采用数控铣削技术加工45钢平面凸轮的方法和分析

图2-9所示平面凸轮的材料为45钢，在XK5032立式铣床上加工，使用φ20mm立铣刀试进行数控铣削工艺分析及程序编制，铣周边轮廓。

1.工艺分析

凸轮曲线分别由几段圆弧组成，φ30mm孔为设计基准，其余表面（包括φ13H7孔）均已加工。取φ30mm孔和一个端面作为主要定位面，在连接孔4−φ13H7的一个孔内增加削边销在端面上用螺母垫圈压紧。因为孔是设计和定位的基准，所以，对刀点选在孔中心线与端面的交点上，这样很容易确定刀具中心与零件的相对位置。

图2-9 平面凸轮

2．装夹方案

根据零件的结构特点，加工 、 两个孔时，以底面A定位（必要时可设工艺孔），采用螺旋压板机构夹紧。加工凸轮槽内外轮廓时，采用“一面两孔”方式定位，即以底面A和 、 两个孔为定位基准。

3．加工调整

加工坐标系在父和y方向上的位置设在工作台中间，在G53坐标系中取X=-400，Y=-100。z坐标可以按刀具长度和夹具、零件高度决定，如选用φ20mm的立铣刀，零件上端面为Z向坐标零点，该点在G53坐标系中的位置为2=-80处，将上述三个数值设置到G54加工坐标系中。

图2-10 平面凸轮走刀路线

4.走刀路线的确定(www.xing528.com)

走刀路线包括平面进给和深度进给两部分。平面进给时，外凸轮廓从切线方向切入，内凹轮廓从过渡圆弧切入。为使凸轮槽表面具有较好的表面质量，采用顺铣方式铣削。深度进给有两种方法：一种是在OXY平面（或OYZ平面）来回铣削逐渐进给到既定深度；另一种方法是先打一个工艺孔，然后从工艺孔进给到既定深度。

根据上面的数值计算，可画出平面凸轮走刀路线，如图2-10所示。

5.数学处理

该凸轮的加工轮廓均由圆弧组成，因而只要计算出基点坐标，就可编制程序。在加工坐标系中，各点的坐标计算如下：

6.编写加工程序

点评

本题是用比较传统的方法直接计算出各点的坐标值编程的。因此计算坐标就成了本题的难点，需要解二元二次方程组，这对于多数数学基础差的读者来说感到不便，现在这个问题有两种解决方法，一是用AUTOCAD或CAXA等画图软件算点，但必须先把图重新画一遍（假定已有实物图样的话），也得熟悉画图软件！另一种方法就是直接用数学表达式编程，这在以后的例题中会看到，这是本书的一个重要特色。