项目简介：

弧面分度凸轮机构也称蜗形分度凸轮机构或滚子齿式分度凸轮机构，它是一种适用于中、高速机械设备中的空间间歇运动机构。弧面分度凸轮机构是由C．N．Neklutin于20世纪20年代发明的，并由其所创建的Ferguson公司首先进行了系列化标准化生产。弧面分度凸轮机构一问世就吸引了世界各国技术人员的目光并相继对其展开研究。前苏联、英国、匈牙利、瑞士、日本等国也相继对弧面分度凸轮机构进行了研究，并成立有专门的生产厂家和研究机构。我国对弧面分度凸轮的研究起步较晚，直到20世纪70年代末期才开始相关的研究工作。天津大学、合肥工业大学、吉林工业大学、西北科技大学、大连轻工业学院等高校以及山东诸城锻压机床厂、山东理工大学瑞华凸轮研究所精密机械厂、芜湖电工机械厂等厂家都在弧面分度凸轮机构的研究、制造方面取得了一定成果。经过40多年的努力，目前已在弧面分度凸轮的设计、检测、制造等方面取得了丰硕的成果，特别是对新型结构的弧面凸轮的研究方面进行了大量的探索。现在，虽然我国已经可以设计制造出各种规格及使用要求的弧面分度凸轮机构，并已开始进行标准化系列化生产，但国内大部分企业尚没有独立自主开发出弧面分度凸轮数字化设计技术，需要依靠与高等院校等合作开发。例如国内企业为了跟踪国外先进技术，实现ATC弧面凸轮装置的国产化和批量化生产，“十一五”期间北京第一机床厂与北京工业大学合作研究了数控机床自动换刀装置专用弧面凸轮分度机构。2006年，大连机床集团有限责任公司委托大连理工大学精密与特种加工教育部重点实验室研发数控机床自动换刀装置专用弧面凸轮分度机构。

但是，作为该机构核心零件的弧面分度凸轮，其轮廓面为复杂空间曲面，很难用常规的机械制图方法进行测绘，也不能用展成平面廓线的方法设计，而凸轮的廓面质量直接影响到机构的工作性能。由于弧面分度凸轮设计和制造水平的制约，弧面分度凸轮的应用受到了一定的限制。国产弧而凸轮机构仅靠低廉的价格在低端产品中有一定的市场，但缺乏竞争力。采用数字化设计技术能在加工前，在计算机上，将凸轮的三维实体直观地绘制出来并且对其运动进行仿真，这样就能够及时地发现问题，便于设计者重新进行运动规律的选择、设计及主要尺寸的修改，从而避免加工事故的发生，提高效率。

弧面分度凸轮机构除了应用在多工位自动机械上之外，也已经开始应用在数控机床加工中心自动换刀装置上。数控加工中心自动换刀装置(ATC)大多采用液压式，存在振动噪音大、可靠性差、换刀时间长。国外数控加工中心早已采用性能先进的弧面凸轮换刀装置。数控加工中心采用ATC弧面凸轮装置后，可靠性极大提高、换刀时间大为缩短。

弧面分度凸轮机构是一种性能良好的间歇运动机构，相对传统间歇分度机构如棘轮机构、槽轮机构和不完全齿轮机构等由于分度精度不高，性能差，只适于每分钟分度几次至几十次的低速应用场合。弧面分度凸轮机构具有如下优点：①结构简单、刚性好，轴向尺寸较小，承载能力大；②分度精度高，设计限制少，分度范围宽，分度数n=1-24，在特殊条件下，可做到n=0.5(从动盘每转两圈停歇一次)，可获得转位与停歇的任何时间比例；③该机构凸轮轴和从动轴可作微调，即可加预紧，消除间隙，可获得较好的动力特性和运动特性，运转平稳。因此，可用于高、中、低速各种场合；④可以使从动件获得任何给定的运动规律；⑤分度盘停歇时，分度盘上相邻两个滚子卡在凸轮的凸脊上，定位准确、可靠，同时该机构兼有分度、定位、自锁三个功能。⑥传动平稳，适用于高速分度，每分钟分度次数可达几百次甚至超千次，生产效率比较高，在高速冲槽机上已广泛应用。

弧面分度凸轮机构中可以使用各种形状的滚子，圆柱滚子使用较为普遍，但在啮合传动过程中存在磨损不均匀的现象，并且对加工和装配精度要求很高，给生产加工带来了极大的困难。采用点啮合式、平面包络、球面包络等新型弧面分度凸轮机构，设计出鼓形滚子、球锥滚子、钢球滚子及双半球形滚子弧面分度凸轮机构，能够克服圆柱滚子弧面分度凸轮机构所存在的弊端。

在弧面分度凸轮的加工制造方面，多采用范成法加工。目前，弧面凸轮的加工主要采用两种方案：一是采用具有两个旋转坐标的专用铣床加工。二是采用五坐标数控加工中心铣削，加工时多坐标联动。在弧面分度凸轮机构的加工设备和工具方面，陕西科技大学与南通机床厂合作研制出了XK-5001双联动坐标专用数控铣床。之后，成功研制出一套精密磨削装置，安装在其上，即可实现弧面凸轮的精密磨削。南方航空动力集团引进FSK-25G五轴联动数控加工中心，搭配行星磨头可实现弧面凸轮的精密磨削。国外多采用范成法加工，技术较成熟，加工精度较高；国内仍然停留在数控铣削+修研装配+氮化处理+再装配的工艺水平，对凸轮磨削加工的研究较少，加工精度较低，产品精度质量较差。国内产品只适合低端应用场合。

弧面分度凸轮机构已成为许多机械设备中的核心传动装置，在各种自动机构如自动包装机、自动成型机、印刷机械、自动化仪表以及大量需要将主动件等速度运动转变为从动件的间歇运动的场合，尤其在数控机床、加工中心、自动化流水生产线等领域应用很普遍，国内外市场需求很大。应用本技术，能开发出适用于各行业专用的弧面分度凸轮机构，能发挥较大的经济效益，具有较好的市场价值。

项目详细用途：

可用于企业自主生产各种类型的狐面分度凸轮，包括高性能ATC狐面分度凸轮，实现国产化和量产。