一种圆柱分度凸轮的数控加工编程方法
谈圆柱凸轮的数控加工
Y Pe 一 伙 2一 ‘ N， ( T r)。
( 1)
将P。 点沿着槽腔中心线移动，即 可以求出该工序刀位轨迹在x0s平 面 内的展开曲线xs ; 按照加工工序，依 次改变每道工序中的槽宽度B ，即可 i 求出加工所需槽腔所有刀位轨迹的展
开 曲线。
图 圆柱凸轮槽的二维展开图 2
坐标，构造出以下坐标转换公式:
a. 二 尤
圆柱凸轮槽的底部在每一个截面上通常是等深的，一般选用平 底圆柱立铣刀加工。圆柱凸轮铣削加工前通常是一个实心的圆柱 体，要经过开槽、粗加工、半精加工、精加工等工序; 由于槽腔宽 度较大，因此，除开槽工序及粗加工工序的一部分刀位轨迹可以沿
槽腔的中心线生成之外，其余刀位轨迹则必须是沿槽腔中心线向
中图分卷号 : T川 2 交献标识码 : A 空ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ童编号 : 1671一7597 (2006) 0210040- 02
圆柱凸轮槽一般是按一定规律环绕在圆柱面上的等宽槽。对圆 柱凸轮槽的数控铣削加工必须满足以下要求: (1) 圆柱凸轮槽的工 作面即两个侧面的法截面线必须严格平行; (2) 圆柱凸轮槽在工作 段必须等宽。这是保证滚子在圆柱凸轮槽中平稳运动的必要条件。 当圆柱凸轮槽宽度不大时，可以找到相应直径的立铣刀沿槽腔中心 线进行加工，比较容易加工出符合上述要求的圆柱凸轮槽。 据现有 资料介绍，目 前圆柱凸轮的铣削加工都是用这种办法来实现。由于 这种方法有太多的局限性，给实际铣削加工带来许多困难。例如一 旦找不到与槽宽尺寸相等的标准刀具时，就必须对刀具进行改制。 对于槽宽尺寸较大的圆柱凸轮槽，很难找到直径与槽宽相等的 标准刀具。即使有相应的刀具，还要考虑机床主轴输出功率及主轴 和工装夹具刚度的限制，特别是机床主轴结构对刀具的限制。例如 数控机床主轴头为7 : 24的40号内锥，配用JT40的工具系统，则最大 只能使用 f 20m 的立铣刀 ( 不论直柄还是锥柄) 。这对于槽宽为 i m 38m 的圆柱凸轮 ( 就是本文所叙述的加工凸轮) 来说是无法加工 m 的，必须寻求新的加工方法。 下面根据实践经验和分析研究，介绍一种用直径小于凸轮槽宽 的立铣刀对圆柱凸轮槽进行数控加工的方法，称之为宽槽圆柱凸轮 的数控加工。 一、加工工艺 圆柱凸轮槽是环绕在圆柱面上的等宽槽，其加工时沿圆周表面 铣削的范围往往大于360，适于用带有数控回转台的立式数控铣床进 行加工。根据圆柱凸轮的实际结构，选用带键的心轴作凸轮加工时 径向和周向定位基准，以心轴的台肩作轴向定位基准，并用心轴前 端部的螺纹通过螺母压紧圆柱凸轮。 圆柱凸轮的轴向和径向尺寸一般较 大，为了克服由于悬臂加工时切削力 所造成的心轴变形和加工过程中产生 的振颤，使用一个支承于尾座上的、 与数控转台的回转轴线同轴的顶尖顶
圆柱凸轮加工工艺及数控编程
摘要机械产品正沿着两个方向发展：一是大型化、自动化、精密化、高速化和成套化，二是小型化、多功能、结构简单、使用可靠和成本低廉。
在此发展进程中，各种各样的自动机械占有令人瞩目的重要地位。
以凸轮机构为核心，已发展出成千上万种高效、小型、简易、精密、价廉的自动机械，遍布各行各业。
本文针对圆柱凸轮的特点，并结合五轴高速铣削加工技术，对圆柱凸轮的造型，加工工艺，CAM编程以及后置处理均进行了探讨研究，来提高圆柱凸轮加工质量。
关键词：圆柱凸轮；五轴数控加工；高速铣削加工技术AbstractMechanical products along two directions: one is the large-scale, precision, automation, high speed and complete, two is miniaturization, multifunction, simple structure, reliable use and low cost. In the course of development, the important position of various automatic machinery occupies a great. In cam mechanism as the core, has developed the automatic mechanical thousands of high efficiency, small, simple, precise and cheap, in all walks of life.Based on the characteristics of globoid indexing cam, and the combination of processing technology of five axis high-speed milling, the cam shape, processing technology, CAM programming and post processing were conducted a study, to improve the processing quality of the globoidal cam.Keywords: globoidal cam; five axis NC machining; high-speed milling technology目录摘要 (1)ABSTRACT (2)目录 (1)图表目录............................................................................................................................ 错误!未定义书签。
