一种内置曲线槽的圆柱凸轮加工方法

摘要

本发明涉及一种内置曲线槽的圆柱凸轮加工方法，属于圆柱凸轮制备技术领域。本发明将圆柱凸轮设计成内套筒和外套筒两部分，通过分体加工外套筒和内套筒，保证了内套筒上曲线槽的加工精度，而且能够方便且准确检测曲线槽的精度，然后再将加工好的外套筒和内套筒组合在一起，这种分解加工再组合的加工方法，使加工质量达到曲线槽尺寸精度和表面粗糙度要求，解决了圆柱凸轮内置曲线槽槽型加工成型问题。

说明书

技术领域

本发明涉及一种内置曲线槽的圆柱凸轮加工方法，属于圆柱凸轮制备技术领域。

背景技术

圆柱凸轮是某武器导引系统中关键性零件，是质量管理体系中的关重件。其变倍部分和补偿部分的结构设计精度和加工精度要求很高，因为变倍组和补偿组移动量是由两条非线性的凸轮曲线槽来控制的。由于凸轮曲线槽的加工误差以及变形，曲线槽与导钉的配合间隙所产生的空回等，使变倍组与补偿组的移动量与理论值不一致，从而导致像面的轴向位移，造成引导系统追踪器跟踪目标丢失。所以凸轮两条曲线槽精度对导弹捕捉目标的准确度起着非常关键的作用。

以前的圆柱凸轮曲线槽为外露设置，如图1所示。因设计改变凸轮曲线槽传动结构，达到缩短导引传动距离，有效减小导引系统控制结构体积目的，将圆柱凸轮的曲线槽由外露改为内置。然而由于零件结构限制和常规机加方法制约，以往常用加工方式都已不能达到圆柱凸轮内置曲线槽的加工要求。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供一种内置曲线槽的圆柱凸轮加工方法，将圆柱凸轮设计成内套筒和外套筒两部分，通过分体加工和再组合的加工方法，保证了内置曲线槽的加工精度，而且能够方便且准确检测内置曲线槽的精度。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的。

一种内置曲线槽的圆柱凸轮加工方法，所述圆柱凸轮包括外套筒、内套筒和销钉，加工过程中所涉及的辅助工装包括底座芯轴、轴向压力环、螺母以及定位样棒，底座芯轴是由三个直径不同的圆柱组成的阶梯芯轴，直径最小的圆柱上加工有螺纹；

所述加工方法的步骤如下：

(1)内套筒以及外套筒的加工

在与内套筒上曲线槽0度位置相对应的外套筒上加工定位孔；在外套筒与内套筒上曲线槽相对应位置的上下两侧加工四个以上销钉孔，使销钉孔分布在内套筒上曲线槽的上下两侧；

内套筒套装在底座芯轴上，内套筒的一端位于底座芯轴上直径最大的圆柱端面上，轴向压力环套装在底座芯轴上直径最小的圆柱上并位于内套筒的另一端，通过螺母与底座芯轴上直径最小的圆柱的螺纹连接将内套筒压紧；采用立铣刀进行切削在内套筒上加工出曲线槽，加工完成后用光学测量仪检测内套筒曲线槽精度使其达到图纸设计要求；

进一步地，经过多次实验发现，增大立铣刀法向前角，使切削力下降，对控制加工精度有好处；减小立铣刀法向前角，虽然刀具的使用寿命提高了，但是切削力也随之增大，对加工精度不利，同时产生的内应力增大了潜在变形的隐患。通过综合因数考虑，立铣刀法向前角优选12°～15°。

进一步地，所述辅助工装还包括力矩扳手，内套筒上曲线槽宽度的加工余量不大于0.3mm时，拧松螺母，改用力矩扳手控制夹紧力大小。

进一步地，所述内套筒的壁厚不小于2.0mm。

进一步地，所述内套筒的壁厚为2.0mm～3.5mm时，力矩扳手施加的夹紧力优选范围4N～7N。

(2)内套筒与外套筒的装配

内套筒与外套筒通过螺纹调整连接，使外套筒的定位孔与内套筒的曲线槽0度位置重叠并插入定位样棒进行定位，通过打销钉连接固定外套筒和内套筒，之后拆除定位样棒，完成内置曲线槽的圆柱凸轮的加工。

