基于CAXA软件的圆柱凸轮数控加工研究

1 引言

    凸轮是一个具有曲线轮廓或凹槽的构件．具有曲线或曲面轮廓且作为高副元素的构件，该轮廓按输出运动学特性和动力学特性的要求设计。利用其摆动或回转，可以使从动子按预先设定运动。凸轮的数控化加工可以得到精确的凸轮曲线轮廓或凹槽。凸轮一般可分为三类，即盘形凸轮是绕固定轴线转动且有变化直径的盘形构件；移动凸轮则相对机架作直线移动；圆柱凸轮可以看成是将移动凸轮卷成的圆柱体。

2 圆柱凸轮加工工艺设计

    圆柱凸轮的数控加工的难点在于，圆柱凸轮数模建立，后置处理，以及数控程序生成。为此，我们的工艺设计应该包括，多轴数控机床的选择、刀具夹具的选择，数控机床的偏置调整等，以期实现圆柱凸轮复杂曲线型面的技术要求。基于CAXA(V2013)实现工艺设计。

    2.1 圆柱凸轮技术要求

    圆柱凸轮加工必须满足工作槽等宽，工作表面光顺平整，以保证传动子的平稳运动。圆柱凸轮，如图1所示。

    图1 圆柱凸轮零件图

    图中凸轮工作槽宽为22H9mm，花键相对基准A的对称度为0.015mm，圆柱凸轮两端面跳动为0.03mm等，这此加工精度要素决定零件的装夹必须要满足加工精度要求。从工艺安排角度先将圆柱凸轮的内孔、两端面及花键加工完成，并保证加工精度；同时安排加工一个有花键的装夹定位芯轴，在第四轴(A轴)安装盘上将芯轴装夹找正，保证定位精度，将零件紧密安装在芯轴上。花键芯轴在加工过程中起到满足定位精度及加工稳固作用。

    2.2 圆柱凸轮加工设备的选择

    立式加工中心是三轴联动机床，再加上一个数控转台，选用具备四轴联动的数控系统，那么这台带数控转台的立式加工中心就成为四轴联动数控机床。加上绕X轴旋转的数控转台即是XYZ+A，加上绕Y轴旋转的数控转台即是XYZ+B。加上绕Z轴旋转的数控转台即是XYZ+C。四轴联动数控机床适宜加工的典型零件有凸轮、涡轮、蜗杆、螺旋桨、鞋模、人体模型等。

    应用四轴联动数控机床进行凸轮加工可以简化工装夹具的使用，优化选择刀具几何参数，延长刀具使用寿命，提高零件的表面质量，使生产集中化，有效提高加工效率和生产效率，降低加工成本。

    2.3 凸轮加工对刀

    在凸轮加工过程中正确的对刀是—个非常重要的环节。对刀分手动和自动两种。对刀的准确程度直接影响了加工精度，如果操作不当，将直接影响工件的品质，甚至发生刀具与机床相碰，造成重大的机械事故。