圆柱分度凸轮的曲线设计与数控加工解析
为保证凸轮的制造精度和滚子沿凸轮凹槽的滑行顺利，
必 须 要 求 两 方 面 的 运 动 同 步 且 动 作 协 调 。根 据 这 种 要 求 ，
圆柱分度凸轮就必须采用带有数控分度头的四坐标联动
数控铣床或加工中心来加工。
2 曲线的计算和曲线修正
圆 柱 分 度 凸 轮 的 凹 槽 曲 线 是 一 条 复 合 运 动 曲 线 ，这 条
圆柱分度凸轮是自动机械中常见的一种用于转位的 凸 轮 ，又 叫 圆 盘 转 位 凸 轮 ，其 外 形 与 圆 柱 凸 轮 相 似 ，但 曲 线 凹 槽 是 不 封 闭 的 ，滚 子 可 以 轻 松 的 进 入 和 退 出 凹 槽 （ 如 图 １ 所示）。工作中，凸轮作为主动轴，分度盘作为从动轴 旋 转 ， 分 度 凸 轮 回 转 一 定 角 度 ，则 固 定 在 圆 盘 上 的 滚 子 就 可以进入凸轮曲线凹 槽 中 ，并 在 曲 线 凹 槽 中 运 动 ，从 而 带 动圆盘转动一 定角度，形 成 了 分 度 盘 的 间 歇 运 动 ，完 成 了 使圆盘分度的目的。
3 引导圆弧线的计算
为 方 便 滚 子 能 够 轻 松 的 进 入 和 退 出 圆 柱 分 度 凸 轮 ，有
必要在凸轮的入口处和出口处设计引导圆弧。引导圆弧
的设计原则如下：
① 圆 弧 半 径 选 择 合 理 ，既 能 保 证 滚 子 到 达 正 确 的 预 定
位置，又能避免滚子在进入凸轮时发生碰撞 。
消 除 反 向 间 隙 。当 数 控 分 度 头 带 动 凸 轮 再 沿 反 向 旋 转 加 工
时 ，同 样 也 加 入 一 段 消 除 反 向 间 隙 的 额 外 行 程 即 可 。
（５）刀具的半径补偿：在数控机床上加工圆柱形凸轮时，
自动化机械中圆柱分度凸轮机构的曲线设计和数控加工
自动化机械中圆柱分度凸轮机构的曲线设计和数控加工摘要：近些年来，随着时代经济的飞速发展以及科技的进步，我国自动化机械行业发展进程不断加快。
自动化机械中，空间分度凸轮机构的应用过程中，如何做好曲线设计和数控加工始终是自动化机械行业领域研究的热点之一。
本文基于这一课题，首先分析了自动化机械中圆柱分度凸轮机构的曲线设计，其次分析了自动化机械中圆柱分度凸轮机构的数控加工技术。
关键词：自动化机械；圆度分度凸轮；曲线设计；数控加工自动化机械中凸轮机构有着越来越广泛的应用，这种凸轮机构不仅仅有着传动导向的基本功能，同时也有着对机构控制的重要功能，在当前的凸轮机构发展中，不仅仅将相对复杂的运动规律产生，同时也有着相对较大的变速范围，对于执行机构的自动工作循环有着一定的控制作用。
现如今，伴随着计算机辅助技术以及计算机技术的日益成熟，圆度分度凸轮机构的应用，为自动化机械带来了极大的便利，并降低了制造的成本。
1.自动化机械中圆柱分度凸轮机构的曲线设计圆度分度凸轮主要是自动化机械一种常见的转位凸轮，同时也是一种圆盘转位凸轮，有着不封闭的曲线凹槽。
工作的过程中，主动轴是凸轮，并借助于动轴进行旋转，形成一种分度盘的间歇运动，将圆盘分度的目的实现。
自动化机械圆度分度凸机构曲线设计的过程中，由于曲线运动往往有着一定的复合性，在将滚子运动轨迹满足的同时，也要将曲线运动规律以及曲线的升程满足。
首先就要对余弦加速度运动规律下的凸轮理论曲线进行计算，并对修正后的曲线以及引导圆弧线进行计算。
余弦加速度运动规律下的一种凸轮理论曲线计算的过程中，就要对间隔直线逼近法加以采用，将凸轮理论下曲线中的各个点的坐标计算出。
修正曲线计算的过程中，就要结合滚子的运动轨迹，自动化机械中的铣刀控制过程中，就要将Y向的补充运动及时的增加，将修正曲线逐步形成。
对于曲线各个点的修正值用表示，如下所示：分度圆的半径用表示，同时曲线总升程用表示，分度角用表示。
圆弧线计算的过程中，在对引导圆弧半径确定和相关的圆心坐标值确定的过程中，就要保证合理的选择圆弧线的半径，避免凸轮中滚子进入时出现相关的碰撞。
圆柱分度凸轮的精确建模与数控编程
Ｋｅ ｙ ｗｏｒ ： ｃ ｉｄ ｉａ ｎ ｅ ｉ ａ ； Ｇ ／Ｇｒｐ； Ｃ ｏ ｒ ｍｍ ｉ ； ｅ ｄ ｖｅｏ ｄｓ ｙｌ ｒｃ ｌｉｄ ｘｎｇ ｃ ｍ Ｕ ｎ ｉ Ｎ ｐｒ ｇ ａ ｎｇ ｒ － ｅ ｌ ｐｍｅ ｔｏｆｕｎ ｇａ ｎ ｉｒｐｈｉｓ ｃ
Ａ ｂｓｒ ｃ ｔ ａ ｔ：Ｏ ｎ ｔ ｅ ｂａ ｉ ｏ ｈ ｎ ｌ ｉ Ｏ ｕ ｆ ｃ ｈ ｒ ｃ ｅ ｉｔｃ ｏ ｙｌ ｄ ｉａ ｎｄ ｘｎｇ ｃ ｍ ．ｈ ｓ ｅ ｔｂ－ ｈ ｓｓ ｆｔ ｅ ａ ａｙｓｓ ｆ ｓ ｒａ ｅ ｃ ａ ａ ｔ ｒｓ ｉｓ ｆ ｒ ｃ ｉ ｒｃ ｌｉ ｅ ｉ ａ ｎ ａ ｓａ
ห้องสมุดไป่ตู้Ｏ 引 言
圆柱分 度 凸轮机 构 用 于 两 垂直 交 错 轴 间 的 间隙 分度 步进 运 动 ， 有 定 位 精 度 高 、 载 能 力 大 、 动 具 承 运 平稳 等特 点 。广 泛应 用 于 各 种 机 床 与机 械 设 备 的 间 隙步进 机 构 与步进 供 料 装 置 等 … 。 圆柱 分 度 凸轮 是
