浅谈柱面凸轮槽手工编程的方法
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
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。
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。
solidworks圆柱面螺纹凸轮槽
随着现代科技的不断发展，CAD软件的运用在工程设计领域中变得日益普及和重要。
其中，SolidWorks 作为一款功能强大的三维CAD软件，在工程设计领域被广泛应用。
在 SolidWorks 中，设计师可以通过不同的功能和工具来实现各种复杂的设计任务，其中包括圆柱面螺纹凸轮槽。
本文将深入探讨 SolidWorks 圆柱面螺纹凸轮槽的设计和应用，从原理、步骤、技巧和实例等多个方面进行介绍。
一、圆柱面螺纹凸轮槽的原理在机械设计中，螺纹凸轮槽是一种常见的机械零件，它通常用于将旋转运动转换成线性运动。
圆柱面螺纹凸轮槽是一种不对称的非圆曲线轮廓，它可以实现不同行程下的线性运动。
在 SolidWorks 中，设计师可以通过建模和相关功能来实现圆柱面螺纹凸轮槽的设计，从而满足不同的工程设计需求。
二、圆柱面螺纹凸轮槽的设计步骤1. 创建零件：在 SolidWorks 中创建一个新的零件文件，选择合适的标准和尺寸。
2. 绘制圆柱体：在零件文件中，绘制一个圆柱体作为螺纹凸轮槽的基础。
3. 绘制螺纹曲线：使用 SolidWorks 的曲线绘制功能，在圆柱体上绘制螺纹曲线。
4. 修剪曲线：根据设计需求，对螺纹曲线进行修剪，确保其符合设计要求。
5. 创建轮廓：基于螺纹曲线，创建螺纹凸轮槽的轮廓。
6. 实体建模：利用 SolidWorks 的实体建模功能，将轮廓转换为实体零件。
7. 完善设计：对实体零件进行完善和调整，确保其满足设计要求和标准。
8. 检验模型：在设计完成后，通过 SolidWorks 的模拟功能对模型进行检验和分析。
三、圆柱面螺纹凸轮槽的设计技巧1. 规范标准：在设计过程中，遵循相关的标准和规范，确保设计的准确性和可靠性。
2. 参数化设计：在 SolidWorks 中，可以通过参数化设计的方式对圆柱面螺纹凸轮槽进行设计，从而提高设计的灵活性和效率。
3. 模块化设计：可以将圆柱面螺纹凸轮槽设计为一个模块，在不同的零件中进行重复利用，提高设计的复用性。
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
凸轮槽板类零件数控铣削工艺分析及数控加工编程
凸轮槽板类零件数控铣削工艺分析及数控加工编程 6-4 凸轮槽板加工程序的编制......................................21 第七章 UGNX8.0 软件介绍.............................................22 7-1 UGNX8.0 界面................................................22 7-2 UG 建模模块介绍.............................................23 7-3UGNX/CAM 模块介绍............................................24 第八章凸轮槽板 UG 编程及刀具轨迹路线图模拟..........................26 8-1 刀具创建....................................................26 8-2 坐标系以及几何体的创建......................................26 8-3 创建操作....................................................27 第九章工艺设计总结................................................. 31 参考文献........................................................... 32
