凸轮槽螺柱零件的车铣复合加工数控技术

　　3.3 凸轮槽及对称平面的铣削加工

　　周向凸轮槽为空间的螺旋结构，在结构上与侧向螺堵零件配合作周向滑动，并带动其它零件的运动。在加工技术要求上，凸轮槽的侧面相对底面要求较高的表面光洁度。对称平面为工艺结构，作为后续加工的平口钳装夹位置，要求较高的定位精度，从而保证键槽、凸轮槽、半圆凸台及螺孔的相对位置精度。工序结构如图6所示。

图6 周向凸轮槽及对称平面加工

　　工步使用数控转台（A轴）卡盘夹持半圆凸台端，以周向键槽为对刀基准，使用4轴加工技术来有效保证凸轮槽等结构特征的加工效果。凸轮槽借助4轴联动加工策略，采用CimatronE的5轴侧向铣刀路，后置处理为4轴加工程序，使用φ4的平底铣刀，层深0.2mm，进刀点选取槽中部，精加工使用圆弧进退刀方式，避免进退刀痕，保证侧壁的光洁度，分粗、精加工完成，如图7和图8所示；对称平面借助4轴定向加工策略，采用CimatronE的2.5轴开放轮廓铣刀路完成加工。

图7 凸轮槽粗加工刀路轨迹

图8 凸轮槽精加工刀路轨迹

　　3.4 半圆凸台、螺孔及定位销孔的铣削加工

　　半圆凸台在结构上与底座的半圆凹槽相配合，在CimatronE中使用相同的轮廓边造型及其数控程序编制，确保设计轮廓和装配结构的一致性。两螺孔与底座对应孔通过螺钉锁紧，定位销孔则在部件圆周转动到位时定位。

　　工步使用平口钳夹紧对称平面，打表调正螺柱零件。半圆凸台使用CimatronE的2.5轴环切铣削刀路进行粗加工，侧壁留0.2mm余量，然后使用2.5轴封闭轮廓铣刀路完成精加工。凸台上两个M8×0.75的螺孔首先使用φ6.7的钻头预钻，再使用M8×0.75的丝锥利用加工中心的刚性攻丝功能完成螺孔加工。φ8的定位销孔首先使用φ7.8钻头预钻，再使用φ8铰刀精加工。最终加工效果如图9所示。

图9 螺柱零件完成图

4 结语

　　针对复杂机械零件的不同结构特征，合理编排综合的数控车削和数控铣削加工工艺，同时使用4轴联动加工及其定位加工策略，相对单一设备或传统加工不仅能实现多结构和复杂形状零件的加工，而且能达到较高的加工尺寸精度和形位精度，满足机械零件的使用性能要求。