ｌ ｈ ｄ ｍｏ ｌ ｇ ｓ ｔ ｍ ｆｔ ｅ ｉ ｅ ｉ ｎ ｌ ｇｔｚ ｔｏ ｏ ｅ ｒｃ ｉ ｄ ｉａ ｎ ｅ ｉ ａ ｂｙ Ｕ Ｇ／Ｇｒｐ ｏ ｉ ｅ ｄｅｉ ｙｓ ｅ ｏ ｈｒ ｅｄｍ ｎｓｏ ａ ｉ ａ ｉｎ ｍ ｄ ｌ ｙｌ ｒｃ ｌ ｄ ｘｎｇｃ ｍ ｓ ｎ ｄｉ ｉ ｏ ｆ ｎ ｉ ｉ ｆ
２１ 年第 １ 期 ００ ０
文 章 编 号 ：０ １— ２ ５ ２ １ ） ０— ０ １ ３ １ ０ ２ ６ （ ０ ０ １ ０ ９ —０
・工 艺 与 装 备 ・
圆柱 分 度 凸轮 的 精 确 建模 与 数 控 编 程
圆柱凸轮的三维参数化设计及数控加工编程
圆柱凸轮的三维参数化设计及数控加工编程摘要：作为拥有良好运动性能的圆柱凸轮，会受到动件运动规律因素影响，生成复杂空间曲面，导致在设计、加工等方面面临较大困难。
本文对于圆柱凸轮的三维参数化设计及数控加工编程进行详细分析，通过Pro/E系统进行三维参数化设计，使用Master CAM软件进行数控加工编程。
旨在为我国众多制造企业提供技术帮助，推动国民经济有序发展。
关键词：圆柱凸轮；三维参数化设计；数控加工编程相较于平面凸轮机构，圆柱凸轮这种空间凸轮机构具有良好刚性，控制从动件运动稳定，可以满足机械高速运行的需求。
空间凸轮拥有这些特性，主要是因为其具有凸轮轮廓曲面。
考虑到圆柱凸轮设计、加工较为困难，过去常使用矩形平面取代圆柱面，并以平面凸轮计算轮廓坐标。
仍存在加工精度偏低的问题，无法满足制造业生产需求，需要寻找更加便利方法进行凸轮设计、加工。
1三维参数化设计对于圆柱凸轮三维参数化设计作业，需要将轮廓曲面设计作为重点内容严格对待。
以自变参数原始数据作为设计基础，建设三维模型，从而分析和三维模型相对应的参数化模型。
对于尖顶推杆圆柱凸轮，可以从正弦加速度、余弦减速度两个方面入手，利用这种运动规律，优化圆柱凸轮三维参数化设计工作。
1.1设计自变设计参数在设计圆柱凸轮的轮廓曲面时，其结构参数与从动件运动规律已经提前获得。
所以，在设计圆柱凸轮数据模型时，选择Pro/E系统的应用工具，设置圆柱凸轮自变参数后，赋予参数初值即可。
这里需要注意一点，对于推程角、远休角、回程角、近休角几个参数，需要保证初值之和为360°，即各段曲线是以封闭状态构成凸轮曲线[1]。
1.2利用方程曲线分段模式，描述轮廓曲面扫描轨迹控制线根据圆柱凸轮轮廓曲线数学模型和从动件运动规律，使用方程曲线对轮廓曲面扫描轨迹控制线进行描述。
主要选择推程角、远休角、回程角、近休角，利用这几个角度相对的轮廓曲面，描述圆柱凸轮的平面坐标。
1.3通过扫描变截面，获得凸轮实体选择Pro/E系统中的Fron模块，利用圆周描述凸轮轮廓扫描轨迹原始控制线。
空间圆柱凸轮槽的数控加工及编程实例
需采 用 多 个 走 刀加 工 ， 可 先 中 间 开槽 ， 然 后 的 位 置 要 求 ， 防止铣 刀在铣 削的过程 中由
侧面的法截面线必 须严格平行 ； （ ２ ） 圆柱 凸 再 分 别 加 工 两 侧 面 ， 如 果在 编 写 程 序时 ， 不 于 凸 轮 轮 槽 的 一侧 是 逆 铣 加 工 ； 另一 侧 是
具规格 ／ ａ ｒ ｍ 西１ ０ 中１ ２ 西１ ３
士轴转速 进 给速 度 背吃 厂 Ｊ 量 备注
ｒ ／ｍ ｌ ｎ ｍ ｍ ／ｍ ｍ ／ ｍ ｍ
６ ０ ０ ６ ０ ０ ｌ Ｏ ０ ｏ
６ ０ ６ ０ ８ ０
３ ． ５ ７ ． ５ ７ ． ５
鳊程 过 程 中举 一 反 三 。
荚 键词 ： 数控 壕程 圆柱凸轮槽 加工 工艺 中 图分 类 号 ； Ｔ Ｇ ６ ５ ９ 文献 标 识 码 ： Ａ
文章编 号 ： １ ６ ７ ２ —３ ７ ９ １ （ ２ ｏ １ ３ ） ０ ９ （ ａ ） 一 ０ ０ １ １ － ０ ２
４５。
积小 、 结 构 紧凑 、 刚性好、 转 动 扭 矩 大 等 优
点。 但 圆 柱 凸轮 机 构 属 于 空 间 凸轮 机 构 ， 数
手 工 编 程 过程 如 下 所 述 。
开 曲线 图 形轨 迹 ， 不 考 虑 刀具 半 径补 偿 。
（ ２ ） 对 于 槽 宽 尺 寸 较 大 的 圆柱 凸轮 槽 ，
轮槽在 工作段必须等 宽 。 这 是 保 证 滚 子 在 使 用 刀具 半 径 补 偿 ， 那 么加 工 槽 腔 两 个 侧 顺 铣 加 工 ， 这 样 使 刀具 受 到 的 切 削 力 不等 ， 圆柱 凸轮 槽 中平 稳 运 动 的 必 要 条 件 。
空间圆柱凸轮的数控加工工艺设计
空间圆柱凸轮的数控加工工艺设计3俞 庆1,刘荣昌2,陈春明2,马淑英2,张 侃1(1.常州工学院机电学院,江苏常州 213002; 2.河北科技师范学院,河北秦皇岛 066004)摘 要:根据空间圆柱凸轮的结构特征、使用和工作特性等要求,确定空间圆柱凸轮数控加工的具体内容,拟定空间圆柱凸轮的数控加工工序,介绍工件坐标系、对刀点及换刀点的确定办法和切削用量的计算调整办法,在Fadal 立式加工中心加工后的零件经用户检测和使用,完全满足圆柱凸轮的使用要求。