数控技术及装备是发展新兴高新技术产业和尖端工业的使能技术和最 基本的装备。世界各国信息产业、生物产业、航空、航天等国防工业广泛 采用数控技术，以提高制造能力和水平，提高对市场的适应能力和竞争能 力。工业发达国家还将数控技术及数控装备列为国家的战略物资，不仅大 力发展自己的数控技术及其产业，而且在"高精尖"数控关键技术和装备方 面对我国实行封锁和限制政策。因此大力发展以数控技术为核心的先进制 造技术已成为世界各发达国家加速经济发展、提高综合国力和国家地位的 重要途径。
基于UG软件的圆柱凸轮槽数控加工
基于UG软件的圆柱凸轮槽数控加工摘要：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。
本文主要解决了通过UG软件来实现圆柱凸轮的复杂凸轮槽的加工，替代传统的加工方法，提高凸轮的加工精度和效率。
关键词：圆柱凸轮；数控加工；工艺；可变轴轮廓铣；四轴编程凸轮机构一般是由凸轮，从动件和机架三个构件组成的高副机构。
凸轮通常作连续等速转动，从动件根据使用要求设计使它获得一定规律的运动。
凸轮机构能实现复杂的运动要求，广泛用于各种自动化和半自动化机械装置中，它分为平面凸轮机构和空间凸轮机构。
其中，空间凸轮机构中的关键零件凸轮的加工一直是机械加工的难点。
凸轮是一个具有曲线轮廓或凹槽的构件，一般可分为盘形凸轮、移动凸轮和圆柱凸轮三类。
其中带有槽体的圆柱凸轮是比较常见的一种空间凸轮，对其槽的加工常规方法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且一致性差。
随着多轴加工的逐渐成熟和推广开来，在圆柱凸轮槽加工上我们可以充分利用CAD/CAM软件的强大功能来弥补常规方法的不足。
本文我们以加工的外协件-圆柱凸轮槽为例来介绍如何在UG软件中采用多轴加工的方法来实现圆柱凸轮槽的加工。
1 加工工艺分析图1是笔者近来进行外协编程的一用于包装机械上的外协件，从上面二维图上我们可以得知该圆柱凸轮槽是环绕在圆柱面上的等宽槽，槽宽25mm，槽深20mm，显然，通过一般的XYZ三轴连动是无法加工出来的，必须借助一个角度变化来控制槽在圆柱面的分布，那么只能考虑采用四轴编程加工来实现。
考虑到模具厂现有设备的实际状况，普通的三轴数控铣床没有配备数控分度头只能三轴连动，显然无法实现该工件的加工，虽然具有五轴功能的高速FIDIA铣床从原理上可以实现，但由于该工件的加工量较大为20mm，所以也不适合在其上加工。
最终安排在带有数控回转工作台的国产卧式加工中心上进行，它可以实现工作台旋转360度从而可以满足此次加工要求。
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。
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
圆柱凸轮加工方法及应用
西 南 交 通 大 学本科毕业设计（论文）圆柱凸轮加工方法及应用年 级：2005级学 号：20055355姓 名：商飞专 业：制造工程指导老师：彭新宇2009年6月院 系 机械工程学院 专 业 制造工程 年 级 2005级 姓 名 商飞题 目 圆柱凸轮加工方法及应用指导教师评 语指导教师 (签章)评 阅 人评 语评 阅 人 (签章) 成 绩答辩委员会主任 (签章)年 月 日毕业设计（论文）任务书班级 2005制造工程一班学生姓名商飞学号 20055355发题日期：2009 年 3 月 5 日完成日期：2009年 6 月 15 日 题目圆柱凸轮加工方法及应用1、本论文的目的、意义空间凸轮是空间凸轮机构中的关键零件，其传统方法加工难度大，周期长，加工精度低，对操作工人技术水平要求高。
本文研究了采用CAD/CAM技术采用数控机床进行空间凸轮加工的方法。
