基于华中数控系统宏程序的凸轮轴数控加工

　　要求完成一个底座和一个凸轮轴的数控加工，再把两个零件装配起来，竞赛总时间6h。凸轮轴是整个组件中最复杂，加工精度、形位公差、表面质量等要求最高的零件，涉及到多个复杂曲面的加工，用自动编程软件编程，要经历三维造型、刀具轨迹生成、加工仿真、后置处理和程序优化等过程，花费时间较长，生成的程序上万段，检查和修改困难，加工过程中一旦刀具出问题，可能要重头生成程序。笔者作为教师组参赛选手，利用华中世纪星HNC-21M数控系统提供的宏程序和刀具补偿功能进行编程，在配有华中数控系统的大连机床厂生产的数控铣床上成功地完成了粗、精加工该零件的复杂曲面加工。

1 数控加工工艺

　　(1)图样分析。竞赛现场提供的零件毛坯是一个带台阶和内孔的圆柱体，外径Φ120 mm，总长115 mm，台阶外径Φ85 mm，高13 mm，内孔Φ20 mm，如图1所示。该毛坯要加工成如图2所示的凸轮轴零件。凸轮轴的主要构成要素包括多段圆弧相切构成的凸轮柱面1、椭圆面2和12、双曲面5、阿基米德螺旋线面8、圆锥面9、圆环面10、凹半球面11、六方形6以及圆柱面3、4、7、13，各构成要素尺寸公差为±O．05 Bin，形状位置精度允差<0．05 mm，表面粗糙度Ra3.2 μm，工件材料45钢。

　　(2)工艺方案。为保证加工精度和表面质量，采用先粗加工后精加工的方法，先将外周方铣至图要求，再分别作各曲面至图要求；为防止加工产生的热变形，粗、精加工均采用切削液冷却。