数控铣削加工平板凸轮

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1、案例2数控铣削加工平板凸轮一、案例内容数控铣削加工平板凸轮。平板凸轮的外形如图2-2-1所示。二、案例要求平板凸轮为进口锦纶布机上的易损零件，零件图如图2—2—2所示。零件的外形轨迹为曲线连接，零件的凸轮槽形轨迹为列表曲线，不仅加工难度大，而且轨迹的精度要求高。其他要求同案例1。三、案例加工使用的设备、辅具与材料1．此案例在SIEMENS数控系统的立式数控铣床上进行实际调试和加工。2．配备零件毛坯一件，材料：45钢。3．配备专用垫铁、专用压板、螺栓等相关装夹工装辅具。4．配备：Ф16mm立铣刀1

2、把，用于粗铣加工；Ф20mm立铣刀l把，用于精铣加工。四、案例解析1．零件加工工艺分析①零件结构精度分析该零件的凸轮槽形轨迹由列表曲线构成，零件的外形由曲线组成，形状复杂，加工精度高。零件槽形轨迹的列表曲线尺寸公差为0.03mm，槽宽尺寸公差为0.033mm；零件外形轨迹公差相对容易保证。按照列表曲线的要求，来控制零件凸轮轮廓的加工精度，是进行加工的关键，零件下平面，是实现数控铣削加工的定位基准，必须予以保证。②加工刀具分析在零件凸轮曲线槽和外形轨迹的数控铣削加工中，为保证零件加工轨迹的连续性，

3、先使用Ф16立铣刀进行粗铣加工，再使用Ф20立铣刀进行精铣加工。如此配备刀具的好处在于：粗精加工可以共用相同的加工程序进行铣削加工，利用刀具半径尺寸的变化，预留出铣削的加工余量。粗、精加工使用不同的铣刀有利于曲线轨迹尺寸和表面粗糙度的保证。图-2-2平板凸轮零件图③毛坯余量分析毛坯零件外轮廓的切削余量不均匀，且零件较薄，容易在切削过程中产生变形。因此，应该先进行粗加工。④结构工艺性分析零件被加工表面轮廓的最大高度和零件轮廓的加工高度均小于8mm，从零件的加工来说，其铣削工艺性较好。但从零件形状可

4、以判定，其装夹结构不理想，由于零件装夹的限制，制约了加工中的铣刀运行空间。⑤零件装夹方式分析由于零件的装夹结构不理想，限制了铣刀在加工中的运行，难于在零件的一次装夹定位中完成零件轨迹的铣削加工。另外，由于零件较薄，在加工中的稳定性较差，因此需要设置专用垫铁和专用压板。(加工凸轮曲线槽用)专用垫铁的内腔形状和专用压板的形状同于零件的外轮廓，其尺寸较零件轮廓尺寸小2～3mm；(加工凸轮零件外形用)专用垫铁的形状就是零件曲线槽形状的凸块，利用曲线槽形状的凸块与零件曲线槽配合，来实现零件快捷准确的定位装

5、夹。专用压板的形状与零件的外轮廓相同。将零件装夹在专用垫铁和专用压板的中间，使用螺栓等夹紧零件。先以零件外形(粗基准)装夹定位后加工曲线槽；再以曲线槽(精基准)定位装夹后加工零件外形。为保证零件的加工精度，在数控铣削加工曲线槽前增加零件平面磨削工序，磨削零件上下平面，以确保定位基准的可靠性和保证凸轮曲线槽轨迹与零件下平面的垂直度要求。⑥定位基准分析利用零件下平面作为定位基准，定位平面大，有利于定位基准的保证，但应注意的是，由于零件较薄．容易在加工中引起振动，这是采用专用压板解决上述不足的目的。零

6、件装夹采用互为基准。在保证装夹定位基准与设计基准重合的同时，敞开了加工中铣刀运行的空间。2．工艺处理①数控加工前的零件预加工其目的是切除零件大部余量，为数控铣削加工工序提供可靠的装夹工艺基准。其工艺内容如下。a．毛坯气割下料；板厚δ＝8mm，周边余量5～6mm。b．调质处理。c．铣(或刨)削零件上下平面，见平即可。d．样板划线，划出2×Ф16mm进刀引孔位置。e在曲线槽两端处钻削加工进刀引孔2×Ф16mm，也可将此工序设置在数控加工中进行。f平面磨床上磨削零件上下两平面，凸轮零件两平面见光即可。

7、②数控铣削加工其工艺内容见下述数控工艺文件。③数控加工后的零件加工其工艺内容是：平板凸轮轮廓型面的高频淬火。具体要求详见零件图技术要求。3．数控铣削加工工艺文件①数控铣削加工的数控编程任务书(略)。②数控铣削加工安装方式利用零件下平面作为定位基准，采用专用垫铁和专用压板进行零件的装夹。本案例将零件曲面圆弧的中心作为工件坐标系的原点。零件外形和内形曲线槽安装和零点设定卡见表2-2-1。③数控铣削加工工序数控铣削加工分半精加工和精加工二次切削进行。其工序如下。a．零件内形加工先使用Ф16mm立铣刀，

8、粗铣加工零件曲线槽轨迹形状；再使Ф20mm立铣刀，精铣加工零件曲线槽轨迹形状，最后钻削加工2×Ф12孔。b．零件外形加工先使用Ф16mm立铣刀，粗铣加工零件外形轨迹形状；再使用Ф20mm立铣刀，精铣加工零件外形轨迹形状。数控加工工序卡和切削用量选择见表2-2-2。④数控铣削加工刀具在粗加工、半精加工和精加工分别使用不同规格尺寸的铣刀。利用刀具半径的变化，来调节尺寸偏差和加工余量。T1——Ф16mm立铣刀，用于粗铣加工；T2——Ф20mm立铣刀，用于精铣加工。⑤编程参数的计算零件曲线槽为列表曲线，