基于华中数控系统宏程序的凸轮轴数控加工

2 主要曲面的数控加工

　　粗、精加工的装夹定位方式和加工路线基本相同，粗、精加工程序差别不大，只是刀具和背吃刀量、转速和进给率等切削要素有所不同。下面以精加工为例说明，因篇幅所限，阿基米德螺旋面、凹半球面、双曲面将不列出加工程序。

　　(1)凸轮柱面、六方形和圆柱面7作图比计算切点、交点等关键点更快，用CAXA2008制造工程师生成程序后，直接用机床在线加工方式(DNC)进行加工，同时进行其他曲面的加工编程，可节约不少时间。

　　(2)椭圆面2和圆柱面3、4合在一个工序里加工。根据图纸确定椭圆的参数方程为X=30cosα，y=26sinα，设定变量如表1所示，以椭圆中心为编程零点编制宏程序，选择Φ14 mm钨钢四刃立铣刀进行精加工。椭圆面12和圆柱面13加工方法与此完全一样。

　　本处使用宏程序编程，程序简单，共计38段，检查修改方便，若采用自动编程，程序上千段，检查修改不便，易出错。

　　(3)加工完椭圆面12和圆柱面13后，定位方式不变，开始加工凹半球面11。因凹半球半径仅为5.2mm，不再进行粗加工，用Φ3mm中心钻引孔，减少加工量，消除球头铣刀尖阻力。以凹半球中心为编程零点编制宏程序，用R3 mm钨钢球头铣刀加工至图要求。

　　(4)阿基米德螺旋线面8槽宽为6 mm，深为5mm，不进行粗加工。根据图纸确定阿基米德螺旋线的参数方程为X=(18+13(α-α0)／360)cosa，Y=(18+13(α-α0)／360)sinα。以螺旋线基圆中心为编程零点编制宏程序，用Φ6 mm钨钢键槽铣刀加工至图要求。

　　(5)加工完阿基米德螺旋线面后，定位方式不变，开始加工圆锥面9和圆环面10。根据图纸作相关的刀尖轨迹计算图如图3所示。可计算出圆环面上任意一点A的坐标关系为XA=6.799-cosβ，ZA=sinβ-1；圆锥面上任意一点曰的坐标关系为XB=5.801-(Zβ-0.95)tan3°。设定变量如表2所示，以圆锥面中心为编程零点编制宏程序，选择Φ6 mm钨钢键槽铣刀进行加工。

图3刀尖轨述计算
 

3 结语

　　利用华中世纪星HNC-21M数控系统提供的宏程序功能，对凸轮轴零件的各主要曲面进行了加工编程，程序简单，检查修改方便，节约了时间，不到4 h就圆满完成了整个零件的加工，使笔者能在余下的2 h里从容地进行底座零件的加工和组件的装配工作。同时参赛使用编程软件的选手，到竞赛时间结束时，零件的一半都没加工完成，笔者因此夺得数控铣加工竞赛教师组第一名，笔者指导的两个学生，也分别获得数控铣加工竞赛学生组第一、二名。在自动编程软件日益盛行的今天，对满足函数关系的零件曲面编程，从时间、效率以及程序优化等方面看，宏程序仍有其优越性。