【正文】 宜采用三軸立式數(shù)控銑床進(jìn)行加工，粗加工與精加工應(yīng)采用不同的刀具，粗加工屬 。 （論文） 加工零件與工藝分析 圖 所示為空間凸輪零件圖，圓柱直徑 mm200?d ，圓柱高 mm100H? ，內(nèi)孔半徑 mm25?r 。在實(shí)際工作中，設(shè)計(jì)人員采用 Pro/ENGINEER軟件進(jìn)行零件設(shè)計(jì)，并編制零件的刀具路徑，自動(dòng)生成數(shù)控代碼，極大地提高了工作效率，有效保證了零件加工的精度。在數(shù)控技術(shù)普及的今天，一般都用數(shù)控銑床或加工中心來加工空間凸輪 [16,17]。 （論文） 5 復(fù)雜凸輪零件的三維建模與程序編制 空間凸輪的加工設(shè)計(jì) 空間凸輪機(jī)構(gòu)的類型主要分為圓柱凸輪機(jī)構(gòu)和圓錐凸輪機(jī)構(gòu)兩大類。凸輪內(nèi)廓精加工程序表 如下。 N7 G80 G49 Z0 M05； N8 G30 ZO M06； N9 D03； N10 M03 S300； N11 G43 H03 Z50； N12 G82 R5 F20 P=2021； N13 G80 G49 Z0 M05； N14 G30 ZO M06； N15 D01； N16 M03 S1100； N17 G43 H01 Z50； N18 G00 ； N19 Z5； N20 G01 Z14 F40； N21 G01 ； N22 G52 X6 Y0； N23 G03 ； N24 G52 X0 Y0； N25 G52 X0 ； N26 G03 ； N27 G52 X0 Y0； N28 G52 X6 Y0； N29 G03 ； N30 G52 X0 Y0； N31 G01 ； N32 G52 X0 ； N33 G03 N34 G52 X0 Y0； N35 G00 Z100； 零件程序號(hào) 程序初始化 選擇工件坐標(biāo) 換 2號(hào)刀 主軸正轉(zhuǎn)， 500r/mm 刀具長(zhǎng)度補(bǔ)償，地址為 H02 在 A點(diǎn)鉆深為 14的孔， R平面為 5mm 取消固定循環(huán)、刀具長(zhǎng)度補(bǔ)償，主軸停 機(jī)床回第 2參考點(diǎn)換刀 換 3號(hào)刀 主軸正轉(zhuǎn)， 300r/mm 刀具長(zhǎng)度補(bǔ)償，地址為 H03 在 A 點(diǎn)锪孔，孔深 ，孔底停留時(shí)間 2s 取消固定循環(huán)、刀具長(zhǎng)度補(bǔ)償，主軸停 機(jī)床回第 2參考點(diǎn)換刀 換 1號(hào)刀 主軸正轉(zhuǎn)， 1100r/mm 刀具長(zhǎng)度補(bǔ)償，地址為 H01 快速移動(dòng)到 A點(diǎn)上方 50mm 處 快速進(jìn)到到 A點(diǎn)上方 5mm 處 下 刀 至 14 mm 深 度 ， 進(jìn) 給 速 度 為40mm/min 切削 AB 建立子坐標(biāo)系（ 6,0） 切削 BC 取消子坐標(biāo)系 建立子 坐標(biāo)系（ 0,） 切削 CD 取消子坐標(biāo)系 建立子坐標(biāo)系（ 6,0） 切削 DE 取消子坐標(biāo)系 切削 EF 建立子坐標(biāo)系（ 0,） 切削 FA 取消子坐標(biāo)系 抬刀至安全高度 （論文） N36 G49 M05； N37 M30； 取消刀具長(zhǎng)度補(bǔ)償，主軸停 程序結(jié)束 （ 8）粗銑凸輪槽外輪廓。 子坐標(biāo)系 C? (,)，D? (， )， E? (,)， A? (,) 根據(jù)上面的數(shù)值計(jì)算，可畫出如圖 凸輪槽內(nèi)輪廓 加工走刀路線圖。 基點(diǎn)坐標(biāo)值的查詢：使用 AutoCAD 等軟件將圖形繪制出來，查出基點(diǎn)坐標(biāo)如下。 （ 6） mm20? 孔倒角，在手動(dòng)方式下，用 90? 倒角銑刀，對(duì) mm20? 孔進(jìn)行倒角，定位坐標(biāo)為 (0, )? 