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平面凸輪零件的數(shù)控銑削加工中心工藝
日期：2010年02月01 來源：沈陽第一機(jī)床廠 關(guān)鍵字：加工中心
平面凸輪零件是數(shù)控銑削加工中常見的零件之一，其輪廓曲線組成不外乎直線—圓弧、圓弧•圓弧、圓弧—非圓曲線及非圓曲線等幾種。加工中心所用數(shù)控機(jī)床多為兩軸以上聯(lián)動(dòng)的數(shù)控銑床。加工工藝過程也大同小異。下面以平面槽形凸輪為例分析其數(shù)控銑削加工工藝。
1．零件圖樣工藝分析
圖樣分析主要分析凸輪輪廓形狀、普通車床尺寸和技術(shù)要求、定位基準(zhǔn)及毛坯等。
材料為鑄鐵，切削加工性較好。
該零件在數(shù)控銑削加工前，工件是一個(gè)經(jīng)過加工、含有兩個(gè)基準(zhǔn)孔、直徑為巾280mm、厚度為18mm的圓盤。圓盤底面且及手35C7和412H7兩孑L可用作定位基準(zhǔn)，無需另作工藝孔定位。
凸輪槽組成幾何元素之間關(guān)系清楚，條件充分，編程時(shí)，所需基點(diǎn)坐標(biāo)很容易求得。凸輪槽內(nèi)外輪廓面對A面有垂直度要求，只要提高裝夾精度，使A面與銑刀軸線垂直， 加工中心即可保證；手35G7對上面的垂直度要求已由前工序保證。
2．確定裝夾方案
一般大型凸輪可用等高墊塊墊在工作臺(tái)上，然后用壓板螺栓在凸輪的孑L上壓緊。外輪廓平面盤形凸輪的墊塊要小于凸輪的輪廓尺寸，不與銑刀發(fā)生干涉。對小型凸輪，一般用心軸定位、壓緊即可。
凸輪的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，采用“一面兩孑L，’定位，設(shè)計(jì)一“一面兩銷”普通車床專用夾具。用一塊320mmX320mmx40mm的墊塊，在墊塊上分別精鏜，少35mm及412mm兩個(gè)定位銷安裝孔，孔距為80±0．015mm，墊塊平面度為0．05mm，加工前先固定墊塊，使兩定位銷孔的中心連線與機(jī)床的X軸平行，墊塊的平面要保證與工作臺(tái)面平行，并用百分表檢查。
凸輪零件的裝夾方案示意圖。采用雙螺母夾緊，加工中心提高裝夾剛性，防止銑削時(shí)振動(dòng)。
3．確定進(jìn)給路線
進(jìn)給路線包括平面內(nèi)進(jìn)給和深度進(jìn)給兩部分路線。對平面內(nèi)進(jìn)給，對外凸輪廓從切線方向切人，對內(nèi)凹輪廓從過渡圓弧切人。在兩軸聯(lián)動(dòng)的數(shù)控銑床上，對銑削平面槽形凸輪，深度進(jìn)給有兩種方法：一種方法是在XZ(或YZ)平面內(nèi)來回銑削逐漸進(jìn)刀到既定深度；另一種方法是先打一個(gè)工藝孑L，普通車床然后從工藝孔進(jìn)刀到既定深度。
本例進(jìn)刀點(diǎn)選在戶(150，0)，刀具在r—15及r十15之間來回運(yùn)動(dòng)，逐漸加深銑削深度。當(dāng)達(dá)到既定深度后，刀具在XY平面內(nèi)運(yùn)動(dòng)，銑削凸輪輪廓。為保證凸輪的工作表面有較好的表面質(zhì)量，采用順銑方式，即從戶(150，0)開始，對外凸輪廓，按順時(shí)針方向銑削，對內(nèi)凹輪廓按逆時(shí)針方向銑削。加工中心即為銑刀在水平面內(nèi)的切人進(jìn)給路線。
4．選擇刀具及切削用量
銑刀材料和幾何參數(shù)主要根據(jù)零件材料切削加工性、普通車床工件表面幾何形狀和尺寸大小選擇；切削用量是依據(jù)零件材料特點(diǎn)、刀具性能及加工精度要求確定。通常為提高切削效率要盡量選用大直徑的銑刀；側(cè)吃刀量取刀具直徑的三分之一到二分之一，背吃刀量應(yīng)大于冷硬層厚度；切削速度和進(jìn)給速度應(yīng)通過試驗(yàn)選取效率和刀具壽命的綜合最佳值。精銑時(shí)切削速度應(yīng)高一些。
本例零件材料(鑄鐵)屬于一般材料，加工中心切削加工性較好，選用批8mm硬質(zhì)合金立銑刀，主軸轉(zhuǎn)速取150—235r／min，進(jìn)給速度取30—60mm／min。槽深14mm，普通車床銑削余量分三次完成，第一次背吃刀量8mm，第二次背吃刀量5mm，剩下的1mm隨同輪廓精銑一起完成。凸輪槽兩側(cè)面各留0．5—0．7mm精銑余量。在第二次進(jìn)給完成之后，檢測零件幾何尺寸，依據(jù)檢測結(jié)果決定進(jìn)刀深度和刀具半徑偏置量，分別對凸輪槽兩側(cè)面精銑一次，達(dá)到圖樣要求的尺寸。
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