关键词:空间圆柱凸轮;数控加工;工艺中图分类号:T H164 文献标识码:A 文章编号:1007-4414(2006)04-0078-02Techn i ca l desi gn for NC processi n g of spa ti a l cyli n dr i ca l camYu Q ing 1,L iu Rong -chang 2,Chen Chun -m ing 2,Ma Shu -ying 2,Zhang Kan1(1.School of m echanical and electronic engineering,Changzhou university,Changzhou J iangsu 213002,China;2.Hebei nor m al university of science and technology,Q inhuangdao Hebei 066004,China )Abstract:Based on the structural character and the kine matic and kinetic de mand of cylindrical ca m,detailed contents of NC p r ocessing of s patial cylindrical ca m are worked out and the NC working p r ocedure is p repared .The selecting methods of the zer o point and changing point of the cutting t ool and the coordinate syste m of workp ieces and the calculati on and adjusting method is intr oduced .Finished p r oducts,which manufactured by fadal machining centre,are fully meeting t o the using re 2quire after users ′testing and using .Key words:s patial s patial cylindrical ca m;NC p r ocessing;technics 空间圆柱凸轮具有体积小、结构紧凑、传递扭矩大和转速高等优点,它在包装、农业机械、纺织、轻工、食品及制药等自动化机械中广泛应用。
C6146车床圆柱凸轮的加工方法
零件 尺寸要 求 ：保证 外 圆直径 为 ￣ １ ８ ０ ｈ ｌ ｌ ，内孔
参 蠡 籼 …
薹 ２ ７
Ｔ 妯 山 。 Ｉ 工 艺
Ｃ ６ １ ４ ６车床圆柱凸轮的加工方法
广州市轻工技师学院 （ 广东
中 捷 机 床 有 限公 司
５ １ ０ ２ ２ ０ ） 刘泳生
刘 佩 茹
直径 为 ０ Ｈ ７ ，圆 柱 凸 轮 槽 宽 为 （ １ ０±０ ． ０ ５）ｍ ｍ，
（ 辽 宁 沈 阳 １ １ ０ １ ４ ２ ）
随着 科 学 技 术 的发 展 ，机 械 加 工 技 术 不 断 提 升
改进 ，由于数 控 设 备 的 诞 生 ，像 圆 柱 凸 轮 等 复 杂 零
部件 的加 工 技 术 也逐 步成 熟 。 圆柱 凸轮 槽 这 种 较 为
槽 深为 １ ０ ｍ ｍ， 槽 两 侧 表 面粗 糙 度 值 为Ｒ ＝ ３ ． ２ ｔ ｘ ｍ，
槽 两侧 与 内孔 ４ ， ５ ｏｍｒ ｆ ｌ 垂 直度 为 ０ ． ０ ３ ｍ ｍ。
６ ７ 。 ：
特殊 的线 性 圆柱 面沟 槽 也 在 各 种机 构 中得 以更 广 泛 应用 ，主要 应用 于机 械 机构 中的 移动 和 旋转 控 制 中 。 本文 针对 Ｃ ６ １ ４ ６车 床 副柱 凸轮 以往 的陈 旧加 工 方法 ，
垂 直度 要 求 ，保 证 加 工 的稳 定 性 和 提 高 生 产 效 率 ，
图１ Ｃ ６ １ ４ ６ ／ Ｃ ６ ２ ４ ６ 车床主轴箱
特 别制作 一个 零 件 锁 紧 装 置 （ 见图３ 、图 ４ ） ，通 过
前端 压块 和 卡 盘 端 面压 紧 圆柱 凸轮 ，后 端 压 块 顶 住
根据该 圆柱 凸轮 有 ＋１ ４ ０ ｍｍ 内孑 Ｌ ，所 以加 工 圆
面向数控加工的圆柱分度凸轮刀具轨迹计算与模拟1
面向数控加工的圆柱分度凸轮刀具轨迹计算与模拟*摘要：介绍圆柱分度凸轮数控加工的方法,建立圆柱分度凸轮的刀具运动轨迹方程,给出在AutoCAD上实现圆柱凸轮NC加工的动态模拟和三维几何造型的过程。
结果表明:能够提高加工精度和效率,并可直接应用于生产实际。
关键词：圆柱分度凸轮; 刀具运动轨迹; 动态模拟中图分类号：TH132.47 文献标识码：ATool-path calculation and simulation of cylindrical index camfaced to NC machiningAbstract: A method of NC machining for cylindrical index cams is introduced, some equations of moving tool path to mill cams profile are established, processes to dynamically simulate of machining and to obtain 3D modeling of cylindrical index cams are presented on AutoCAD. The results indicate that the method can promote precision and efficiency of profile machining, and it can be directly applied to practice.Keywords:Cylindrical index cam; Moving tool path; Dynamic simulation圆柱分度凸轮是通过凸轮廓面与滚子啮合实现分度运动的。
