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分析數(shù)控編程中的零件加工工藝及平面凸輪的加工
閱讀：119 發(fā)布時間：2020-8-12隨著機械不斷朝著高速精密 自動化方向發(fā)展，對凸輪機構(gòu)的轉(zhuǎn)速和精度也提出了更高的要求，因此利用計算機輔助設(shè)計和數(shù)控機床加工是很有必要的
一 數(shù)控編程中的零件加工工藝分析
1. 數(shù)控加工工藝概述
無論是手工編程還是自動編程，在編程前都要對所加工的零件進行工藝分析，擬訂工藝方案，選擇合適的刀具，確定切削用量在編程中，對一些工藝問題（如對刀點，加工路線等）也需要作一些處理 因此，數(shù)控編程的工藝處理是一項十分重要的工作
（1）數(shù)控加工的基本特點： 數(shù)控加工的工序內(nèi)容比普通機加工的工序內(nèi)容復(fù)雜 數(shù)控機床加工程序的編制比普通機床工藝規(guī)程的編制復(fù)雜 （2）數(shù)控加工工藝的主要內(nèi)容： 選擇適合在數(shù)控上加工的零件，確定工序內(nèi)容 分析加工零件的圖紙，明確加工內(nèi)容及技術(shù)要求，確定加工方案，制定數(shù)控加工路線 調(diào)整數(shù)控加工工序的程序分配數(shù)控加工中的容差 處理數(shù)控機床上部分工藝指令
2. 常用數(shù)控加工辦法
（1）平面孔系零件 常用點位 直線操控數(shù)控機床（如數(shù)控鉆床）來加工，挑選技術(shù)道路時，主要思考加工精度和加工功率兩個原則 （2）旋轉(zhuǎn)體類零件 常用數(shù)控車床或磨床加工 思考加工功率：在車床上加工時，一般加工余量大，有必要合理安排粗加工道路，以進步加工功率 思考刀尖強度：數(shù)控車床上常用到低強度刀具加工細微凹槽 選用斜向進刀，不宜崩刃 （3）平面概括零件 常用數(shù)控銑床加工 應(yīng)留意： 切入與切出方向操控：徑向切入，工件外表留有凹坑；切向切入 切出，工件外表潤滑 一次迫臨辦法挑選：只具有直線和圓弧插補功能的數(shù)控機床在加工不規(guī)則曲線概括時，需要用細小直線段或圓弧段去迫臨被加工概括，迫臨時，大概使工件差錯在合格范圍一起程序段的數(shù)量少為佳
3. 對零件圖紙進行數(shù)控加工工藝性分析
（1）尺寸標注應(yīng)符合數(shù)控加工的特點 在數(shù)控編程中，所有點 線 面的尺寸和位置都是以編程原點為基準的 零件圖樣上直接給出坐標尺寸，或盡量以同一基準引注尺寸 （2）零件圖的完整性與正確性分析 在編程時，編程人員必須充分掌握構(gòu)成零件輪廓的幾何要素參數(shù)及各幾何要素間的關(guān)系 （3）零件技術(shù)要求分析 零件的技術(shù)要求主要指尺寸精度 形狀精度 位置精度 表面粗糙度及熱處理等，這些要求在保證零件使用性能的前提下，應(yīng)經(jīng)濟合理 （4）零件材料分析 在滿足零件功能的前提下，應(yīng)選用廉價切削性能好的材料；材料選擇應(yīng)立足國內(nèi)，不要輕易選擇貴重或緊缺的材料 （5）定位基準選擇 在數(shù)控加工中，加工工序往往較集中，以同一基準定位十分重要,有時需要設(shè)置輔助基準,特別是正 反兩面都采用數(shù)控加工的零件，其工藝基準的統(tǒng)一是十分必要的
4. 數(shù)控加工工藝路線的設(shè)計
根據(jù)數(shù)控加工的特點，數(shù)控加工工序的劃分一般可按下列方法進行：（1）以一次安裝 加工作為一道工序 這種方法適合于加工內(nèi)容較少的零件，加工完后就能達到待檢狀態(tài) （2）以同一把刀具加工的內(nèi)容劃分工序 但程序不宜太長，一道工序的內(nèi)容也不宜太多（3）以加工部位劃分工序 （4）以粗 精加工劃分工序 一般來說，凡要進行粗 精加工的過程，都要將工序分開
二 平面凸輪的加工
目前，凸輪組織已成為許多高速 高效 高精度自動機 半自動機和自動生產(chǎn)線中不行短少的要害部件，作為凸輪組織中的首要零件 凸輪的加工精度就顯得尤為重要，如何加工出符合精度要求的凸輪？下面以一批平面凸輪（如圖1 所示）的加工為例予以介紹
1. 平面凸輪零件概括圖
2. 技術(shù)分析
（1）凸輪曲線分別由幾段圓弧構(gòu)成，內(nèi)孔為規(guī)劃基準，故取內(nèi)孔和一個端面為首要定位面，在銜接孔 20 的一個孔內(nèi)增加削邊銷，在端面用螺母墊圈壓緊 因孔為規(guī)劃和定位基準，所以對刀點選在孔中間線與端面的交點上，這樣很簡單斷定刀具中間與零件的相對位置 （2）中間孔與銜接孔的加工 該凸輪零件的中間孔為20，是個規(guī)劃定位基準，要與凸輪軸合作，其尺度精度求較高，銜接孔其精度與中間孔相同，故都用鉆 擴 鉸 精鉸的加工計劃（3）凸輪概括加工 因為該凸輪概括是由幾段圓弧構(gòu)成，普通機床難以對其加工，可選用數(shù)控銑床或線切割機床對其加工 因為選用線切割機床對其加工，雖然能確保尺度精度，可是該辦法所需要的時間長，加工成本高，選用數(shù)控銑床對其加工，不但能確保尺度精度，并且加工效率高，故選用數(shù)控銑床來加工該凸輪概括