讨论整个加工工艺过程的决策。
并采用UG/CAM技术针对具体凸轮的重要加工工序完成了加工程序和刀路仿真，并针对该重要工序设计夹具。
通过对本课题的研究，能让学生深刻理解当前进行此类产品进行加工工艺决策的理论，有助于将其在几年大学所学习知识与实践结合并得到综合运用。
使其初步具备从事技术和科研工作的能力。
2、学生应完成的任务收集并吸收关于此类产品的加工工艺决策理论的资料，深刻理解基于CAD/CAM的数控编程技术，将二者有机的结合在一起并运用于空间凸轮重要工序的加工程序编制并设计夹具（提供NC程序及电子或纸质夹具图）。
3、论文各部分内容及时间分配：（共 15 周）第一部分 收集资料，吸收消化 ( 3周)第二部分 确定技术路线，整理论文思路 (1 周)第三部分 完成论文初稿 ( 6周)第四部分 修改论文 ( 1周)第五部分 定稿及其他 ( 1周)评阅及答辩 ( 周)备 注指导教师： 年 月 日审 批 人： 年 月 日摘要圆柱凸轮机构是一种用于高速间歇分度的空间凸轮机构，圆柱凸轮轮廓面与分度盘上均布的圆柱滚子共轭啮合。
圆柱凸轮槽的四轴加工与宏程序编制
１ 问题 概 况
图 １所 示 为 某 气 动 夹 具 上 的 压 板 零 件 ， 其 上 有 一
板旋 转 一定 角度 后松 开工件 ， 便 于 工 件 的 快 速 拆 装 。 圆
柱 凸轮 槽从上 至 下共分 三段 ， 是加 工 中的难 点 。
圆 柱 凸 轮 槽 形 成 一 个 凸 轮 机 构 ，凸 轮 槽 圆 周 展 开 图 如
３ 装 夹 与 找正
湖北 省教育厅科学研究项 目（ 编号 ： Ｂ ２ ０ １ ７ ５ ３ ６ ） 收稿 日期 ： ２ ０ １ ７年 ７月
压 板 为异 型件 ， 为保证 后 续零 件加 工 的方便 ， 设计
机械制造 ５ ５ 卷 第６ ４ ０ ￣ ］
２ ０ １ ７ ／ １ ２ 回
如 图 ５所 示 数 控 加 工 装 夹 方 案 。 加工 时 。 将 零 件 与 专 用
加 工 能提 升 加 工效 率与精 度 。 以 压板零 件 为例 ， 对 圆柱 凸轮 槽 的 四轴 加 工进 行 介绍 ， 并选 用 西 门子 ８ ０ ２ Ｄ 系统进 行 宏程序 设计 与 编制 。程序 通 过 Ｖ Ｅ Ｒ Ｉ Ｃ Ｕ Ｔ软 件仿 真及 实际加 工检 验 ， 可 为 同类 产品 的ｂ ． Ｙ － 提 供
ｐｒ ｏ ｃ ｅ ｓ ｓ ｏｄ ｒ ｕ ｃ ｔ ｓ ．
Ｋｅ ｙ Ｗｏ ｒ ｄ ｓ ：Ｃａ ｍ Ｇｒ ｏ ｏ ｖ ｅ ＮＣ Ｐ ｒ ｏ ｃ ｅ ｓ ｓ ｉ ｎ ｇ Ｍａ ｃ ｒ ｏ Ｒｏ ｕ ｔ ｉ ｎ ｅ Ｄｅ ｓ ｉ ｇ ｎ
图 ２所 示 ． 凸 轮 槽 外 形 如 图 ３所 示 。 该 凸 轮 机 构 能 使 压
２ 加 工 工 艺 简 介
由于零 件生 产 ５ ０ ０件 ． 从 经济 角度 考虑 ， 先将 零件
圆柱凸轮加工程序
7.4.1 圆柱凸轮加工程序如图7-36所示的圆柱凸轮，本例用Mastcam 8.0自动编程加工。
图7-36 圆柱凸轮1．工艺分析所谓圆柱凸轮，就是在圆柱面上加工出按一定规律环绕的曲线沟槽，或在其端面上加工出特殊曲面。
这些沟槽可以是首尾相连封闭式的，也可以是首尾不相连开式的。
凸轮沟槽可以是等宽的，也可以是不等宽的，但通常深度是相同的。
圆柱凸轮机构可以实现任意复杂的运动形式，从动件运动机构在行程中可停留或等速运动，同时具有结构简单、体积小的优点，广泛应用在内燃机、包装机械、纺织机械、计算机外围设备以及自动控制系统等众多领域。
本例圆柱凸轮的材料为40Cr ，其基圆直径为32mm ，槽宽为04.002.012++mm ，工作面粗糙度Ra 为1.6μm ，凸轮槽展开线如图7-37所示（包括凸轮槽中心线及上下轮廓线）。
两端面的平行度误差不大于0.01mm ，φ32H7孔的尺寸精度为0.025mm 、圆跳动度不大于0.01mm ，外圆与内孔的同轴度精度为0.01mm 。
本例圆柱凸轮的加工工序如表7-13所示。
凸轮槽的数控加工是圆柱凸轮加工的关键。
