌跡修正用運動規(guī)律無因次位移Δφfxiu——一個凸輪分度周期內(nèi)刀具擺角最大修正量(°)Sbiao——為起始點處位移和速度連續(xù)的運動規(guī)律無因次位移，比如改進正弦加速度、改進等速等φxiu——刀具軌跡修正后的刀具位置角(°)公式(3)、(4)、(5)是改進范成法加工1L段尾部的刀具軌跡計算公式。
2)2R段刀具軌跡修正當凸輪機構(gòu)處于加速段時，2R段不起嚙合推動作用，但考慮到對于高速凸輪機構(gòu)，需保證機構(gòu)的運動平穩(wěn)性、增加機構(gòu)抵抗沖擊和振動的能力，因而對2R段的開始部分不進行修行，使其發(fā)揮限位面的作用。對其尾部進行修行，以實現(xiàn)范成法的單側(cè)面加工，并且改善機構(gòu)的嚙合特性。
2R段刀具軌跡修正分析如附圖2所示，2R段的刀具軌跡修正計算公式為當θi＜＝θ2Rxiu時，不進行刀具軌跡修正，按公式(1)、(2)計算刀具軌跡，此處，對于2R，φ0＝-φz/2。
當θi＞θ2Rxiu時，進行刀具軌跡修正，相應(yīng)地將公式(3)、(4)調(diào)整為下兩式Δφixiu(2R)＝φixiu(2R)-φi＝Sxiu*Δφfxiu＝Sbiao((θi-θ2Rxiu)/θf)*Δφfxiu(6)φixiu(2R)＝φi+Δφixiu(2R)(7)3)2L段刀具軌跡修正上面，分析了1L和2R段加工刀具軌跡的修正問題，下面再來分析2L和3R段的加工刀具軌跡的修正問題。一般而言，1L/2R段工作于凸輪機構(gòu)的加速段，而2L/3R段在凸輪機構(gòu)的減速段工作。在減速段時，慣性力與負載及摩擦阻力反向，若速度大到一定程度，則會出現(xiàn)慣性力大于負載及摩擦阻力的情況，這樣的話，凸輪將失去推動從動盤的作用，而是起到以其輪廓面來限制轉(zhuǎn)盤運動，并達到使從動盤按照給定的運動規(guī)律進行減速運動的作用。
2L段刀具軌跡修正分析如附圖2所示，求解刀具軌跡修正計算公式的過程與1L段類似。2L段的刀具軌跡修正計算公式為當θi＞＝θ2jh時，不進行刀具軌跡修正，按公式(1)、(2)計算刀具軌跡，此處，對于2L，φ0＝-φz/2。
當θi＜θ2jh時，進行刀具軌跡修正，將公式(3)、(4)調(diào)整為下式
Δφixiu(2L)＝φi-φixiu(2L)＝Sxiu*Δφfxiu＝(1-Sbiao((θi+θf-θ2jh)/θf))*Δφfxiu(8)φixiu(2L)＝φi-Δφixiu(2L) (9)4)3R段刀具軌跡修正3R段刀具軌跡修正分析如附圖2所示，3R段的刀具軌跡修正計算公式為當θi＞＝θ3Rxiu時，不進行刀具軌跡修正，按公式(1)、(2)計算刀具軌跡，此處，對于3R，φ0＝-3φz/2。
當θi＜θ3Rxiu時，進行刀具軌跡修正，將公式(3)、(4)調(diào)整為下式Δφixiu(3R)＝φixiu(3R)-φi＝Sxiu*Δφfxiu＝(1-Sbiao((θi+θf-θ3Rxiu)/θf))*Δφfxiu(10)φixiu(3R)＝φi+Δφixiu(3R) (11)2.刀具軌跡修正區(qū)間的確定本套單頭凸脊式弧面分度凸輪工作廓面的精加工方法，在凸輪分度段的嚙合受力面和限位面始終得到保證的前提下，通過對普通范成法加工刀具軌跡進行修正，可提高凸輪機構(gòu)的嚙合傳動特性，并在整個凸輪工作廓面上實現(xiàn)范成法的單側(cè)面加工。