王莉靜

（三門峽職業(yè)技術學院，河南 三門峽 472000）

槽輪機構結構簡單，加工容易，工作可靠性強，同時轉角準確，機械效率高。但是由于其動程行走距離不可調(diào)節(jié)，轉角不能太小，且槽輪在完成起、停時的加速度大，有沖擊，所以不宜用于高速作業(yè)場合，可以多用于對調(diào)節(jié)轉位角度沒有要求的轉位運動。槽輪機構一般應用在轉速不高、要求間歇地轉過一定角度的分度裝置中，如轉塔車床上的刀具轉位機構，此外在傳統(tǒng)的電影放映機中用以間歇移動膠片等。

圖1 曲線槽轉向機構

圖1所示機構為曲線槽轉向機構，曲線槽轉向機構由5種專用結構和2種緊固零件組成，分別是上模板、下模板、曲線槽轉套、異型滑塊和轉軸。緊固件由2個的銷子和螺套組成。

1 曲線槽轉向機構工作原理

在整個裝配結構中包含五種不同形式的機構，如滑塊結構、曲面槽的配合、軸套的裝配結構、鑲件結構、抽芯結構等。在整個曲線槽轉向機構中，芯軸與軸套配合，當轉動曲面槽軸套時，軸套上的曲面槽通過半徑變化推動滑塊做直線移動，滑塊的移動完成曲線槽的拼形結合和抽芯，拼成的曲線槽還要與上模板凸曲面形成配合，從而實現(xiàn)間歇性方向轉動，該曲線槽轉向機構運動平穩(wěn)，且結構緊湊。

2 曲線槽轉向機構的加工方法

整個曲線槽轉向機構能夠實現(xiàn)很強的功能性，同時準確地實現(xiàn)間歇轉向及定位，這對該機構的加工工藝性以及加工工人的綜合加工技能水平要求較高。曲線槽轉向機構包含了許多類型的零件，如上模板和下模板是板類零件、曲面槽軸套是套類零件，還有殼體類、模具類等零件。在幾何形狀加工方面，該曲線槽轉向機構也包含了各種孔、槽、曲面以及復雜的凹腔等幾何形狀。

隨著工業(yè)4.0的快速發(fā)展，CNC加工技術和加工質(zhì)量不斷提高，在CNC加工中，立式加工中心的占用量比較大，使用最為普遍的為三軸機床，可以滿足許多類型的零件加工，適應性強，加工效率高，上述的曲線槽轉向機構適用于立式加工中心來完成。

3 曲線槽轉向機構的認識和加工要點分析

3.1 曲線槽的加工和配合

如曲線槽轉向機構圖紙所示，曲線槽的輪廓通常是指它的內(nèi)側面輪廓和外側面輪廓。曲面輪廓加工中，曲面的準確度和精度以及對稱度直接影響其使用性能。因此，在曲面輪廓中，中心輪廓線是公差分布的基準，想要在圖紙中表示出曲線槽的精度，多數(shù)會標注中心輪廓線和槽寬的偏差，所以在加工曲線槽時，想要保證內(nèi)側面輪廓和外側面輪廓加工完成的尺寸、形狀相對于中心輪廓線滿足對稱度要求是比較困難的，尤其是在有配合要求的槽加工時，技術水平需求會更高。針對上述問題，要提高曲線槽的加工質(zhì)量及配合精度，避免加工過程中涉及到的約束因素，需要注意以下因素：首先是刀具半徑補償值的確定，合理的刀具半徑補償值可以減少刀具磨損或換刀引起的刀具半徑變化，可以大大提高工件的數(shù)值精確度。其次是加工余量的對稱分配，技術人員需要根據(jù)經(jīng)驗和技術水平合適選擇。再次是加工過程中的檢測，在保證加工效率的同時，應適時對半成品工件的尺寸進行檢測，針對存在問題盡快修正，保證過程加工的準確度。最后是加工中所使用的加工方法、加工工藝以及機床精度等的問題。對于有精度配合要求的曲線槽機構，還要涉及到基準件的確定，通常情況下以凹槽為基準來確定凸的輪廓偏差，另外還需要考慮兩種凸凹輪廓的公差分配等問題。因此在本文的機構中設計了曲線槽的配合加工。

3.2 滑塊機構的加工

常見的滑塊機構是滑塊導軌在直槽導軌槽中往復移動，這種直線式的導軌槽配合后存在著一定的間隙誤差，使用時間越長，間隙越大，配合精度越來越低，使用性能也會下降。為了保證滑塊與直槽導軌槽的高精度配合，在加工滑塊和導軌槽時，要注意采用合適的加工方法提高滑塊和滑塊槽的尺寸精度、位置精度（位置度和對稱度）以及各尺寸在加工中的檢測方法。使裝配后能滿足滑塊移動的尺寸精度和位置精度。本文中曲線槽轉向機構滑塊移動距離6±0.04是由轉套上橢圓槽中的長短軸尺寸來確定的。

3.3 由曲面的曲率半徑變化轉變?yōu)橹本€運動

在曲線槽轉向機構中，轉套上設計有橢圓槽結構，轉動軸套使橢輪的長短軸半徑曲率交替變化，推動滑塊移動一定的距離，從而實現(xiàn)抽芯功能和拼型作用，而橢圓槽結構的加工有一定的難度，同時各個零件與之精確地配合動作，又體現(xiàn)了整個機構的綜合精度。

