弧形板凸轮的数控加工实践.pdf

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1、工艺与检测n010gyand弧形板凸轮的数控加工实践冯正奎毕长波(秦皇岛职业技术学院，河北秦皇岛066000)摘要：在立式加工中心上，利用普通立铣刀加工带状曲面的工艺过程。包括UG／NX的曲面建模、生成曲面加工程序和工件的装夹与对刀方法等。解决了由于工件刚性差引起的切削振动、生产率低和刀具费用高等问题。关键词：弧形板凸轮UG／NX单向提刀切削NCMachiningPracticeforArcPlateCamFENGZhengkui，BIChangbo(QinhuangdaoVocationalCollege。Qinhuangdno066000，CHN)弧形板凸轮(图1)

2、相当于圆柱凸轮的一部分。凸床运动各方面都很简单，而且容易保证曲面轮廓形状轮的工作面是一条带状曲面，包括左侧的上升部分、中和曲面法线方向。但是，该零件的弧板外径为840间的平坦部分和右侧的下降部分，各部分之间有过渡mill，很难找到这么大规格的四轴铣床。如此大型的弧圆弧。该凸轮为葡萄酒灌装机的主控凸轮，用来驱动形板凸轮的工作曲面只好在立式加工中心(或铣床)酒瓶的升、降，从而使注酒管进入和退出酒瓶。加工凸上加工。曲面加工的程序需要运用CAM软件生成。轮工作面重点保证轮廓形状准确、表面光滑，从而保证本文运用UG／NX4．0软件进行曲面建模和生成加工凸轮机构的运动精度和平稳性；

3、其次是保证曲面与从程序。动件滚子的接触精度，滚子轴线沿凸轮径向布置，所以1创建凸轮的工作曲面在曲面建模时要特别注意曲面法线的方向。凸轮工作曲面的加工工艺则重点研究：刀具选用、刀具路径、工1．1创建空间曲线件的装夹和对刀操作等。图2为展开的凸轮工作曲线的原始数据。图2进入UG／NX4．0建模界面，插人一个草图，在图1一z面按照图2尺寸创建平面图形，然后将平面曲线用不锈钢板卷制成钢圈作为工件的毛坯，经车削缠绕在直径840mm的圆柱面上生成空间曲线。需要加工后，钢圈的内、外圆柱面和上、下端面都已达到零创建的圆柱略高于轮廓曲线高度(136mm)，高度设为件图纸尺寸和表面质量要求

4、(外径840Inn，壁厚20150mill，圆柱轴线沿着z轴，放置在与平面曲线相切mm，高136mil1)。然后，将钢圈沿斜线切割，一个钢圈的位置。然后进行创建缠绕曲线操作：分割出三个零件毛坯。再经过进一步的切割，各斜面(1)选择圆柱面；留3—10Inn的加工余量。需要注意的是：由于钢圈(2)选择曲线所在的平面(草图平面)；经过卷板、焊接和车削加工，存在内应力。切割分开(3)逐段点取平面曲线(变成红色)。后，圆弧半径有变化，需要矫正，保证圆弧半径偏差在“应用”后生成缠绕在柱面上的凸轮工作曲线(以2mm之内，待切削加工后再进一步矫正。下称空间曲线)。弧形板凸轮可以像一般圆

5、柱凸轮一样，在四轴铣1．2创建带状曲面床上加工工作曲面。这种方法的加工原理、编程和机凸轮的工作曲面是一条沿着空间曲线、宽度等于·124·矿uIV年用孥■朋Techn0IOgyandTesf工艺与检测凸轮板厚度的带状曲面。一般三维软件采用“扫掠剪操作，只保留右侧部分。打开20层和30层，同时显(描)”方法创建这样的曲面，即用一条过空间曲线端示两部分曲面，如图3。点的凸轮径向线段(长度等于凸轮板厚度)作为曲面2．1刀具的选择的截面线，空间曲线作为导引线，扫掠生成带状曲面。在立式加工中心上加工空间曲面，一般选用立铣而UG／NX4．0的“沿导引线扫掠”获得的曲面不正确，刀或牛鼻

6、刀进行粗加工和半精加工；然后选用球刀进不通过比较，难以发现其错误：曲面上凸轮半径方向的行精加工。本零件虽然加工面积不大，但加工余量不素线与凸轮轴线不垂直，这样的曲面不能保证与从动均匀(在曲面上切割，毛坯的轮廓精度较低)，在3～l0件滚子很好地接触，影响凸轮机构的传动精度和使用mm之间；而且工件形状特殊，装夹刚度不足，加之不寿命。锈钢材料的切削性能较差，极易产生振动，所以不宜采UG／NX4．0的另一种扫掠方法——“已扫掠”(汉用牛鼻刀进行强力切削。而采用610mm的普通高速化版称谓)可以创建正确的工作曲面。在创建过程钢立铣刀，刀刃锋利，切削力小；沿条状曲面的长度方中，软件

7、提示曲面法向方向，即凸轮轴线方向。而软件向，自下而上单向提刀切削，立铣刀的端面刃不切削，的另一种创建曲面的方法——“条带生成器”更适合只有刀具的侧刃工作，所以切削平稳，而且生产效率本例。这种方法是利用空间曲线偏置出一条曲面，具高。粗加工每次吃刀深度2mm，运用UG软件生成子体步骤如下：程序，调用5次，完成粗加工，最后留0．3mm精加工首先选择偏置曲线，即空间曲线，需要逐段点取；余量。最后换一把新刀进行精加工。与粗加工一样，然后输入“偏置距离”——25mnl，即条状曲面的宽度精加工仍采用单向提刀切削方法，只是刀路密集，以保(略大于弧形板厚度