對各個輪廓面的修行區(qū)間有如下要求保證嚙合傳動及限位防振相互銜接的條件為公式(12)、(13)θ1jh＞＝θ2jh(12)θ2Rxiu＞＝θ3Rxiu(13)實現(xiàn)單側(cè)面加工的條件為公式(14)θ2Rxiu＜θ2jh(14)此套刀具軌跡修正方案的特點是，在實現(xiàn)范成法的單側(cè)面加工同時，既使得凸輪機構(gòu)滾子嚙合傳動相互銜接，又使得在凸輪分度段的限位始終得到有效的保證。修形加工后凸輪的嚙合特性提高了，動態(tài)特性改善了，控制橫越?jīng)_擊的能力也加強了。適合于高速運動弧面分度凸輪的修形加工。
在進行刀具軌跡修正時，既要嚴格保證主要嚙合傳動受力面，嚴格按照凸輪機構(gòu)運動規(guī)律進行加工，保證凸輪機構(gòu)按設(shè)計的運動規(guī)律運動；又要保證輔助限位面，對其也按照凸輪機構(gòu)所設(shè)計的運動規(guī)律進行加工，從而使得凸輪機構(gòu)具有一定的運動平穩(wěn)性以及控制沖擊和振動的能力。當然，對普通范成法加工的刀具軌跡進行修正的目的是，通過改善凸輪機構(gòu)的嚙合傳動特性，并且實現(xiàn)范成法的單側(cè)面加工，提高弧面分度凸輪工作廓面精加工的加工質(zhì)量。為此需要根據(jù)凸輪機構(gòu)的實際運動情況，對刀具軌跡進行修正。通?？梢圆捎玫牡毒哕壽E修正方式如圖2所示，對1L/2R段的結(jié)束部分加工刀具軌跡進行修正，而對2L/3R段的開始部分加工刀具軌跡進行修正。在進行刀具軌跡修正時，應(yīng)注意修形段與未修形段的光滑過渡。
本發(fā)明在數(shù)控機床上很容易實現(xiàn)，與普通范成法加工方法相比，唯一不同的是部分刀具軌跡不同。根據(jù)本加工方法的刀具軌跡計算公式，編寫程序計算出相應(yīng)的刀具軌跡，再生成NC代碼，輸入數(shù)控機床就可以實現(xiàn)弧面分度凸輪工作廓面的加工了。
如果單頭凸脊式弧面分度凸輪分度段的四個輪廓面(1L、2R、2L、3R)都按標準的運動規(guī)律進行設(shè)計并加工，則由于各種誤差的存在(滾子的加工誤差、滾子在從動盤上的安裝誤差、凸輪廓面的加工誤差、凸輪軸的加工誤差等)，在凸輪機構(gòu)嚙合傳動過程中，很有可能發(fā)生嚙合干涉，影響凸輪機構(gòu)的正常工作。另外，通過凸輪機構(gòu)的運動分析，發(fā)現(xiàn)在分度段的嚙合傳動過程中，四個輪廓面只需在其部分區(qū)段真正起嚙合傳動作用。而不必起嚙合傳動作用的部分在凸輪機構(gòu)中只起輔助的幾何封閉作用或輔助限位作用。因此，本發(fā)明對普通范成法加工方法進行改進，進而達到對弧面分度凸輪的工作輪廓面進行必要的修形，有利于防止?jié)L子和凸輪輪廓之間的嚙合干涉；有利于讓嚙合傳動特性較好的區(qū)段(壓力角較小)起主要嚙合傳動作用；還有利于提高凸輪等價加工方式的加工質(zhì)量，對刀具軌跡進行修正，在使用等價刀具進行精加工時，有利于改善其在等價刀具的兩側(cè)，一側(cè)為順銑、一側(cè)為逆銑的不利加工現(xiàn)象。


圖1為弧面分度凸輪機構(gòu)結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2為1L、2R、2L和3R段刀具軌跡修正示意圖。
具體實施例方式