进一步地，所述内套筒的壁厚为2.0mm～3.5mm时，内套筒与外套筒螺纹连接的螺距优选0.5mm。

有益效果：

(1)本发明所述的圆柱凸轮通过内套筒和外套筒分解加工和再组合的加工方法，使加工质量达到曲线槽尺寸精度和表面粗糙度要求，解决内置曲线槽槽型加工成型问题。

(2)由于内套筒是薄壁零件，曲线槽是开通的，因此会有不同程度的变形。常用零件夹持方法是三爪卡盘外夹套筒外壁或内爪外承零件内壁，但是由于装夹结构特点导致零件圆度由于受力不均匀导致圆度超差报废。本发明通过改变装夹方法，改变零件装夹受力方向，利用圆柱凸轮端面夹紧，零件径向不受力，有效减小零件装夹变形和加工过程中应力变形，从而解决内置曲线槽槽型精度控制问题。

(3)本发明通过内套筒和外套筒分体加工的方法，可以用光学测量仪检测曲线槽形精度是否达标，解决了内置曲线槽槽型精度检测问题。

附图说明

图1为现有技术中外露曲线槽的圆柱凸轮的三维结构示意图。

图2为实施例中所述内置曲线槽的圆柱凸轮的三维结构示意图。

图3为实施例中所述内置曲线槽的圆柱凸轮的剖视图。

图4为内套筒加工时的装夹示意图。

其中，1-外套筒，2-内套筒，3-销钉，4-底座芯轴，5-轴向压力环，6-螺母，7-加工中心第四轴，8-拉杆。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明作进一步阐述，其中，所述方法如无特别说明均为常规方法，所述原材料如无特别说明均能从公开商业途径而得。

实施例1

一种内置曲线槽的圆柱凸轮，所述圆柱凸轮包括外套筒1、内套筒2和销钉3，外套筒1和内套筒2的材质均为硬铝合金(如LY

所述圆柱凸轮的加工步骤如下：

(1)内套筒2以及外套筒1的加工

在与内套筒2上曲线槽0度位置相对应的外套筒1上加工定位孔；在外套筒1与内套筒2上曲线槽相对应位置的上下两侧加工四个销钉孔，使四个销钉孔分布在内套筒2上两条曲线槽的上下两侧，如图2和图3所示；

通过加工设备上的加工中心第四轴7和拉杆8将底座芯轴4安装在加工设备上，内套筒2套装在底座芯轴4上，内套筒2的一端位于底座芯轴4上直径最大的圆柱端面上，轴向压力环5套装在底座芯轴4上直径最小的圆柱上并位于内套筒2的另一端，通过螺母6与底座芯轴4上直径最小的圆柱的螺纹连接将内套筒2压紧，如图4所示；选用法向前角为12°～15°的立铣刀进行切削，待内套筒2上加工的两条曲线槽的宽度余量为0.2mm(即曲线槽单边宽度余量为0.1mm)时，稍微拧松螺母6，改用力矩扳手控制夹紧力，力矩扳手施加的夹紧力为5N，加工完成后用光学测量仪检测内套筒2曲线槽精度使其达到图纸设计要求；

(2)内套筒2与外套筒1的装配

内套筒2与外套筒1通过细牙螺纹(螺距为0.5mm)调整连接，使外套筒1的定位孔与内套筒2的曲线槽0度位置重叠并插入定位样棒进行定位，通过打销钉3连接固定外套筒1和内套筒2，之后拆除定位样棒，完成内置曲线槽的圆柱凸轮的组合装配，即完成内置曲线槽的圆柱凸轮的加工。

综上所述，以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。