对圆柱凸轮槽的数控铣削加工必须满足以下要求，以确保滚子在圆柱凸轮槽中平稳运动：① 圆柱凸轮槽的工作面即两个侧面的法向截面线必须严格平行。
② 圆柱凸轮槽在工作段必须等宽。
圆柱凸轮槽宽度不大时，通常选择相应直径的立铣刀沿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柱凸轮槽。
B-凸轮上轮廓线，c-凸轮槽中心线，d-凸轮下轮廓线图7-37 凸轮槽展开线图编制圆柱凸轮的程序是以其展开线为依据的。
2．确定数控加工装夹及刀具三坐标数控铣床只具有X、Y、Z3个直线移动坐标，无法加工圆柱凸轮类零件。
为在三坐标数控铣床上铣削圆柱凸轮，需要增加数控分度头，通过回转轴和直线轴的联动实现凸轮槽的加工。
加工圆柱凸轮前，要先加工一个带有台阶的心轴，台阶端面上配一定位销，并使之和凸轮端面上的定位孔相配合，或者在心轴上加工一键槽，通过键与圆柱凸轮连接，本例采用键连接的方法。
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。
圆柱凸轮加工方法及应用
西 南 交 通 大 学本科毕业设计（论文）圆柱凸轮加工方法及应用年 级：2005级学 号：20055355姓 名：商飞专 业：制造工程指导老师：彭新宇2009年6月院 系 机械工程学院 专 业 制造工程 年 级 2005级 姓 名 商飞题 目 圆柱凸轮加工方法及应用指导教师评 语指导教师 (签章)评 阅 人评 语评 阅 人 (签章) 成 绩答辩委员会主任 (签章)年 月 日毕业设计（论文）任务书班级 2005制造工程一班学生姓名商飞学号 20055355发题日期：2009 年 3 月 5 日完成日期：2009年 6 月 15 日 题目圆柱凸轮加工方法及应用1、本论文的目的、意义空间凸轮是空间凸轮机构中的关键零件，其传统方法加工难度大，周期长，加工精度低，对操作工人技术水平要求高。
本文研究了采用CAD/CAM技术采用数控机床进行空间凸轮加工的方法。
讨论整个加工工艺过程的决策。
并采用UG/CAM技术针对具体凸轮的重要加工工序完成了加工程序和刀路仿真，并针对该重要工序设计夹具。
通过对本课题的研究，能让学生深刻理解当前进行此类产品进行加工工艺决策的理论，有助于将其在几年大学所学习知识与实践结合并得到综合运用。
使其初步具备从事技术和科研工作的能力。
2、学生应完成的任务收集并吸收关于此类产品的加工工艺决策理论的资料，深刻理解基于CAD/CAM的数控编程技术，将二者有机的结合在一起并运用于空间凸轮重要工序的加工程序编制并设计夹具（提供NC程序及电子或纸质夹具图）。
3、论文各部分内容及时间分配：（共 15 周）第一部分 收集资料，吸收消化 ( 3周)第二部分 确定技术路线，整理论文思路 (1 周)第三部分 完成论文初稿 ( 6周)第四部分 修改论文 ( 1周)第五部分 定稿及其他 ( 1周)评阅及答辩 ( 周)备 注指导教师： 年 月 日审 批 人： 年 月 日摘要圆柱凸轮机构是一种用于高速间歇分度的空间凸轮机构，圆柱凸轮轮廓面与分度盘上均布的圆柱滚子共轭啮合。
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浅谈柱面凸轮槽手工编程的方法
【摘要】多轴数控加工中心机床是一种技术密集度及自动化程度很高的机电一体化加工设备，随着多轴数控机床的广泛应用与普及，越来越多的企业发现对于懂得多轴加工编程技术人才的需求量必将不断增加，而且多轴手工编程工作已经成为影响加工效率的一个重要途径。
本文就多轴槽类手工编程的方法进行分析探讨。
【关键词】手工编程；多轴加工；宏程序；槽类
多轴加工是指3轴以上的控制加工，其中具有代表性的是4轴控制加工中心。
这种加工中心可以加工用3轴控制机床无法加工的复杂形状工件。
如果用它来加工3轴控制机床能加工的工件，那可以提高加工精度和效率。
对刀具和工件的相对位置来说，现在的多轴控制加工中心可以设置6根轴，即沿直线作前后、左右或上下移动的X、Y、Z的3根轴，还有控制工作台倾斜角度的B轴和控制主轴回转角度的C轴。