實施例1。參照圖1、圖2。一種單頭凸脊式弧面分度凸輪工作廓面精加工方法，通過對普通范成法加工的刀具軌跡進行修正來加工弧面分度凸輪廓面，將弧面分度凸輪分度段的工作廓面分為1L、2R、2L和3R四段進行加工，方法如下(1)加工1L段時，當θi＜＝θ1jh時，不進行刀具軌跡修正，加工刀具軌跡與普通范成法加工刀具軌跡相同；當θi＞θ1jh時，進行刀具軌跡修正，刀具軌跡在普通范成法加工刀具軌跡的基礎(chǔ)上，向凸輪廓面實體側(cè)多擺動一個角度Δφixiu(1L)，Δφixiu(1L)采用以下公式進行計算Δφixiu(1L)＝φi-φixiu(1L)＝Sxiu*Δφfxiu＝Sbiao((θi-θ1jh)/θf)*Δφfxiu(2)加工2R段時，當θi＜＝θ2Rxiu時，不進行刀具軌跡修正；當θi＞θ2Rxiu時，進行刀具軌跡修正，修正方法是使刀具軌跡在普通范成法加工刀具軌跡的基礎(chǔ)上，向凸輪廓面實體側(cè)多擺動一個角度Δφixiu(2R)，Δφixiu(2R)采用以下公式進行計算Δφixiu(2R)＝φixiu(2R)-φi＝Sxiu*Δφfxiu＝Sbiao((θi-θ2Rxiu)/θf)*Δφfxiu(3)加工2L段時，當θi＞＝θ2jh時，不進行刀具軌跡修正；當θi＜θ2jh時，進行刀具軌跡修正，刀具軌跡在普通范成法加工刀具軌跡的基礎(chǔ)上，向凸輪廓面實體側(cè)多擺動一個角度Δφixiu(2L)，Δφixiu(2L)采用以下公式進行計算Δφixiu(2L)＝φi-φixiu(2L)＝Sxiu*Δφfxiu＝(1-Sbiao((θi+θf-θ2jh)/θf))*Δφfxiu(4)加工3R段時，當θi＞＝θ3Rxiu時，不進行刀具軌跡修正；當θi＜θ2Rxiu時，進行刀具軌跡修正，修正方法是使刀具軌跡在普通范成法加工刀具軌跡的基礎(chǔ)上，向凸輪廓面實體側(cè)多擺動一個角度Δφixiu(3R)，Δφixiu(3R)采用以下公式進行計算Δφixiu(3R)＝φixiu(3R)-φi＝Sxiu*Δφfxiu＝(1-Sbiao((θi+θf-θ3Rxiu)/θf))*Δφfxiu在上述計算公式中，θ3Rxiu≤θ2Rxiu＜θ2jh≤θ1jhφi為滾子角位移；φixiu(1L)為1L段刀具軌跡修正后刀具角位移；Sxiu為刀具軌跡修正用運動規(guī)律無因次位移；Δφfxiu為一個凸輪分度周期內(nèi)刀具擺角最大修正量；Sbiao為起始點處位移和速度連續(xù)的運動規(guī)律無因次位移；θi為凸輪角位移；θ1jh為1L面修形后，滾子退出嚙合終止點凸輪轉(zhuǎn)角；θf為凸輪分度期轉(zhuǎn)角；φixiu(2R)為2R段刀具軌跡修正后刀具角位移；θ2Rxiu為2R面修形后，滾子退出嚙合終止點凸輪轉(zhuǎn)角；φixiu(2L)為2L段刀具軌跡修正后刀具角位移；θ2jh為2L面修形后，滾子進入嚙合開始點凸輪轉(zhuǎn)角；φixiu(3R)為3R段刀具軌跡修正后刀具角位移；θ3Rxiu為3R面修形后，滾子進入嚙合開始點凸輪轉(zhuǎn)角；此處，有關(guān)角度的單位均為度。
實施例2。根據(jù)實施例1所示的加工方法，按加工方法的刀具軌跡計算公式，用計算機程序計算出相應(yīng)的刀具軌跡，再生成NC代碼，輸入數(shù)控機床實現(xiàn)單頭凸脊式弧面分度凸輪工作廓面的精加工。對數(shù)控機床的選擇要求與普通的范成法加工方法一樣；數(shù)控機床的調(diào)整、裝夾方式與普通的范成法加工方法相同；刀具的走刀與普通的范成法加工方法一樣；先進行弧面分度凸輪工作廓面的粗加工，粗加工時所用的刀具尺寸小于滾子尺寸，刀具模仿滾子，按凸輪機構(gòu)的運動規(guī)律運動。