槽型凸轮数控加工工艺

0 引言

　　目前许多设备中使用凸轮机构进行控制，其中关键零件凸轮的加工一直是机械加工的难点。传统的凸轮加工的方法是采用分度头铣削或靠模法加工，加工难度大、周期长、加工精度低、对操作工人技术水平要求高，因此传统的加工方法不能满足生产的需要[1][2]。利用配备了数控分度头的数控铣床加工凸轮代替了传统的加工方法，在很大程度上提高了凸轮的加工精度和效率，但以前一直采用手工编程，使加工精度受到很大的影响，本文采用Master CAM软件，先对凸轮建模、仿真加工，最后生成数控代码，输入到数控铣床，这样加工出的零件可靠性高、精度高，满足了工业对凸轮的需求。

1MasterCAM软件介绍

　　MasterCAM是一种功能强大的CAD/CAM软件由CAD和CAM两大部分组成，并分成造型(Design)，铣削加工(Mill)，车削加工(Lathe)和线切割(Wire)4个功能模块。集设计与制造于一体。MasterCAM采用图形交互方式自动编程。编程人员根据屏幕提示的内容于计算机对话，选择菜单目录或回答计算机的提问，直至将所有问题回答完毕，然后即可自动生成NC程序。NC程序的自动产生是受软件的后置处理功能控制的，不同的加工模块和不同的数控系统对应于不同的后处理文件。

2 槽型零件加工工艺分析

　　该槽型零件如图1，此零件有两个孔，且精度较高，可以作为工艺孔进行定位，基准面A作为定位面，采用一面两孔的组合定位方式。由于两个孔的要求较高，最后一道工序必须采用铰削方式，对于Φ8槽的加工，采用铣削方式完成。

3 槽型凸轮加工工艺

　　3.1 装夹方案的确定

　　3.2 加工顺序及走刀路线的确定①应先加工用作定位基准的两个孔，然后再加工凸轮槽内外轮廓表面。为了保证加工精度，粗、精加工应该分开。其中两孔的加工采用钻孔→扩孔→粗铰→精铰的方案。②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。深度进给有两种方法：一种是在XZ平面来回铣削，逐渐进刀到既定深度；另一种方法是先打工艺孔，然后从工艺孔进刀到既定深度。本文采用的是来回切削的方法。

　　3.3 刀具的选择通常铣削毛坯表面或进行孔的粗加工时，可选用镶硬质合金的玉米铣刀进行强力切削。但由于此零件的加工材料为HT200，HB为170左右，此硬度不适合进行强力切削，所以改用Φ19.6和Φ11.6的钻头进行孔的粗加工，精加工使用与孔直径相同的铰刀进行。

　　通常铣削凸台或凹槽时，选择高速钢立铣刀，如果加工余量小，并且表面粗糙值较小，采用镶立方氮化硼刀片的端铣刀。根据所要加工的零件的结构特点，铣削凸轮槽内、外轮廓时，铣刀直径受槽宽的限制，取为6毫米。粗加工选用直径为6毫米的高速钢立铣刀，精加工选用直径为6毫米的镶立方氮化硼刀片的端铣刀。应注意的是，零件内槽圆角半径不宜过小，因为工件圆角的大小决定着刀具直径的大小。如果刀具直径过小，在加工平面时，进给次数会相应增多，影响生产率和加工质量。所以，凸轮槽内外轮廓的底圆角为R0.5。