使用回转刀具时，则由Z轴控制回转的主轴作上下或前后移动，就成为5轴控制。
一、编程方法分析
由于不同数控系统的编程指令代码有所不同，因此应根设备类型进行编程。
下面以发那科Oi-MC数控系统为例，对典型多轴槽加工进行编程分析。
图 1-1 零件图
对于这样的一个凸轮槽，我们首先来分析它的展开图，该零件加工部位属于不对称的槽类零件，直线处拐角圆弧不一样大，如果这样的图形放在二维平面上加工很简单，对于直线我们可以通过弧长转换成角度的公式将XY轴的直线插补直接转换成X轴和A轴的插补。
对于圆弧，在二维加工中，只要用圆弧插补就可以来完成，但在四轴加工中，这样的圆弧是用X轴和A轴的插补来完成，它是无法实现圆弧插补，这是该图形最大的问题，因为圆弧插补不能用，所以我们只能用宏程序赋值走直线的方法来完成圆弧的加工，用宏程序赋值就必须要知道圆弧的角度和切点的坐标，通过如图1-1的提示我们可以从计算机中找出，如图1-2所示。
图1-2 轮廓的坐标和角度
弧长转换成角度的公式：
L为弧长（在XY轴加工转换成XA轴加工时L直接用Y值坐标代入，算出的就是A值）
R为圆弧最大半径
1．圆方程：X=R* cos（t）
Y=R*sin（t）
程序编制
具体程序如下：
G90 G00 G54 X0 Y0 Z200.0 A0 建工件原点在圆柱中心的轴线上，将A轴回零
T1 M6 调用1号刀具（φ20立铣刀）G43 Z60.0 H01 建立1号长度补偿
S2000 M03 主轴正转，给定转速
G0 Z55 Z轴定位到工件表面
G01 Z45.0 F100 Z插补切入工件
A60 F200 转动A轴加工至R15圆弧起点#1=0 加工R15圆弧
N50 #2=15*SIN[#1]
#3=15*COS[#1]
#4=[#2*180]/[3.14*50]
G01 X[#3-15] A[#4+60]
#1=#1+1
IF [#1 LE 27.47] GOTO 50
G01 X-47.745 A169.428 插补至R20圆弧起点
#5=207.47 加工R20圆弧
N10#6=20*SIN[#5]
#7=20*COS[#5]
#8=[#6*180]/[3.14*50]
G01 X[#7-40] A[#8+180]
#5=#5-1
IF [#5 GE 142.4] GOTO 10
G01 X-4.155 A256.015 插补至第二个R20圆弧起点#9=-37.6 加工R20圆弧
N200 #10=20*SIN[#9]
#11=20*COS[#9]
#12=[#10*180]/[3.14*50]
G01 X[#11-20] A[#12+270]
#9=#9+1
IF [#9 LE 0] GOTO 200
G01 X0 A360.0 进给到终点位置
G90 G00 Z50.0 Z轴抬刀
M30 程序结束
二、加工前分析
用数控铣床或加工中心加工柱面凸轮槽。
在编程时，圆周轮廓的拐角处如果用直角，程序的编制很简单，但是在产品应用过程中，会出现在拐角处磨损加剧或拐角处滚轮过不去等现象。
所以，在编程过程中就要考虑到零件的装配应用，在拐角处用圆弧光滑过渡，可以使滚轮过渡圆滑，不会出现节点等现象，但编程时需应用宏程序，程序较复杂，由于程序段中#号较多，在机床上输入时，也容易出错，可以将VERICUT中模拟好的程序直接传输到机床上进行操作。
在产品实际加工过程中，圆弧的大小需通过多次调试、装配应用后，才能投入量产。
柱面凸轮槽的加工需要通过：零件装夹、设置工件坐标系、程序传输、自动加工等操作完成。
结束语
要实现科学合理的数控多轴加工，编程是关键。
本文虽然只对一例多轴槽类零件进行编程分析，但它具有一定的代表性。
由于多轴加工中心可以一次装夹后，完成铣削、镗削、钻削、攻螺纹和切削螺纹等功能，所以只要掌握一定的编程技巧，就能够更好地提高加工效率和加工质量。
参考文献
1.《数控加工技术》中国劳动社会保障出版社 200
2.01 徐国权主编
2.《数控编程与操作》西安大学机械学院出版。