半精加工、精加工弧面分度凸輪工作廓面時，刀具按實施例1所述的加工方法的刀具軌跡進行運動，加工時，先加工主要起輔助限位、幾何封閉作用的某一側(cè)面，后加工主要起嚙合傳動作用的另一側(cè)面?？蛇x用改進正弦加速度、改進等速、正弦加速度等在起始點處位移和速度連續(xù)的運動規(guī)律作為Sbiao。一個凸輪分度周期內(nèi)刀具擺角最大修正量Δφfxiu可根據(jù)實際的弧面分度凸輪機構(gòu)選取，原則是在保證凸輪機構(gòu)正常工作情況下，盡量取大值以改善弧面分度凸輪工作廓面的加工工藝性。
實施例3。一種單頭凸脊式弧面分度凸輪廓面精加工方法，弧面分度凸輪機構(gòu)基本參數(shù)凸輪分度期轉(zhuǎn)角為120度、轉(zhuǎn)盤滾子數(shù)為8、中心距為180mm、滾子半徑為22mm、滾子寬度為24mm、轉(zhuǎn)盤節(jié)圓半徑為84mm、凸輪寬度為96mm、左旋、轉(zhuǎn)盤分度期運動規(guī)律為改進正弦加速度、凸輪轉(zhuǎn)速為1000r/min、刀具軌跡修正用運動規(guī)律Sbiao為正弦加速度、一個分度周期內(nèi)刀具擺角最大修正量為20度。本發(fā)明加工方法刀具軌跡計算如下表θ3Rxiu(56)≤θ2Rxiu(58)＜θ2jh(62)≤θ1jh(64)<p>

表1結(jié)果表明，同樣操作條件下，板式填料層結(jié)構(gòu)有利于廢氣污染物的去除，四層“塔板”生物過濾塔單位填料污染負荷最高(平均152g/m3.h)。另外，養(yǎng)分噴淋強度相同情況下，“板式結(jié)構(gòu)”生物過濾塔總壓降與單體填料結(jié)構(gòu)基本相同。
實施例2本發(fā)明的實施方案和工作原理為含H2S 0.175～0.228g/m3廢氣的板式生物過濾處理工藝，空床氣速0.05m/s，空床停留時間20s，填料層溫度25～30℃，液相pH值范圍3.0～4.0(微生物優(yōu)勢菌為氧化硫桿菌屬，生物膜載體填料為塑料扁三角)。塔體內(nèi)徑均為800mm，生物膜載體填料仍按一層(厚度1.0m)、兩層(厚度各500mm)、四層(厚度各250mm)三種方式放置，養(yǎng)分與H2S廢氣逆向接觸，養(yǎng)分噴淋強度控制一樣，即20L/m2.h，如圖2所示。廢氣處理結(jié)果見表2。
表2H2S廢氣處理結(jié)果

權(quán)利要求
1.一種單頭凸脊式弧面分度凸輪廓面精加工方法，其特征在于，通過對普通范成法加工的刀具軌跡進行修正來加工弧面分度凸輪廓面，將弧面分度凸輪分度段的工作廓面分為1L、2R、2L和3R四段進行加工，方法如下(1)加工1L段時，當θi＜＝θ1jh時，不進行刀具軌跡修正，加工刀具軌跡與普通范成法加工刀具軌跡相同；當θi＞θ1jh時，進行刀具軌跡修正，刀具軌跡在普通范成法加工刀具軌跡的基礎(chǔ)上，向凸輪廓面實體側(cè)多擺動一個角度Δφixiu(1L)，Δφixiu(1L)采用以下公式進行計算Δφixiu(1L)＝φi-φixiu(1L)＝Sxiu*Δφfxiu＝Sbiao((θi-θ1jh)/θf)*Δφfxiu(2)加工2R段時，當θi＜＝θ2Rxiu時，不進行刀具軌跡修正；當θi＞θ2Rxiu時，進行刀具軌跡修正，修正方法是使刀具軌跡在普通范成法加工刀具軌跡的基礎(chǔ)上，向凸輪廓面實體側(cè)多擺動一個角度Δφixiu(2R)，Δφixiu(2R)采用以下公式進行計算Δφixiu(2R)＝