凸輪零件數(shù)控加工論文

時間:2022-05-07 02:33:32

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凸輪零件數(shù)控加工論文

1零件加工工藝分析

1.1加工刀具分析

在數(shù)控銑削曲線槽的加工中,從零件的加工精度考慮,應(yīng)該分別使用兩把相同規(guī)格尺寸的銑刀,更有利于曲線軌跡尺寸和表面粗糙度的保證,同時可以簡化程序編制的節(jié)點參數(shù)計算。

1.2零件裝夾與定位基準(zhǔn)分析

在數(shù)控銑削加工中,利用完成加工的¢130圓柱內(nèi)孔和兩端內(nèi)孔倒角,使用定位芯軸進(jìn)行零件的裝夾,利用定位芯軸一端外圓和另一端的內(nèi)孔倒角,使用分度頭采用一夾一頂?shù)姆绞竭M(jìn)行零件的裝夾定位。同于零件的車削加工,零件軸向的定位基準(zhǔn)選擇在零件¢130內(nèi)孔和零件的右端面。這樣處理的好處是在零件的車削加工和數(shù)控銑削加工中均采用相同的基準(zhǔn)和相同的方式進(jìn)行裝夾定位,符合基準(zhǔn)重合的原則,有利于提高零件的加工精度和幾何精度。

1.3數(shù)控加工方式分析

由零件的結(jié)構(gòu)形狀可知,凸輪的曲線槽軌跡由直線和圓弧構(gòu)成。曲線槽的直線軌跡是沿零件軸線直線運動的軌跡,曲線槽的圓弧軌跡是沿零件軸線的旋轉(zhuǎn)運動和沿零件軸線的直線運動合成的軌跡。由數(shù)控旋轉(zhuǎn)工作臺工作的原理和特點可知,數(shù)控旋轉(zhuǎn)工作臺的運動是按照角度進(jìn)行控制的,應(yīng)用附加旋轉(zhuǎn)軸的數(shù)控加工方法能夠滿足零件圓周表面上直線(斜線)槽軌跡的加工,而不能滿足零件圓周表面上圓弧槽軌跡的加工要求。欲滿足上述加工要求,必須將零件圓周表面上的角度控制轉(zhuǎn)換為零件圓周表面上的直線長度控制,才能滿足零件圓周表面上圓弧槽軌跡的加工要求。由上述分析可知:該零件應(yīng)該運用下列加工方式來進(jìn)行圓筒凸輪曲線槽軌跡的數(shù)控銑削加工。在立式數(shù)控銑床上,使用普通FW-125型分度頭,經(jīng)數(shù)控改裝后進(jìn)行零件曲線槽軌跡的數(shù)控銑削加工。如具體如下:將普通FW-125型分度頭固定在銑床工作臺上,使分度頭的旋轉(zhuǎn)中心軸線與銑床X向直線軸運動方向平行,在分度頭上裝夾圓筒凸輪零件并使得零件中心軸線與分度頭的旋轉(zhuǎn)中心軸線重合。X向運動控制銑床工作臺做縱向直線移動;Y向運動控制銑床工作臺做橫向直線移動;Z向運動控制銑床工作臺做垂直直線移動。旋下Y向電動機與數(shù)控系統(tǒng)連接的旋紐,旋上需另外配置相同型號的Y向電動機,用來控制分度頭來實現(xiàn)沿工件中心軸線的旋轉(zhuǎn)運動。使用Z軸單動來進(jìn)行零件加工中的進(jìn)刀、退刀運動;使用X軸、Y軸(此時為旋轉(zhuǎn)軸)聯(lián)動來進(jìn)行直線和圓弧軌跡的插補,應(yīng)用直角坐標(biāo)的控制方式來進(jìn)行零件曲線槽軌跡的數(shù)控銑削加工。采用此方式加工的零件輪廓和軌跡精度可以滿足加工要求,并且加工操作方便,簡便易行。

2分度頭的數(shù)控改裝及轉(zhuǎn)換控制原理

數(shù)控改裝如下進(jìn)行:用原來實現(xiàn)橫向直線位移的Y向伺服電動機,來聯(lián)接控制FW-125型分度頭的輸入蝸桿,控制其做旋轉(zhuǎn)運動。由于控制傳動部件(原來為銑床橫向絲杠,現(xiàn)在為FW-125型分度頭輸入蝸桿)的不同,則會引起運動參數(shù)的變化,必然使得Y向的位移軌跡失控或變形,也使得與X向聯(lián)動運行圓弧軌跡失控或變形。由數(shù)控系統(tǒng)的控制原理可知:Y向伺服電動機轉(zhuǎn)動一轉(zhuǎn),帶動被聯(lián)接的滾珠絲杠轉(zhuǎn)動一轉(zhuǎn),此時直線位移一個絲杠螺距值t(一般t=6mm)。當(dāng)Y向伺服電動機用來聯(lián)接控制FW-125型分度頭時,由于FW-125型分度頭中蝸輪蝸桿的傳動比i=40,因此Y向伺服電動機轉(zhuǎn)動一轉(zhuǎn),帶動被聯(lián)接FW-125型分度頭的輸入蝸桿轉(zhuǎn)動一轉(zhuǎn),Y向伺服電動機轉(zhuǎn)動40轉(zhuǎn),帶動被聯(lián)接的FW-125型分度頭輸入蝸桿轉(zhuǎn)動40轉(zhuǎn)(即工件轉(zhuǎn)動一周),此時的編程位移長度為mm,可帶動被聯(lián)接的FW-125型分度頭的主軸以及工件轉(zhuǎn)動一周,此時實際位移的旋轉(zhuǎn)長度為零件的圓周長(Ly=πd=150π=471.238898)。欲使L1=Ly,在Y向伺服電動機與FW-125型分度頭輸入蝸桿的聯(lián)接間增加一級齒輪傳動,即可使得上述問題得到解決。

3結(jié)束語

經(jīng)實驗加工證明:將數(shù)控加工直線運動的運行,轉(zhuǎn)換為旋轉(zhuǎn)運動的運行,進(jìn)行凸輪零件的數(shù)控加工控制,擴(kuò)展了數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用范圍。在只有直線軸的數(shù)控銑床上加裝普通分度頭,這種數(shù)控加工與普通設(shè)備相結(jié)合的做法,依然可以得到使用數(shù)控旋轉(zhuǎn)加工的同等效果。此加工方法避開了一般單位缺少高檔數(shù)控系統(tǒng)的條件限制,拓寬和擴(kuò)展了數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用范圍,具有很強的實用性。

作者:余軼鄭偉偉單位:漯河職業(yè)技術(shù)學(xué)院