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平面凸轮零件的数控铣削加工中心工艺
日期：2010年02月01 来源：沈阳第一机床厂 关键字：加工中心
平面凸轮零件是数控铣削加工中常见的零件之一，其轮廓曲线组成不外乎直线—圆弧、圆弧•圆弧、圆弧—非圆曲线及非圆曲线等几种。加工中心所用数控机床多为两轴以上联动的数控铣床。加工工艺过程也大同小异。下面以平面槽形凸轮为例分析其数控铣削加工工艺。
1．零件图样工艺分析
图样分析主要分析凸轮轮廓形状、普通车床尺寸和技术要求、定位基准及毛坯等。
材料为铸铁，切削加工性较好。
该零件在数控铣削加工前，工件是一个经过加工、含有两个基准孔、直径为巾280mm、厚度为18mm的圆盘。圆盘底面且及手35C7和412H7两孑L可用作定位基准，无需另作工艺孔定位。
凸轮槽组成几何元素之间关系清楚，条件充分，编程时，所需基点坐标很容易求得。凸轮槽内外轮廓面对A面有垂直度要求，只要提高装夹精度，使A面与铣刀轴线垂直， 加工中心即可保证；手35G7对上面的垂直度要求已由前工序保证。
2．确定装夹方案
一般大型凸轮可用等高垫块垫在工作台上，然后用压板螺栓在凸轮的孑L上压紧。外轮廓平面盘形凸轮的垫块要小于凸轮的轮廓尺寸，不与铣刀发生干涉。对小型凸轮，一般用心轴定位、压紧即可。
凸轮的结构特点，采用“一面两孑L，’定位，设计一“一面两销”普通车床专用夹具。用一块320mmX320mmx40mm的垫块，在垫块上分别精镗，少35mm及412mm两个定位销安装孔，孔距为80±0．015mm，垫块平面度为0．05mm，加工前先固定垫块，使两定位销孔的中心连线与机床的X轴平行，垫块的平面要保证与工作台面平行，并用百分表检查。
凸轮零件的装夹方案示意图。采用双螺母夹紧，加工中心提高装夹刚性，防止铣削时振动。
3．确定进给路线
进给路线包括平面内进给和深度进给两部分路线。对平面内进给，对外凸轮廓从切线方向切人，对内凹轮廓从过渡圆弧切人。在两轴联动的数控铣床上，对铣削平面槽形凸轮，深度进给有两种方法：一种方法是在XZ(或YZ)平面内来回铣削逐渐进刀到既定深度；另一种方法是先打一个工艺孑L，普通车床然后从工艺孔进刀到既定深度。
本例进刀点选在户(150，0)，刀具在r—15及r十15之间来回运动，逐渐加深铣削深度。当达到既定深度后，刀具在XY平面内运动，铣削凸轮轮廓。为保证凸轮的工作表面有较好的表面质量，采用顺铣方式，即从户(150，0)开始，对外凸轮廓，按顺时针方向铣削，对内凹轮廓按逆时针方向铣削。加工中心即为铣刀在水平面内的切人进给路线。
4．选择刀具及切削用量
铣刀材料和几何参数主要根据零件材料切削加工性、普通车床工件表面几何形状和尺寸大小选择；切削用量是依据零件材料特点、刀具性能及加工精度要求确定。通常为提高切削效率要尽量选用大直径的铣刀；侧吃刀量取刀具直径的三分之一到二分之一，背吃刀量应大于冷硬层厚度；切削速度和进给速度应通过试验选取效率和刀具寿命的综合最佳值。精铣时切削速度应高一些。
本例零件材料(铸铁)属于一般材料，加工中心切削加工性较好，选用批8mm硬质合金立铣刀，主轴转速取150—235r／min，进给速度取30—60mm／min。槽深14mm，普通车床铣削余量分三次完成，第一次背吃刀量8mm，第二次背吃刀量5mm，剩下的1mm随同轮廓精铣一起完成。凸轮槽两侧面各留0．5—0．7mm精铣余量。在第二次进给完成之后，检测零件几何尺寸，依据检测结果决定进刀深度和刀具半径偏置量，分别对凸轮槽两侧面精铣一次，达到图样要求的尺寸。
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