。 （ 4）鉸孔，在 MDI 方式下，用 mm20? 的鉸刀，主軸轉(zhuǎn)速為 r/min130 ，指令 為： （論文） M03 S130； G98 G81 X0 Z38 R5 F20。 （ 2）鉆孔，在 MDI 方式下，用 ? 的鉆頭，主軸轉(zhuǎn)速為 r/min402 ，指令為：M03 S402； G98 G83 X0 Z38 R5 F40。操作步驟與加工程序如下。 （ 2）參數(shù)設(shè)置 D01=10.， S=1000 （ 3）編寫加工程序（見表 ） 表 加工程序 及說明 程序 說明 O0001 N1 G17 G90 G40 G49 G80 G53 G00 Z50； N2 G54； 零件程序號(hào) 程序初始化 選擇工件坐標(biāo) （論文） N3 M03 S1000； N4 G01 Z40 F800； N5 Y20； N6 Z0； N7 Z16 F200； N8 G42 G01 Y10 F80 H01； N9 Y0； N10 G03 ； N11 G02 R175； N12 G03 R64 ； N13 G03 ； N14 G02 R21； N15 G03 R46； N16 G03 R61； N17 G02 R175； N18 G03 Y0 ； N19 G01 Y10； N20 G01 G40 Y20； N21 G00 Z40； N22 G00 X0 Y0； N23 M05； N24 M30； 主軸轉(zhuǎn)動(dòng) 下刀至零件上表面 移至下刀點(diǎn) 下刀至零件表面 下刀切人工件，深度為工件厚度 +1mm 刀具半徑右側(cè)補(bǔ)償 切入零件至 A點(diǎn) 切削 AB 切削 BC 切削 CD 切削 DE 切削 EF 切削 FG 切削 GH 切削 HI 切削 IA 切削零件 取 消刀具補(bǔ)償 ,移至抬刀點(diǎn) Z 向抬刀 返回加工坐標(biāo)系原點(diǎn) 主軸停止 程序結(jié)束 槽型凸輪的程序編制 在數(shù)控銑床上完成圖 所示平面槽形凸輪零件的凸輪槽與孔的加工。 （論文） 圖 凸輪在 x、 y方向的進(jìn)給路線 （ 6）填寫數(shù)控加工工序卡片（見表 ） 4 凸輪零件的數(shù)控程序編制 盤型凸輪的程序編制 （ 1）數(shù)學(xué)處理（圖見 ） 該凸輪加工的輪廓均為圓弧組成，因而只有計(jì)算出基點(diǎn)坐標(biāo)，才可編制程序。 ： M— A— B— C— D— E— F— G— H— I— A— N，如圖 所示。 （ 4）切削用量的選擇 主軸轉(zhuǎn)速 r/min2021 ，進(jìn)給速度 mm/min200 。 （論文） 圖 一面兩孔夾具示意圖 （ 3）刀具的選擇 加工該凸輪用立銑刀，直徑可大可小，根據(jù)剛性好、耐用度高這樣一個(gè)特點(diǎn)，選擇 mm20? 高速立銑刀。應(yīng)該注意，由 于在加工過程中，切削力是由夾具、工件、墊板之間產(chǎn)生的摩擦力來平衡的，因此在不影響周邊銑削的情況下，夾具、墊板的面積盡可能選大一些。 （ 2）夾具的選擇 根據(jù)零件被加工表面的情況，該零件需要限制 5 個(gè)自由度，可采用一面兩孔的定位方法，如圖 所示。數(shù)控銑削工藝完成半成品，為半精加工。 （ 1）零件加工工藝分析 零件圖樣的尺寸、視圖都完整，表達(dá)清楚，幾何關(guān)系明確，零件的結(jié)構(gòu)工藝性也很好，無難以加工的結(jié)構(gòu)。 zF 后，其他分力 yF 和 oF 可根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式由表 得出。銑削時(shí)，如果有 Z 個(gè)刀齒參與切削，則分力zF 、 yF 和 oF 由各刀齒上的分力 ziF 、 yiF 和 oiF 合成得到。徑向分力 yiF 是工件作用于銑刀半徑方向上的推力，它使刀具發(fā)生彎曲變形，并影響主軸的彎曲強(qiáng)度和剛度。將銑削力分解為相互垂直的三個(gè)分力，即切向分力 ziF 、徑向分力 yiF 和軸向分力 oiF 如圖 。