凸轮呈圆柱状,凸轮轴线与分度盘轴线互相垂直交错,滚子轴线与分度盘轴线平行。
该机构的分度数大,且从动盘运动规律可任意选取,因此具有良好的运动特性和动力特性,振动、冲击、噪音比较小,这是其它机构所不能胜任的,广泛应用于各种自动机械的间歇转位分度以及自动生产线的步进输送中,凸轮分度机构是轻工、包装、电子、制药、烟草及化工等行业中,实现自动化、高效化生产的首选核心部件[1]。
圆柱分度凸轮机构的设计及凸轮的数控加工
是由 s1 ( z , y) 和 s2 ( x , z) 两个圆周运动组合产生的 z 、 y 、x 三轴曲线联动而成的空间曲面 。三坐标联动插补
算法是在“函数跟踪法”的基础上提出的 。它能够插补
任意二次曲线 ,并能保证其一阶偏导数连续 。
图 2 曲线展开图
圆柱分度凸轮的廓面为三维空间曲面 。它可以分 解为两个相关坐标系内的二次曲线 。如三维空间曲面 ( x , y , z) ,可以分解为两个相关坐标系 ( x , y) 与 ( y , z) 内的二维曲线 ( y 为公共轴) 。应用“函数跟踪法”原理 可以计算出各自的进给方向 , 但是计算结果并不直接 产生输出 ,而是以公共轴为媒介 (以 y 轴为例) 计算出 最终结果联合输出 。
《液压气动与密封》征订启事
根据科学技术部国科财函 [ 2002 ]号文 ,由中国液压气动 密封件工业协会主办的《液压气动与密封》刊物已正式办理 了从山西迁入北京办刊的手续 ,领取了北京市新闻出版局颁 发的期刊出版许可证 (京期出证字第 4839 号) ,并与北京市 邮政局签订了 2003 年的代发合同 。敬请广大读者 、作者 、广 告客户一如既往 ,继续关注 、支持本刊 ! 同时 ,在订阅 2003 年《液压气动密封》时 ,请使用本刊新的国内统一刊号 : CN11 - 4839/ TH 和新的邮发代号 :82 - 152 。
空间圆柱凸轮槽的数控加工及编程实例
空间圆柱凸轮槽的数控加工及编程实例作者：孙祎来源：《科技资讯》 2013年第25期孙祎(陕西省理工学校陕西西安 710054)摘要:圆柱凸轮机构在日常生产生活中应用广泛,本文以加工典型的圆柱凸轮机构为实例,根据其结构特点,主要针对窄槽的圆柱凸轮槽的手工数控编程方法进行了详细阐述,指出了在数控机床上加工圆柱凸轮槽的普遍数控编程方法。
通过本文可以使读者在数控加工及编程过程中举一反三。
关键词:数控编程圆柱凸轮槽加工工艺中图分类号:TG659文献标识码:A文章编号:1672-3791(2013)09(a)-0011-021 圆柱凸轮机构的结构特点圆柱凸轮机构与平面凸轮机构相比,体积小、结构紧凑、刚性好、转动扭矩大等优点。
但圆柱凸轮机构属于空间凸轮机构,数控程序的编写及加工工艺比平面凸轮要复杂。
平面凸轮一般用3轴数控铣床(或2轴半)加工即可,也可用线切割机床加工。
圆柱凸轮应在4轴以上数控机床上加工。
圆柱凸轮槽的数控铣削加工必须满足以下要求:(1)圆柱凸轮槽的工作面即两个侧面的法截面线必须严格平行;(2)圆柱凸轮槽在工作段必须等宽。
这是保证滚子在圆柱凸轮槽中平稳运动的必要条件。
2 以往加工圆柱凸轮的方法先用CAD软件画出圆柱凸轮轮廓的二维展开曲线图形,利用CAD功能捕捉基点坐标,直接编写刀具中心的移动轨迹。
在具体编写程序时,有两种处理方法:(1)当圆柱凸轮槽宽度不大时,可以找到相应直径的立铣刀沿槽腔中心线进行加工。
编程轨迹就是圆柱凸轮轮廓的二维展开曲线图形轨迹,不考虑刀具半径补偿。
(2)对于槽宽尺寸较大的圆柱凸轮槽,很难找到直径与槽宽相等的标准刀具。
即使有相应的刀具,还要考虑机床主轴输出功率及主轴和工装夹具刚度的限制,特别是机床主轴结构对刀具的限制。
这是我们需采用多个走刀加工,可先中间开槽,然后再分别加工两侧面,如果在编写程序时,不使用刀具半径补偿,那么加工槽腔两个侧表面的刀位点的编程轨迹是变化的,每次都需重新计算基点坐标。
用普通分度头在数控铣床上加工圆柱凸轮
Ｘ ｉ
０ ０． Ｏ ７
０． ２８ Ｏ． ６ ２
Ｙｉ
０ １ ． ６ ５
３－ ２ ７ ４ ． ８ ７
由Ｘ ｉ、 Ｙ ｉ 反 求 出 的极角Ｏ ｉ （ 度）
Ｏ １ ． ０
２ ． Ｏ ２ ． ９
图 １ 圆 柱 凸 轮 ５ ６ １ ． ０ ８ １ ． ６ ７ ６ ． ４ ５ ８ ． ０ ２ ３ ． ９ ４ ． ８
止 口安装 在 底 座８ 上 并 通过 前 盖二 号螺 栓 １ １ 固定 在 底 座 上 。油 缸 后 盖 ｌ ５ 止 口安 装 在油 缸 ｌ ３ 后 端 并 通 过 后 盖 内六 角 螺栓 １ ６ 固定 在 油 缸 上 ，并 且 前 盖 止
４６ ４７
０． ２ ８
０． ０ ７ ０
７ ２ ． ９ｌ
７ ４ ． ６ ７ ６ ． ２ ７
４ ４． ０
４ ５ ． ０ ４ ６ ． ０
从 图１ 看出 ： 凸轮 理论 曲线坐 标Ｙ ｉ Ｎ Ｉ 是 ６１ ９ ０ ｍ ｍ
圆 的一 段 弧长 ， Ｘ ｉ 即是 沿 凸 轮轴 向 的坐标 值 。加 工
２ ０ １ ３年第 ８期
