田子欣，霍苏萍

(三门峡职业技术学院，河南三门峡472000)

渐开线“S”形凸轮被广泛应用于汽车制动器中，其轮廓的精加工效率及精度直接决定了汽车制动器的性能。 “S”形凸轮待加工面为渐开线曲面，目前市场上主要有4 种加工方法:拉削加工、仿形车削加工、仿形铣削加工和数控铣削加工。根据多家专业生产汽车制动器厂家对“S”形凸轮高效、高精度、高刚度的生产需求，同时对这几种加工方法进行性能分析，最终确定了该机床研制的立足点就是数控铣削加工，并结合专用机床加工柔性化设计理念，设计出了针对渐开线“S”形凸轮加工的专用铣床。该机床配置经济型数控系统，加工效率和柔性较高、结构简单、易于制造，而且能够保证精度，加工质量一致性好，加工成本低，机床操作简单。

1 建立铣削刀具中心的数学模型

在“S”形凸轮铣削加工过程中，“S”形凸轮将做匀速旋转，铣刀会随着凸轮旋转角度的变化而进行调整，并沿着凸轮轮廓做水平移动，以加工满足要求的凸轮轮廓曲面［1］。如图1所示。

根据刀具中心的运动轨迹，就可以建立刀具中心极坐标值的数学模型。其过程如下:

假设基圆半径为rb，渐开线的极坐标方程为:

图1 加工凸轮与刀具的运动轨迹

如图2所示，当Δθ 无穷小近似于零时，可将BB1作为待加工轮廓曲线的切线，此时，∠OBE =90°，则∠B1BE=λ，即:

图2 凸轮轮廓与刀具中心运行轨迹结构

当λ 值求出后，根据图1 中△OBT 依据余弦定理可得刀具中心运动轨迹上对应点T 的极坐标为: