平面凸轮铣削宏指令的开发.pdf

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1、第35卷第4期河南科技大学学报：由然科学版VO1．35N(142014年8月JournalofHenanUniversityotScienceandFeehnology：NaturalScieneeAug．20I4文章编号：1672—6871(2014)04—0010—03平面凸轮铣削宏指令的开发丁丙坤，夏田，陈少博(陕西科技大学机电1程学院，陕西西安710021)摘要：凸轮曲线是凸轮从动件按某种运动姚律运动的曲线。奉义合FAUNC数控系统宏程序编程特点，引入相关变量，建立凸轮轮廓曲线宏程序计算模型，设置相关系统参数实现G代码《1J宏程的渊』1】，确定具住

2、[FtI轮加工过程中的运动轨迹。在数控加上仿真系统上仿真加工，验证r陔序的lF确H，提高r凸轮力lJ上效率。关键词：平面凸轮；宏程序；数控铣、肖1j；数控加工仿真系统中图分类号：TH122文献标志码：A0引言凸轮加上比其他轴、盘类零件的加工要困难得多，采用CAM软件生成的凸轮加工程序通常有上白‘条，可阅读性差，出现错误时不易修改。当凸轮尺寸变化时需要重新建模，在多品种el,4tt量加工过程llI生产效率低¨。。与G代码编程相比，宏编程是在标准CNC编稗方式的基础上附加控制特征，功能更强大、更具灵活性。宏程序具有汁算机高级语言中的许多特征，逻辑运算、分支、变

3、量数据存储等特征。本文利用宏程序的这些特点编制出平面凸轮轮廓方程、运动觇律的宏程序，通过定义轮廓方稗和运动规律中的相关参数，CNC系统会自动算出平面凸轮轮廓的坐标，从而进行精确加丁。另外，还可以改变凸轮的相关参数来实现不同尺寸同类型凸轮的加工，从而提高生产效率。1凸轮轮廓曲线方程的建立1．1理论轮廓方程图1为偏置移动从动件盘形凸轮结构。以凸轮回转中心为原点、从动运动件推程运动方向为Y轴正向建立右手直角坐标系。根据反转法原理，可得凸轮理论轮廓曲线的直角坐标参数方程：『=(50+s)sin(叼)+6ecos(叼)；，、【Y=(0+s)COS(丁7)一3esin

4、(叩)，式中，s，=√r0一e。；为凸轮转角，0≤≤2qv；s为从动件运动规律，s=s()；r／为凸轮转向因数，当凸轮转向为顺时针时，7=1，逆时针时叼=一1；6为从动件偏置因数，经过滚子中心的从动件导路线偏于轴图1偏置移动从动件盘形凸轮正侧时6=1，偏于X轴负侧时6=一1，与Y轴重合时6=01．2实际轮廓方程滚子从动件盘形凸轮的实际轮廓曲线是滚子圆族的包络线，凸轮的实际轮廓曲线与理论轮廓曲线在各点法线上相差滚子半径r，通过包络方程吖得滚子从动件盘形凸轮机构【rLI轮实际轮廓曲线的参数基金项目：陕两省科技计划慕金项口(2013K07—08)作者简介：1ri

5、坷坤(1989)，男，回族，河南南旧人，硕上；复田(1962一)，女，陕西成【ju人，教授，硕士，颂上导师，{要从事数控机床等机电没备的研究．收稿日期：2014—0I一15第4期丁丙坤等：平面凸轮铣削宏指令的开发方程：，dy／d~o~／(d／d)+(dy／d~)f2，dx／d~yY一1"T—二二二二二二二二二，~／(dx／d~)+(dy／d~)其中，凸轮轮廓坐标的一阶导函数是fdx／d~=(ds／d~p一8e)sin(叼)+(D+s)COS(叼)；，1、【dy／d~=(ds／d~o一8e)COS(叼)一(s0+)COS(77)。编程时首先确定凸轮从动件的运

6、动规律，常用的运动规律有等加速运动、等减速运动、余弦加速度、正弦加速度等，然后，由凸轮理论轮廓方程得到从动件在直角坐标系中瞬时位移坐标值，再将其代人实际轮廓方程，作为凸轮加工轮廓的依据。2平面凸轮加工方法2．1设备选择平面凸轮的加工一般选用两轴联运的数控铣床，首先，要考虑零件的外形应在机床的允许范围内；其次，考虑数控机床的加工精度能否达到凸轮的设计要求；最后，确定凸轮的最大圆弧半径是否在数控系统允许的范围内。根据以上3条即可确定所用的数控机床。2．2装夹定位一般大型凸轮要用等高垫垫在工作台上，中心孔找到后，确定坐标原点。然后用压板螺丝在凸轮的工艺孔上压住即

7、可。对于小型凸轮，一般用心轴定位、压紧即可。2．3进刀点及进刀方法大多数平面凸轮加工是加工外轮廓，这时多采用直线切人的方法。而对于盘形槽凸轮，在开槽之前先钻一个工艺孔，对内轮廓采用直线切入的方法，对于外轮廓则采用圆弧切人的方法。为保证凸轮的工件面有较好的粗糙度，应采用顺铣的加工方法。另外，刀具半径补偿必须在直线或圆弧切人之前完成，不能在直线切入或圆弧切人时进行半径补偿，以防切削误差。3平面凸轮铣削宏程序编制3．1从动件的运动规律在进行凸轮铣削宏程序编制前必须要确定从动件的运动规律及其一阶导数。凸轮从动件基本运动规律有等速运动、等加速等减速运动、余弦加速运动

8、、正弦加速运动，通过推程和回程阶段不同运动规律的组合来确定凸轮轮廓