用普 通 分度 头 在数 控铣 床 上加 工 圆柱 凸轮 时 ， 凸轮 的安装 及 加工如 图２ 所 示 。其主程 序如 下 ：
０５ ０ ０ ０
的圆弧段 ）
Ｎ５ ２ Ｚ５ ． ０ Ｆ５ ０ ０：
（ 手动转分 度 头 △Ｏ 。 度）
Ｎ５ ３ Ｘ０． ０ ０ ７ Ｍ ９８ Ｐ ５０ ０１ Ｌ１；
关 秀 敏
（ 石 家庄金 刚 内燃机零 部件 集 团有 限公 司） ［ 摘要］ 本 本 文介 绍 了用普通 分度 头在 数控 铣床 上加 工 圆柱 凸轮 如何 编制数 控加 工程 序 ， 使新
基于MasterCam的圆柱凸轮数控编程
圆柱 凸轮 槽宽度不 大时 ，通 常选择 相应直径 的立铣 刀沿
柱 凸轮槽。
６ ＣＤＣＭ ４ Ａ ／ Ａ 与制造业信息化 ｗ ｗ ｉｎ ｖ ． ｒ． ｗ ． ｏ ｏｃ ｎｃ ｄ ｏ ｎ
如图３ 所示对话框 ，用来设置工件 的旋 转轴。
选 取 带 旋 转 轴 的 后 置 处 理 器 ，即 将 ＊Ｐ Ｔ 件 第 ６ “一 ．Ｓ 文 行 ４
ａ ｉ／ｘｓ ｕ ｓ ｘｓＡ ｉ ｓ ｂ ”的参数设置为 “Ｅ ”状态 的后置处理器 ，如 ＹＳ Ｍ ｆｎｐｔ ｐａ ．ｓ ，生成的数控加工程序 （ 部分 ） 如下 ：
ｒｎ ｎ ／＇ ｉ ｆ
车间
进给速度
ｍｍ ／ ｉ ｎｌ ｎ
切 削深度 凸轮联 接 ，心轴 的 细端车有 螺纹和 中心孔 ，可
Ｉｍ ｎ
通过螺母 和垫 圈压紧 凸轮。心 轴粗端 装在数控 分度头 的三爪 卡盘上 ，细端 用尾座顶 尖和其 中
， 配合 紧固。 ｔ ｑｔ
１
预 钻 工 艺 孔
尽管 凸轮 槽已预 钻 了一 工艺孔 ，原则上不 需要采用键槽
槽腔 中心线进 行加 工 ，可比较容 易加工 出符合上 述要求 的圆 铣刀 ，但实际加工 中，精加工部分最好仍采 用键槽铣刀 ，否则
槽底将不平而上凸 ，刀具越 大 ，上凸越大 。
栏 目主持 ：丁海骜 投 稿 信 箱 ： ｄｎ ｈ ｏ ｄ ｏ ｏｃ ｒ． ｉｇ ａ ＠ｉｎ ｖ ． ｎ ｃ ｏ ｎ
Ｉｎ Ｔ ｌ Ｉ
零件名称
圆柱 凸轮 槽
圆柱凸台(带H)的数控加工工艺与编程(FANUC 0系统)
圆柱凸台（带H）的数控加工工艺与编程(FANUC 0系统)1 零件分析（1）零件图样如图图1，零件包括外圆柱阶梯面，通孔，H字型等加工。
材料为08F低碳钢，毛坯尺寸。
（2）精度分析本零件无特殊精度要求。
对于尺寸精度要求主要通过在加工过程中的准确对刀，正确设置刀补以及正确制定合适的加工工艺措施来保证。
（3）表面粗糙度加工面要求均为。
对于粗糙度要求，主要是通过选用合适的刀具及其几何参数，正确的粗精加工路线，合适的切削用量及冷却液等措施来保证。
2 工艺分析及确定工艺路线，选择数控机床设备（1）确定装夹方案，定位基准，编程原点，加工起点，换刀点由于毛坯为棒料，用三爪自定心卡盘夹紧定位。
加工中心的换刀点是固定的，故编程原点取为工件上表面圆心点。
（2）制定加工方案及加工路线根据工件的形状及加工要求，选用加工中心加工。
数控系统选用FANUC-0。
机床选用标准立加工中心。
加工路线为：铣外圆柱阶梯面→铣H字→铣通孔→完成。
（3）刀具的选用根据加工内容，可选用SC215.17.16-20的平底刀，DZ2000-10的平底刀，两刀具的刀片材料均选用硬质合金。
具体情况见下表：表1序号刀具号刀具名称及规格切削刃数数量加工表面1T01φ20的平底刀21侧面+全底面2T02φ10的平底刀21铣H字和孔（4）确定加工参数主轴转速（n）：硬质合金材料的刀具切削低碳钢工件时切削速度v取45~60m/min，根据公式及加工经验，T01刀具的主轴转速取为800r/min,T02刀具的主轴转速取为1600r/min。
进给速度（）：加工时，为提高生产效率，在保证工件质量的前提下可选择较高的进给速度，查询相关资料可取铣外圆柱表面的进给速度为120mm/min，铣H字和孔取240mm/min。
（5）轮廓基点坐标的计算（6）制定加工工艺经上述分析，加工工艺见下表：表2材料08F低碳钢零件号0001系统FANUC工步号工步内容刀具转速/（r/min）进给速度/（mm/min）1铣外圆柱阶梯面T018001202铣H字型T021600240 3铣孔T021600 240（7）机床参数设定G54 X= -300.0mm Y= -215.0mm Z= -334.0mmH002= -60.0mm3 编写加工程序加工程序卡表3程序号O0010编程系统FANUC-0程序简要说明N010 G00 G90 G54 X0. Y50.; N020 S800 M03;N030 Z10. M08;N040 G01 Z-10. F150;N050 G02 X0. Y50. I0. J-50.; N060 G00 Z50. M09;N070 M05;N080 G91 G28 Z0.;N090 T02 M06;N100 G00 G90 G54 X-13. Y15.; N110 S1600 M03;N120 G43 Z10. H02 M08;N130 G01 Z-5. F150;N140 Y-15.;N150 G00 Z10.;N160 X13. Y15.;N170 G01 Z-5. F150;N180 Y-15.;N190 G00 Z10.;N200 X-8. Y0.;N210 G01 Z-5. F150;N220 X8.;N230 G00 Z10.;N240 G00 G90 G54 X0 Y0;N250 G01 Z-30.F150;N260 