分析認(rèn)為，銑刀切削時(shí)，工件材料將發(fā)生部分彈性變形和塑性變形，并對(duì)刀具產(chǎn)生抗力；同時(shí)，刀具與切屑、刀具與工件之間要產(chǎn)生摩擦力，銑削力就是二 者的合力。 立銑刀的切削受力與變形 (1)立銑刀的切削受力分析 在切削金屬材料時(shí)，立銑刀要受到阻止刀具切除切屑的阻力（即銑削力）。 (3)切削層公稱橫截面積 DA 直齒圓周銑削的公稱截面面積同樣為切削厚度與被吃刀量的積， DDD bhA ? 。 圖 a）周銑 b）端銑 （論文） 圖 銑削切削層參數(shù) (2)切削層公稱寬度 Db ：銑削的切削層公稱寬度是指主切削刃與工件切削面的接觸長(zhǎng) 度（近似值）。根據(jù)定義可知，此點(diǎn)切削層厚度為 ?? s ins in zD facabh ??? () 可見，每齒進(jìn)給量或 ? 角的增大都將增大切削層公稱厚度。如圖 所示，直齒圓柱銑刀刀齒在任意位置的切削厚度。 銑刀上一般有多個(gè)刀刃，所以金屬的銑削是后一刀齒在前一刀齒加工后進(jìn)行切削的，因此銑削的切削層應(yīng)是兩把刀加工面之間的加工層，周銑的切削層參數(shù)定義如下。 銑削的方式主要有端銑與周銑如圖 ，凸輪加工的銑削方式是以周銑為主。 （論文） 3 凸輪零件的加工 銑刀的切削分析 銑刀的每一個(gè)刀齒相當(dāng)于一把車刀，它的切削規(guī)律基本與 車削相似。 （ 4）數(shù)控加工程序單 數(shù)控加工程序單是編程人員根據(jù)工藝分析情況，按照機(jī)床特點(diǎn)的指令代碼編制的。 （ 2）數(shù)控加工工序卡 數(shù)控加工工序卡與普通 加工工序卡很相似，所不同的是：工序簡(jiǎn)圖中應(yīng)注明編程原點(diǎn)與對(duì)刀點(diǎn)，要有編程說明及切削參數(shù)的選擇等，它是操作人員進(jìn)行數(shù)控加工的主要指導(dǎo)性工藝資料。該文件包括了編程任務(wù)書、數(shù)控加工工序卡、數(shù)控刀具卡片、數(shù)控加工程序單等。 數(shù)控加工工藝文件 數(shù)控加工工藝文件不僅是進(jìn)行數(shù)控加工和產(chǎn)品驗(yàn)收的依據(jù)，也是操作者遵守和執(zhí)行的規(guī)程，同時(shí)還為產(chǎn)品零件重復(fù)生產(chǎn)積累了必要的工 藝資料，完成了技術(shù)儲(chǔ)備。 確定銑刀每齒進(jìn)給量正后，進(jìn)給速度 F 可按下 ()計(jì)算： )mm/s(znfF z? () 式中： zf 為每齒切削量 ， z 為銑刀的齒數(shù)， n 為轉(zhuǎn)速。 (4)精銑時(shí)，銑刀安 裝后的徑向及軸向圓跳動(dòng)量 越 大，則銑刀每齒進(jìn)給量應(yīng)相應(yīng)適當(dāng)?shù)販p小。 (2)對(duì)剛性較差的工件，或所用的銑刀強(qiáng)度較低時(shí)，銑刀每齒進(jìn)給量應(yīng)適當(dāng)減小。為了減少工藝系統(tǒng)的振動(dòng)，減小已加工表面的殘留面積高度，一般選取較小的進(jìn)給量。在強(qiáng)度和剛度許可的條件下，進(jìn)給量可以選取得較大一些。半精銑時(shí)背吃刀量或側(cè)吃刀量取 ~ ；精銑時(shí)，圓周銑削的側(cè)吃刀量取 ~ ，面銑刀背吃刀量取 ~ 。粗銑后留 ~ 加工余量，然后在半精銑時(shí)切除。 aR 要求為 ~ 時(shí)，可分粗銑和半精銑兩步進(jìn)行。 (3)背吃刀量或側(cè)吃刀量與表面質(zhì)量的要求 （論文） aR 要求為 μm25~ 時(shí)，如果圓周銑削的加工余量小于mm5 ，端銑的加工余量小于 mm6 ，粗銑一次進(jìn)給就可以達(dá)到要求。而使用圓鼻刀進(jìn)行加工，刀具直徑應(yīng)扣除刀尖的圓角部分，即2d D r?? (D 為刀具直徑， r 為刀尖圓角半徑 )，而 wa 可以取到 (~ )d 。在粗加工中，取較