φixiu(2R)-φi＝Sxiu*Δφfxiu＝Sbiao((θi-θ2Rxiu)/θf)*Δφfxiu(3)加工2L段時，當θi＞＝θ2jh時，不進行刀具軌跡修正；當θi＜θ2jh時，進行刀具軌跡修正，刀具軌跡在普通范成法加工刀具軌跡的基礎(chǔ)上，向凸輪廓面實體側(cè)多擺動一個角度Δφixiu(2L)，Δφixiu(2L)采用以下公式進行計算Δφixiu(2L)＝φi-φixiu(2L)＝Sxiu*Δφfxiu＝(1-Sbiao((θi+θf-θ2jh)/θf))*Δφfxiu(4)加工3R段時，當θi＞＝θ3Rxiu時，不進行刀具軌跡修正；當θi＜θ3Rxiu時，進行刀具軌跡修正，修正方法是使刀具軌跡在普通范成法加工刀具軌跡的基礎(chǔ)上，向凸輪廓面實體側(cè)多擺動一個角度Δφixiu(3R)，Δφixiu(3R)采用以下公式進行計算Δφixiu(3R)＝φixiu(3R)-φi＝Sxiu*Δφfxiu＝(1-Sbiao((θi+θf-θ3Rxiu)/θf))*Δφfxiu在上述計算公式中，θ3Rxiu≤θ2Rxiu＜θ2jh≤θ1jhφi為滾子角位移；φixiu(1L)為1L段刀具軌跡修正后刀具角位移；Sxiu為刀具軌跡修正用運動規(guī)律無因次位移；Δφfxiu為一個凸輪分度周期內(nèi)刀具擺角最大修正量；Sbiao為起始點處位移和速度連續(xù)的運動規(guī)律無因次位移；θi為凸輪角位移；θ1jh為1L面修形后，滾子退出嚙合終止點凸輪轉(zhuǎn)角；θf為凸輪分度期轉(zhuǎn)角；φixiu(2R)為2R段刀具軌跡修正后刀具角位移；θ2Rxiu為2R面修形后，滾子退出嚙合終止點凸輪轉(zhuǎn)角；φixiu(2L)為2L段刀具軌跡修正后刀具角位移；θ2jh為2L面修形后，滾子進入嚙合開始點凸輪轉(zhuǎn)角；φixiu(3R)為3R段刀具軌跡修正后刀具角位移；θ3Rxiu為3R面修形后，滾子進入嚙合開始點凸輪轉(zhuǎn)角；此處，有關(guān)角度的單位均為度。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種單頭凸脊式弧面分度凸輪廓面精加工方法，其特征在于，根據(jù)加工方法的刀具軌跡計算公式，用計算機程序計算出相應(yīng)的刀具軌跡，再生成NC代碼，輸入數(shù)控機床實現(xiàn)弧面分度凸輪工作廓面的精加工。
全文摘要
一種單頭凸脊式弧面分度凸輪廓面精加工方法，其特征在于，通過對普通范成法加工的刀具軌跡進行修正來加工弧面分度凸輪工作廓面，將弧面分度凸輪分度段的工作廓面分為1L、2R、2L和3R四段，對其加工刀具軌跡進行修正分析，給出刀具軌跡修正計算公式。本發(fā)明對普通范成法加工方法進行改進，進而達到對弧面分度凸輪的工作輪廓面進行必要的修形，有利于防止?jié)L子和凸輪輪廓面之間的嚙合干涉；有利于讓嚙合傳動特性較好的區(qū)段(壓力角較小)起主要嚙合傳動作用；還有利于提高凸輪等價加工方式的加工質(zhì)量，對刀具軌跡進行修正，在使用等價刀具進行精加工時，有利于改善其在等價刀具的兩側(cè)，一側(cè)為順銑、一側(cè)為逆銑的不利加工現(xiàn)象。
文檔編號G05B19/18GK1864920SQ20061008812
公開日2006年11月22日 申請日期2006年6月26日 優(yōu)先權(quán)日2006年6月26日
發(fā)明者唐學(xué)飛 申請人:淮海工學(xué)院