G00 Z50.M09;N270 M05 M30G54定位（0,50）主轴正转,转速800r/min快速移到Z=10点，冷却液开直线插补进给速度为120mm/min 下降到Z=-10圆弧插补主轴回到Z=50 冷却液关主轴停转返回换刀平面换T02刀具G54定位（-13,15）主轴正转,转速1600r/min对T02进行刀补冷却液开直线插补进给速度为240mm/min 下降到Z=-5直线插补提刀刀具移动（13，15）直线插补进给速度为240mm/min 下降到Z=-5直线插补提刀刀具移动（-8，0）直线插补进给速度为240mm/min 下降到Z=-5直线插补主轴回到Z=10G54定位（0,0）直线插补进给速度为240mm/min 下降到Z=-30主轴回到Z=50 冷却液关程序结束。
圆柱凸轮数控加工工艺技术研究
工艺与装备３７圆柱凸轮数控加工工艺技术研究玄冠涛邵园园（山东农业大学机电工程学院，泰安２７１０１８）摘要：阐述了圆柱凸轮数控加工工艺的技术方法，重点对圆柱凸轮的加工方法、装夹、工艺路线的制定、加工参数选择、机床反向间隙补偿、圆柱凸轮廓面检测等工艺环节进行了分析研究，并在ＤＭＵ７０Ｖ加工中心上完成了圆柱凸轮的数控加工，提高了圆柱凸轮的加工品质。
关键词：圆柱凸轮数控加工工艺展成法２圆柱凸轮的加工工艺过程２．１数控加工设备加工设备采用德国ＤＥＣＫＥＬＭＡＨＯ公司出品的ＤＭＵ７０Ｖ五轴联动立式加工中心，该加工中心采用的两轴工作台是ＤＥＣＫＥＬＭＡＨＯ公司的专利技术，它是采用４５°斜面达到工作台的立卧转换。
ＤＭＵ７０Ｖ配置有容量６４把刀的刀库，辅助机能可以保证加工中心在加工过程中实现刀具长度、直径自动补偿，螺距误差、丝杠间隙自动补偿，并具有过载保护、故障检测等功能。
它具有能够自动测量刀具的激光测头，及能够检测加工要素的加工精度和定位功能的球形测头。
分度盘圆柱凸轮廓面属于空间复杂曲面，它的加工品质的高低直接影响圆柱分度凸轮机构（图１）的性能。
长期以来，我们往往探讨和重点分析的是如何利用各种先进制造技来提高圆柱凸轮的加工品质，实术（ＣＡＤ／ＣＡＭ，ＮＣ技术等）际上加工工艺对其制造品质也有很重要的影响。
本文将探讨和研究圆柱凸轮的加工工艺技术。
凸轮图１圆柱凸轮机构１圆柱凸轮的加工工艺分析由于圆柱凸轮廓面为三维空间曲面，故采用展成法加工圆柱凸轮（图２），其原理是：一方面将要加工的凸轮毛坯模拟其在工作中的旋转运动（沿其中心轴线），另一方面让铣刀中心模拟圆盘上的某一个滚子中心轨迹运动，两模拟运动协调动作即可加工出圆柱凸轮。
而要使这两方面的模拟动作协调运动，用普通加工方法很难实现，一般最少需要三坐标（如ｘ轴，ｙ轴，机床回转轴Φ）的数控机床。
２．２工装设计空间凸轮的加工至少需要三坐标或两坐标联动以上的数控机床，根据ＤＭＵ７０Ｖ的机床坐标系如图３（直线坐标Ｘ，Ｙ，Ｚ和旋转工作台坐标Ｂ，Ｃ），我们选用Ｘ，Ｙ，Ｃ坐标作为圆柱凸轮加工的三坐标，也就是说一方面让Ｘ，刀具凸轮毛坯图３各轴定义示意图Ｃ轴／第５轴Ｂ轴／第４轴Ｙ联动走圆弧，同时工作台绕Ｃ轴旋转，以加工出符合要求的圆柱凸轮槽。
一种圆柱分度凸轮的数控加工编程方法
一种圆柱分度凸轮的数控加工编程方法作者：黄伟波来源：《中国科技博览》2014年第33期[摘要]针对圆柱分度凸轮采用4轴联动加工编程难度高的问题，提出一种综合利用Pro/E、Mastercam、Excel三种软件进行简化建模、编程的原理和方法。
通过此方法生成的加工程序符合机床4轴联动的控制要求。
将程序用于零件试加工，经装配并运行后证实该零件加工合格。
实例表明，此种编程方法可行，且简单、易掌握，在凸轮加工领域具有一定的实用价值。
[关键词]圆柱分度凸轮；数控加工编程；Pro/E；Mastercam；Excel中图分类号：U416.1 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）33-0013-021 引言圆柱分度凸轮机构是将凸轮的连续转动转化为分度盘的间歇转动的一种机构，主要应用于冲压机械、包装机械、制药机械及需要固定转位的自动化机械中[1]。
随着设计能力及加工精度的不断提高，此种机构得到了迅速发展和广泛应用。
圆柱分度凸轮作为该机构的关键部分，其核心内容是凸轮槽的设计及加工。
基于圆柱分度凸轮机构的运动特点，凸轮槽必须采用机床4轴联动的方式进行加工。
现行采用的较为精确的方法是利用UG等三维软件的高级功能进行凸轮的建模与编程。
如王卫兵等[2]利用UG/Grip编程工具开发了圆柱分度凸轮辅助建模系统，实现凸轮的精确建模，再利用UG NX加工模块的可变轴曲面轮廓铣编制凸轮沟槽的多轴加工程序。
但对于一般的编程人员来说，此等方法难度高，不易掌握。
因此，寻求一种简单，易掌握的建模和编程方法具有一定的研究意义。
Pro/E、Mastercam、Excel是机械行业内常用的软件，其基本功能的应用已能被大多数的编程人员所掌握。
本文尝试将以上三种软件相结合，进行凸轮的简化建模及编程。
2 凸轮简化原理及编程思路圆柱分度凸轮机构（如图1）运行时，凸轮做A轴转动；滚子与分度盘一起做间歇性转动，其运动可分解为X、Y方向的运动。
基于G07.1指令圆柱凸轮数控编程探究
基于G07.1指令圆柱凸轮数控编程探究[摘要]本文从G07.1指令的格式、应用注意点出发，结合教学过程中的应用实例，在第四轴编程时，特别在需要圆周分度的情况下，进一步说明G7.1指令在圆柱凸轮数控编程中的应用。
