平面凸轮零件走刀路线计算及数控铣编程

    平面凸轮零件图如图1所示，工件的上、下底面及内孔、端面已加工。完成凸轮轮廓的程序编制。

解：① 工艺分析。从1的要求可以看出，凸轮曲线分别由几段圆弧组成，内孔为设计基准，其余表面包括4-Ф13Ｈ7孔均已加工。故取内孔和一个端面为主要定位面，在连接孔Ф13的一个孔内增加削边销，在端面上用螺母垫圈压紧。

因为孔是设计和定位的基准，所以对刀点选在孔中心线与端面的交点上，这样很容易确定刀具中心与零件的相对位置。

② 加工调整。零件加工坐标系Ｘ、Ｙ位于工作台中间，在Ｇ53坐标系中取Ｘ＝-400，Ｙ＝-100。Ｚ坐标可以按刀具长度和夹具、零件高度决定，如选用Ф20的立铣刀，零件上端面为Ｚ向坐标零点，该点在Ｇ53坐标系中的位置为Ｚ＝-80处，将上述三个数值设置到Ｇ54加工坐标系中，即Ｇ54：Ｘ＝-400，Ｙ＝-100，Ｚ＝-80.凸轮轮廓加工工序卡见表8-17。

表1　铣凸轮轮廓加工工序卡

材料

45

零件号

812

程序号

8121

操作序号

内容

主轴转速

/r.min^-1

进给速度

/r.min^-1

刀具

号数

类型

直径/mm

1

铣凸轮轮廓

2000

80、200

1

20mm立铣刀

20

③ 数字处理。该凸轮加工的轮廓均为圆弧组成，因而要计算出基点坐标，才可编制程序。在加工坐标系中，各点的计算坐标如下。

弧BC的中心Ｏ₁点：

Ｘ＝-（175＋63.8）　　sin8°59′=-37.28

Y＝-（175＋63.8）　　cos8°59′=-235.86

弧EF的中心Ｏ₂点：

          X² + Y²= 69²

(Ｘ-64)²+ Y²= 21²

X=65.75,Y=20.93

解之得

弧HI的中心Ｏ₄点：

Ｘ＝-（175＋61）cos24°15′=-215.18

Y＝（175＋61）sin24°15′=96.93

 

弧DE的中心Ｏ₅点：

X² + Y²= 63.7²

(Ｘ-65.75)²+ (Y-20.93)²= 21.30²

X=63.70,Y=-0.27

解之得

B点：

X＝-63.8sin8°59′=-9.96

Y＝-63.8cos8°59′=-63.02

C点：

X² + Y²= 64²

(Ｘ＋37.28)²+ （Y＋235.86）²= 175²

X=-5.57,Y=-63.76

解之得

D点：

(Ｘ-63.70)²+ （Y＋0.27）²= 0.3²

          X² + Y²= 64²

X=63.99,Y=-0.28

解之得

E点：

(Ｘ-63.7)² + (Y＋0.27)²= 0.3²

(Ｘ-65.75)² + (Y-20.93)²= 21²

X=63.72,Y=-0.03

解之得

F点：

(Ｘ＋1.07)² + (Y-16)²= 46²

(Ｘ-65.75)² + (Y-20.93)²= 21²

X=44.79,Y=-19.6

解之得

G点：

(Ｘ＋1.07)² + (Y-16)²= 46²

X²  + Y²= 61²

X=14.79,Y=59.18

解之得

H点：

Ｘ＝-61cos24°15′=-55.62

Y＝61sin24°15′=25.05

解之得

I点：

X² + Y²= 63.80²

(Ｘ＋215.18)²+(Y-96.93)²=175²

X=-63.02,Y=9.97

根据上面的数值计算，可画出凸轮加工走刀路线，如图2所示。

 

④ 编写加工程序。凸轮加工的程序及说明见表2。

表2  凸轮加工的程序   参数设置：H01=10;G54:X=-400,Y=-100,Z=-80

程    序

说   明

N10 G54 X0 Y0 Z40

进入加工坐标系

N20 G90 G00 G17 X-73.8 Y20

由起刀点到加工开始点

N30 M03 S1000

启动主轴，主轴正转（顺铣）

N40 G00 Z0

下刀至零件上表面

N50 G01 Z-16 F200

下刀切入工件，深度为工件厚度＋1mm

N60 G42 G01 X-63.8 Y10 F80 H01

刀具半径右补偿

N70 G01 X-63.8 Y0

切入零件至Ａ点

N80 G03 X-9.96 Y-63.02 R63.8

切削ＡＢ

N90 G02 X-5.57 Y-63.76 R175

切削ＢＣ

N100 G03 X63.99 Y-0.28 R64

切削ＣＤ

N110 G03 X63.72 Y0.03 R0.3

切削ＤＥ

N120 G02 X44.79 Y19.6 R21

切削ＥＦ

N130 G03 X14.79 Y59.18 R46

切削ＦＧ

N140 G03 X-55.26 Y25.05 R61

切削ＧＨ

N150 G02 X-63.02 Y9.97 R175

切削ＨＩ

N160 G03 X-63.80 Y0 R63.8

切削ＩＡ

N170 G01 X-63.80 Y-10

切削零件

N180 G01 G40 X-73.8 Y-20

取消刀具补偿

N190 G00 Z40

Ｚ向抬刀

N200 G00 X0 Y0 M05

返回加工坐标系原点，并停住轴

N210 M30

程序结束