[发明专利]对光学变焦凸轮进行双端销定位的数控加工装置及方法

说明书

技术领域

本发明属于机械加工技术领域，涉及一种光学变焦凸轮的双端销定位数控加工装置及方法。

背景技术

变焦距系统是一种焦距可以连续变化而像面位置保持稳定的光学系统，机械补偿式变焦镜头因其显著的优点在光学变焦距系统中得到广泛的应用，双滚子径向凸轮机构是其主要机械结构。

通过凸轮的转动，凸轮表面的曲线凹槽带动装配于其上的透镜组移动来实现焦距的改变，从而使凸轮单向旋转运动转化为滚子双向直线运动。通过光滑的凸轮曲线凹槽，实现补偿透镜组与变倍透镜组以不等速度向两个方向移动，并且保证他们相对运动需要的严格对应关系(如图3凸轮曲线凹槽示意图)。

光学变焦凸轮都是薄壁筒状结构，由于光学变焦要求其轴向尺寸都比较大，材料一般选择为高硬度、高耐磨材料，所以为保证凸轮曲线凹槽使用精度，机械加工中必须克服难装卡、加工变形大、材料不易切削等难点。

发明内容

本发明的目的在于针对凸轮曲线凹槽加工时工件难装卡、加工变形大、精度不容易控制等难点，提供一种可以实现高精度光学变焦凸轮的数控双端销定位加工方法和工装。

为达成所述目的，本发明第一方面，提出一种对光学变焦凸轮双端销定位数控加工装置，该加工装置涉及尾座顶尖、螺母、盖板、小芯轴、两个大销钉、凸轮、大芯轴、机床第四轴、四个大螺钉、六个销钉、四个螺钉，其中：

在小芯轴的本体上设有小芯轴左端面、小芯轴外圆、小芯轴右端面；在小芯轴左端面上设有四个小沉头螺孔、两个螺丝孔和两个销孔；

在大芯轴本体上设有大芯轴左端外圆、大芯轴外圆、四个大沉头螺孔、大芯轴右端台阶面、大芯轴左端台阶面、四个螺丝孔、两个销孔、顶尖孔、大芯轴右端面、大芯轴左端面、大芯轴外圆空刀；

在凸轮本体上设有凸轮内孔、凸轮曲线凹槽、凸轮左端面、凸轮右端面；

在大芯轴本体上设有手工修研的顶尖孔，尾座顶尖位于顶尖孔中；每个大螺钉分别位于四个大沉头螺孔和机床第四轴的四个螺孔中，将大芯轴与机床第四轴固定，使大芯轴右端面与机床第四轴工作台面紧密贴合；每个大销钉分别位于小芯轴两个销孔和大芯轴两个销孔中，将小芯轴和大芯轴定位；每个螺钉分别位于四个小沉头螺孔和四个螺丝孔中，将小芯轴与大芯轴固定在一起，使小芯轴右端面与大芯轴左端台阶面紧密相贴，固定后小芯轴左端面高度应低于凸轮左端面；小芯轴外圆和大芯轴外圆同轴且尺寸相同并分别与凸轮内孔间隙配合，确保凸轮中心轴线与机床第四轴中心轴线共轴；大芯轴外圆空刀与凸轮内孔间隙配合；

凸轮右端面与大芯轴右端台阶面贴合，螺母与大芯轴左端的外圆螺纹配合，将盖板压紧在凸轮左端面上，使凸轮右端面与大芯轴台右端阶面紧密贴紧，确保了凸轮与机床第四轴工作台面垂直；

在凸轮右端面附近圆柱面设有三个销钉孔，在大芯轴外圆与凸轮右端面附近圆柱面相对应的位置处也设有三个销钉孔，在凸轮左端面附近圆柱面设有三个销钉孔，在小芯轴外圆与凸轮左端面附近圆柱面相对应的位置处也设有三个销钉孔，六个销钉分别置于凸轮右端面附近圆柱面和大芯轴外圆的所述销钉孔中和凸轮左端面附近圆柱面和小芯轴外圆的所述销钉孔中，将凸轮与大芯轴和小芯轴定位固定连接，用于对凸轮上的凸轮曲线凹槽加工。

其中，所述机床选用带有第四轴的数控立式加工中心。

其中，大芯轴右端面安装在机床第四轴工作台面上并与机床第四轴轴线共轴。

其中，所述小芯轴外圆和大芯轴外圆尺寸相同，且与凸轮内孔之间的间隙为0.01mm～0.02mm。

其中，大芯轴的轴线与机床第四轴工作台面垂直。

其中，所述大芯轴外圆空刀与凸轮内孔之间的间隙为1mm～1.5mm。

为达成所述目的，本发明第二方面，提出一种使用光学变焦凸轮双端销定位数控加工装置的对光学变焦凸轮进行双端销定位的数控加工方法，该方法的步骤如下：

步骤S1：将小芯轴通过两个螺丝孔固定在大芯轴上，在大芯轴和小芯轴上配做两个销孔，并用大销钉定位，在一次装卡中加工小芯轴外圆和大芯轴外圆，且两外圆尺寸与凸轮内孔配做，间隙大小为0.01mm～0.02mm，加工完后将小芯轴与大芯轴进行拆分；

步骤S2：将加工装置的大芯轴安装在机床的第四轴工作台面上，用尾座顶尖通过顶尖孔使大芯轴右端面与机床第四轴工作台面顶实，找正大芯轴并保证大芯轴与机床第四轴同轴；

步骤S3：将凸轮套装在大芯轴上，使两者能舒适旋转；

步骤S4：将小芯轴通过与大芯轴之前配做的销孔定位，通过四个螺钉固定安装在大芯轴上，同时保证凸轮依然能够舒适旋转；