【关键词】G07.1；圆柱凸轮；数控编程引言G07.1指令是圆柱插补功能，是FANUC系统特殊功能指令，尤其在第四轴编程时有大的用场，特别在需要圆周分度的情况下，更体现了它的作用。
1、圆柱插补G07.1指令格式：G07.1 旋转轴名称圆柱半径；（1）G07.1 旋转轴名称0；（2）说明：以（1）的指令进入圆柱插补模式，指令圆柱插补的旋转轴名称。
以（2）的指令解除圆柱插补模式。
例如：00001 N1 G28 N2….. N6 G07.1 C125.0;进行圆柱插补的旋转轴为C轴，圆柱半径为125mm。
…… …….N7 G07.1 C0; 圆柱插补模式解除。
……. …….2、G07.1圆柱状插补过程中应注意的问题1.G07.1必须在单独程序段中。
2.圆柱插补模式中，不可再设定圆柱插补模式。
再设定时，须将原设定先解除。
3.圆柱插补可设定的旋转轴只有1个。
因此G07.1不可指令2个以上的旋转轴。
4.定位模式（G00）中，不可指令圆柱插补。
5.圆柱插补模式中，不可指定钻孔用固定循环（G73、G74、G76、G81～G89）。
6.刀具长度补偿必须在进入圆柱插补模式前写入。
在圆柱插补模式中，不可进行补偿的变更。
7.分度盘机能使用中，不可使用圆柱插补指令3圆柱形插补举例（X轴按直径编程、C轴按角度编程）例1：在圆柱表面加工曲线槽。
（如图）O0002（圆柱形插补）N15 T0505N25 M13 对从动刀具旋转（相当于M03）N30 G97 S2000N32 M52 主轴定位N35 G07.1 C19.1 开始插/毛坯半径N37 G94 F200N40 G0 X45 Z-5N45 G1 X35 C0 Z-5N50 G1 Z-15 C 22.5N55 Z-5 C 45N60 Z-15 C 67.5N65 Z-5 C 90N70 Z-15 C 112.5N75 Z-5 C 135N80 Z-15 C 157.5N85 Z-5 C 180N90 Z-15 C 202.5N95 Z-5 C 225N100 Z-15 C 247.5N105 Z-5 C 270N110 Z-15 C 292.5N115 Z-5 C 315N120 Z-15 C 337.5N125 Z-5 C 360N130 X45N135 G07.1 C0 插补结束N140 M53 园轴操作结束N145 G0 X80 Z100 M15N150 M30例2：运用加工图所示的零件，刀具T01为φ8mm的刀具，半径补偿号为D01。
写出圆柱立体凸轮四轴加工编程的工艺过程卡片
写出圆柱立体凸轮四轴加工编程的工艺过程卡片圆柱立体凸轮是一种重要的机械零件，常用于各种机械设备中，特别是在汽车和机床中。
下面是圆柱立体凸轮四轴加工编程的工艺过程卡片：1.工艺基本信息：-工件名称：圆柱立体凸轮-工艺编程方式：四轴加工编程-材料：根据具体工件要求选择合适材料-精度要求：根据实际情况确定2.工艺设备：-数控机床：根据工件尺寸和复杂度选择合适的数控机床，具备四轴控制功能-刀具：根据工件的轮廓和加工要求选择合适的刀具-量具：测量工件尺寸的量具3.工艺流程：-设计凸轮的三维模型：使用CAD软件设计凸轮的三维模型，包括凸轮的轮廓和各个加工特征，如孔、槽等。
-安装工件和夹具：将工件固定在数控机床上，并使用合适的夹具确保工件的稳定和位置精确。
-刀具路径规划：根据凸轮的三维模型，使用CAM软件生成刀具路径，确定每个轴的移动轨迹和切削点，以及切削深度和切削速度等参数。
-编写加工程序：根据刀具路径，编写加工程序，包括每个轴的坐标运动和刀具的进给速度等指令。
-调试和验证：运行加工程序，调试机床和刀具的运动轨迹，确保切削点和切削深度的准确性。
-加工工艺参数调整：根据实际加工情况，调整加工工艺参数，如切削深度、切削速度等，以保证工件质量和加工效率。
-检测和测量：使用量具对加工后的工件进行检测和测量，确认工件尺寸和形状是否符合要求。
-完成加工：加工并完成工件。
4.工艺注意事项：-选择合适的刀具和切削参数，以保证切削质量和加工效率。
-在加工过程中，要注意切削力和切削温度的控制，以避免对工件和刀具产生不利影响。
-在加工过程中，要保持工件和刀具的稳定性，避免振动和松动。
-在加工之前，要对机床和工件进行良好的清洁和保养，以确保加工的准确性和质量。
通过以上工艺过程卡片，可以清晰地组织和管理圆柱立体凸轮四轴加工编程的工艺流程，确保工件的精度和质量，并提高加工效率。
高速圆柱分度凸轮的数控加工
高速圆柱分度凸轮的数控加工
唐伟
【期刊名称】《制造技术与机床》
【年(卷),期】1997(000)009
【摘要】介绍了圆柱分度凸轮的数控加工方法和专用数控系统，特别是凸轮特征曲线的二次曲线拟合及数控编程方法。
【总页数】2页(P29-30)
【作者】唐伟
【作者单位】山东工业大学
【正文语种】中文
【中图分类】TG659
【相关文献】
1.面向数控加工的圆柱分度凸轮刀具轨迹计算与模拟 [J], 南朝子;张俊
2.圆柱分度凸轮的曲线设计与数控加工解析 [J], 韩玉娟
3.圆柱分度凸轮非等径数控加工自动编程 [J], 滕皓;蔡卫东;郭培全
4.两轴联动数控加工圆柱分度凸轮的理论制造误差分析 [J], 王红岩;史锦屏;郭培全
5.圆柱分度凸轮机构的设计及凸轮的数控加工 [J], 金作成;陈龙宝
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