3. 加工順序
整個凸輪零件的加工順序的擬定要按照 基面先行，先精后粗 的原則確定 因此要首先加工用做定位基準的 A端面及其與之平行的另一面 其次加工作為定位和設(shè)計基準的內(nèi)孔，后進行凸輪輪廓的銑削加工
加工步驟：（1）坯料選擇 選用100X100X25 的HT200 的板料作為加工對象（2）兩平行端面的加工 選用平面磨床，以互為基準的方式將坯料加工到圖示尺寸 （3）中心孔及連接孔的加工 用兩塊 40X40X20 的平行墊鐵將工件墊起，以 A平面為定位面，根據(jù)工件的基準邊，用百分表將工件找正后用壓板將工件壓緊 用偏心碰觸尋邊器對刀，將零件的基準設(shè)為工件零點，工件上表面為 Z向0 （4）零件輪廓銑削加工
4. 數(shù)學(xué)處理
該凸輪為阿基米德螺旋線凸輪，基圓直徑為 40；左邊凸輪每旋轉(zhuǎn)10 度升程為 1 毫米，升程誤差值每10 度不能超過0.1 毫米；右邊凸輪每旋轉(zhuǎn) 10 度升程為 2 毫米，升程誤差值每 10 度不能超過0.1 毫米 根據(jù)加工要求，現(xiàn)將兩邊凸輪輪廓分解成由 18 段圓弧段組成，并計算出各點坐標值
用公式一： X (t)= (20+0.1* (t- 90))*cos (t) Y (t)=(20+0.1*(t- 90))*s in (t)和用公式二： X(t)= (20+0.2*(90- t))*cos (t) Y(t)=(20+0.2*(90- t))*s in(t)計算出的各點坐標值為(如表 1)：
5. 凸輪的加工程序
凸輪加工的程序及程序說明如下：
O0001
N10 G90G54G00Z100.000
N20 S1000M03
N30 X0.000Y0.000Z100.000
N40 X58.533Y- 24.808
N50 Z10.000
N60 G01Z0.000F100
N70 X56.277Y- 34.550F800
N80 G02X48.791Y- 22.552I2.256J9.742
N90 G03X49.757Y- 5.161I- 49.525J11.471F1000
N100 G03X44.396Y11.792I- 46.622J - 5.418
N110 G03X32.454Y25.637I- 37.518J - 20.288
N120 G03X14.887Y32.872I- 22.795J - 30.406
N130 G01X14.874Y32.874
N140 G03X- 1.288Y30.961I- 4.406J - 32.016
N150 G03X- 12.505Y30.499I- 4.326J - 31.369
N160 G01X- 12.573Y30.484
N170 G03X- 25.947Y24.088I7.612J - 33.097
N180 G03X- 35.295Y13.065I22.333J - 28.414
N190 G03X- 39.698Y- 0.368I33.608J - 18.455
N200 G03X- 39.120Y- 14.243I39.988J - 5.282
N210 G03X- 34.076Y- 26.964I41.216J8.981
N220 G03X- 25.441Y- 37.339I37.792J22.671
N230 G03X- 14.223Y- 44.618I30.104J34.111
N240 G01X- 14.211Y- 44.624
N250 G03X- 10.500Y- 46.128I19.876J43.709
N260 G01Y- 56.000
N270 G03X2.110Y- 66.286I10.500J - 0.000
N280 G03X17.763Y- 60.911I- 12.980J63.277
N290 G01X17.764Y- 60.910
N300 G03X31.606Y- 51.491I- 26.962J54.503
N310 G03X42.356Y- 38.437I- 38.811J42.913
N320 G03X48.791Y- 22.552I- 46.582J28.117
N330 G02X60.783Y- 15.056I9.744J - 2.248F800
N340 G01X58.535Y- 24.800
N350 Z10.000F100
N360 G00Z100.000
N370 X0.000Y0.000
N380 M05
N390 M30
該凸輪零件加工過程中，涉及了坯料的選擇 加工順序的確定 機床選用 裝夾方式的選擇 刀具選用 走刀路線安排 切削參數(shù)的設(shè)定等工藝內(nèi)容 工藝設(shè)計的好壞直接影響到加工的尺寸精度和表面粗糙度 加工時間的長短 材料和人工的耗費，甚至直接影響到加工的安全性 數(shù)控加工工藝分析與處理數(shù)控編程是前提和依據(jù)，沒有符合實際的科學(xué)合理的數(shù)控加工工藝，就不可能有真正可行的數(shù)控加工程序
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