摘要:在连续变焦望远镜中，圆柱凸轮上变倍及补偿曲线槽的精度，将影响连续变焦望远镜中变倍组与补偿组的光学关系。因此，保证凸轮的加工精度是连续变焦望远镜研制成功的关键之一本文分析了圆柱凸轮的工艺特性，并结合现有工艺条件，拟定了一套切实可行的加工工艺方案，设计了专用夹具，使圆柱凸轮的加工精度满足设计要求.

　　引言

　　连续变焦望远镜中，圆柱凸轮是一个至关重要的零件，它的精度是否满足设计要求，将直接影响连续变焦望远镜的总体精度。

　　望远镜的连续变焦是通过旋转圆柱凸轮，带动变倍组件和补偿组件相对移动，调整两镜组的相对位置实现的。圆柱凸轮中，变倍曲线和补偿曲线的相对位置以及两条曲线上各点的位置是否准确，各曲线槽的宽度是否一致，都会影响变焦望远镜的精度。本文将对圆柱凸轮的机械加工工艺性进行分析，并重点分析夹具设计方案。

　　1凸轮的工艺性分析

　　圆柱凸轮的零件简图如图1所示。从图中可以看出，它的外径为144nun，最大内径为135mm，长度为231mm，壁厚仅为4.smm，是一个典型的薄壁零件。在这个薄壁圆筒上需要加工变倍组螺旋导槽(其轴向工作行程为201.782Inm)，补偿组非线性导槽(其轴向工作行程为82.242mm)。这两条导槽均为通槽，展开图如图2。从图中可以看出，两条曲线槽的工作行程长，相对位置的准确度要求较高，宽度一致性允差o.oogmm，表面粗糙度0.4拼m。这就使得圆柱凸轮的结构刚性及工艺性更差，加工难度更大。这给加工工艺的设计提出了更高的要求。

　　通常，加工高精度的曲线槽都是在数控铣床上完成的。但是，受工艺条件的限制，在充分考虑圆柱凸轮的结构特征和精度要求后，对线性曲线槽采用普通万能工具铣床分度头及挂轮后加工完成;对非线性曲线槽则是在精密座标锉床上按图及座标逐点加工完成。采用这种加工方法加工出来的两条曲线槽，其误差主要来源于机床误差、基准误差、内应力引起的变形误差、装卡误差及夹紧力使零件产生的变形误差。为了消除或减少各种误差，在工艺设计时做了充分考虑，采取了相应措施:1.在机床的选用上，尽可能使用高精度机床;2.为消除因切削加工引起的零件内部的残余应力，在工序间安排了多次热处理;3.统一各工序的加工基准，并将加工基准中134土o.025llun的圆度做到小于0.005mm。

　　在所有影响圆柱凸轮加工精度因素中，装卡误差及夹紧力使零件产生的变形误差，很大程度地影响圆柱凸轮的加工精度。所以，重点考虑的问题是零件的装夹方法.

　　2凸轮加工的夹具设计

　　在普通万能工具铣床上用分度头及挂轮方法加工圆柱筒面上的螺旋槽及其它曲线槽，零件通常都是用心轴装夹的。用这种装夹方法，一般都是圆柱面定位，端面压紧。这种心轴夹具结构简单，制造方便。但是，这种简单的心轴夹具却不适合本文中圆柱凸轮的装夹，这是因为，本文中的圆柱凸轮圆柱面上的两条曲线槽都是通槽，圆周方向开口角较大，并且接近对称分布，成品零件很象一个大压簧。如果用简单心轴装夹加工，零件将承受轴向压力，同时还要承受一定的径向扭转力。加工中必然会发生一边加工一边变形的现象，加工出来的零件不可能满足图纸的技术要求。为了克服简单心轴夹具的缺陷，设计了如图3所示的心轴夹具。

　　这种心轴夹具由心轴主体、涨套、涨芯、圆螺母等组成。涨套是用螺钉紧固到心轴主体上的。与简单心轴夹具比较，两者相同处是零件定位都是圆柱面定位，而不同的是夹紧方式不一样。前者用轴向力夹紧，后者用径向力涨紧零件，而且涨紧位置选择在零件端头的整圆处。这样装夹的优点是零件既不受轴向力，也不受径向扭转力的作用。所以，零件不会因为夹紧力发生一边加工一边变形的现象;也不会在零件加工结束，松开夹具后，因为恢复弹性变形而改变了零件的加工精度。从而避免了工装、夹紧等因素引起的加工误差。

　　3结论

　　检测圆柱凸轮的加工精度，是在两种条件下进行的。当圆柱凸轮处于加工状态时，曲线槽的宽度为8.002mm，导程误差O.O58mm;当圆柱凸轮从夹具上松开并恢复足够长的时间以后，曲线槽的宽度为s.ooZmm一s.oosmm，导程误差o.o72mm，中134土o.o25mm的圆度误差为0.005mm(在凸轮槽加工前后基本无变化)。其它技术指标满足图纸要求。

　　从检测结果可以看出，只有合理地设计圆柱凸轮的加工工艺以及其装夹工具，使圆柱凸轮的机械加工在合理的受力状态下进行，使得圆柱凸轮不会产生较大的弹性变形甚至出现塑形变形，才能有效地控制圆柱凸轮的加工误差，使其精度满足图纸的技术要求。圆柱凸轮已经成功地应用在连续变焦望远镜中，取得了满意的效果。

　　参考文献:

　　(1)机械设计手开联合编制组.机械设计手册【M】.北京:北京工业出版社，1979

　　(2)黄丽息.电视板像镜头的结构设计闭.光学仪器，1997，19(l):24一30

　　作者筒介:莫萍(l%3一)，女(汉族).四川成都人，工程师，主要从事精密光学仪器的研制。

上一篇 : 暂无             下一篇 : 烤地瓜机 烤地瓜机烤地瓜的原理