3.4 整個機構的零件加工具有很強的綜合工藝性

針對機構中每個零件的幾何形狀、尺寸以及精度要求，都可以按照圖紙要求加工完成。但從機構的綜合性出發(fā)，各零件之間都不是獨立的，同時又是互相影響的，要想實現(xiàn)功能要求，滿足各組成部分之間的裝配關系，就必須在保證其加工精度的前提下，深入全面地考慮優(yōu)化零件加工的綜合工藝性，最終實現(xiàn)抽芯和拼型功能同時滿足配合要求，以達到凸曲面與凹曲面的間隙配合，來提高整個機構的綜合精度。所以在加工每個零件時在加工方法、加工工藝、檢測方法、加工精度、公差分配等方面都要全面考慮，同時還要考慮各件的裝配關系和精度。

4 加工難點及解決辦法

完成曲線槽轉向機構中各種零件的加工，應具備基礎的加工知識，掌握一定的加工工藝和加工方法。加工內(nèi)容豐富的零件有利于提高加工技能，同時零件上的各種幾何形狀也是立式加工中心實際操作的難點和重點。主要內(nèi)容有如下幾點：

4.1 曲線槽的配合加工

掌握刀具半徑補償值的確定方法、曲面輪的檢測方法以及對稱加工配合槽的方法，重點要關注公差帶加工時要保證對稱度要求。

4.2 滑塊的加工

它包含了與導軌槽形面的配合加工、導軌零件的加工、鍵類零件的加工以及定位零件的加工。

4.3 曲線槽轉向機構零件的結構中體現(xiàn)了模具結構中鑲件的加工特點

當在加工鑲件和滑塊零件時，要考慮零件之間件與件的相關裝配尺寸關系，同時還要考慮公差累積。在加工過程中對加工工藝性好、檢測工藝性好、容易在加工中控制尺寸的零件，可以適當提高加工尺寸精度，對于在加工中不易保證的尺寸，可以適當降低加工尺寸精度，最終達到裝配技術要求。

4.4 幾何形狀與幾何形狀的位置關系

通過裝配結構圖可以看出，每種零件上的幾何形狀都與其它零件上的幾何形狀有著固定的位置關系，所以在加工各零件時一定要考慮獨立幾何形狀的位置精度，否則會造成各零件無法裝配在一起，實現(xiàn)不了預定的運動功能。對于一次性裝夾完成加工的零件，幾何形狀與幾何形狀間相互的位置尺寸精度容易保證，如果是通過工序轉換后加工的幾何形狀，就難以保證與其它工序加工的幾何形狀位置精度。如基礎結構板正面的幾何形狀與背面直徑最大處φ126H7孔的位置精度，就是兩道工序加工形成的?；瑝K上的凸臺與凹方腔的位置精度，它們是通過兩道工序加工形成的。還有軸套件上的外圓φ126H7與橢圓槽的位置精度也是兩道工序加工形成的。這些零件在加工過程中要進行工序轉換，所以存在多種誤差積累，容易造成位置誤差。如果這些幾何形狀的位置精度誤差過大，就會造成零件不能裝配。

所以要盡量保證各零件獨立的幾何形狀位置精度，這樣才可以把誤差積累的數(shù)值降到最低，以保證零件間的裝配關系。

5 加工中的注意事項

（1）加工中要有正確的加工方法。

（2）在設定坐標系時，要充分考慮定位面和孔的加工誤差范圍。

（3）為減少因工序轉換造成的幾何形狀位置誤差，在加工過程中要做到各零件設定統(tǒng)一的加工定位基準。對所需要的定位面和孔要有一個好的幾何精度（平行度、垂直度、對稱度、平面度、同軸度等）。

（4）在加工過程中要正確度運動檢測工具和檢測方法，在半精加工后一定要對零件進行檢測，如有誤差過大及時進行糾正。

（5）曲線槽轉向機構加工內(nèi)容豐富，有平面、鍵槽、導軌、凹腔、鏜孔、絞孔、曲線槽、凸輪形，多種零件的幾何形狀要合理安排加工工序和工藝，完成高效率，高質(zhì)量的成品加工。

6 結語

曲線槽轉向機構是槽輪機構的擴展和應用，對其進行加工技術分析和注意事項闡明，不僅提高了機構各組成零件的成品精準度，還通過技術、工藝等手段實現(xiàn)了裝配功能。

此外，在今后的實踐中著重考慮以下幾個問題，首先是影響刀具半徑補償值的因素有哪些，如何創(chuàng)造確定刀具半徑補償值的條件；其次是在銑削高精度槽時，有哪些好的加工方法；最后是要認真思考影響裝夾定位誤差的因素有哪些，怎么樣減小裝夾定位誤差及怎樣創(chuàng)造減小裝夾定位誤差的條件。

通過加工組裝該曲線槽轉向機構，提高了技術人員應對綜合件的實踐能力，同是也提高了處理技術問題的能力，擴大了加工工藝和方法的思路。