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2006-10-10 12:49

MasterCAM軟件在空間凸輪加工中的應(yīng)用

這是一篇來自生產(chǎn)第一線的文章，文章的內(nèi)容雖不高深但很具有實(shí)用性。文章作者分析了空間凸輪傳統(tǒng)加工方式和采用手工編程在數(shù)控機(jī)床上加工方式的弊端，并在此基礎(chǔ)上詳細(xì)地說明了利用MasterCAM軟件加工空間凸輪的全過程。
    許昌煙草機(jī)械有限責(zé)任公司的煙機(jī)設(shè)備中使用了多種凸輪機(jī)構(gòu)，既有平面凸輪機(jī)構(gòu)，又有空間凸輪機(jī)構(gòu)，其中，空間凸輪機(jī)構(gòu)中的關(guān)鍵零件空間凸輪的加工一直是機(jī)械加工的難點(diǎn)。常規(guī)方法采用分度頭銑削或靠模法加工，加工難度大，周期長，加工精度低，對操作工人技術(shù)水平要求高，因此，大部分空間凸輪零件需要外協(xié)加工。自從我們20世紀(jì)90年購置了數(shù)控機(jī)床后，利用配備了數(shù)控分度頭的數(shù)控銑床加工空間凸輪代替了傳統(tǒng)的加工方法，在很大程度上提高了凸輪的加工精度和效率，但是，空間凸輪的數(shù)控加工程序一直采用手工編制，手工編制加工程序有很多缺點(diǎn)，主要表現(xiàn)在以下三個(gè)方面：

    (1)編程復(fù)雜，工作量大

    在空間凸輪的工作圖中，凸輪的理論輪廓或工作輪廓尺寸是在其外圓柱的展開圖上以直角坐標(biāo)形式給出，或列表給出。假如按1°將凸輪的輪廓尺寸在360°上均分（一般多是如此），則在程序中就要輸入360個(gè)坐標(biāo)點(diǎn)，工作量大，容易出錯(cuò)。但有時(shí)圖紙上凸輪輪廓坐標(biāo)會(huì)以每10°均分形式給出，由于間隔過大，數(shù)據(jù)不能直接使用，需要編程員對凸輪輪廓進(jìn)行插值細(xì)化，這在手工編程中難度很大，甚至是不可能的。

    (2)程序修改不便

    程序編好后，如果在工件首件試切過程中出現(xiàn)錯(cuò)誤或需要改變，如順銑改為逆銑，則程序需重新調(diào)整，調(diào)整的過程是非常繁瑣的。

    (3)凸輪輪廓加工精度較低

    在手工編程中，程序中兩個(gè)坐標(biāo)點(diǎn)之間是用直線連接的，即直線插補(bǔ)方式，由于手工編程方式的局限性，無法得到足夠多的坐標(biāo)點(diǎn)，使得加工后空間凸輪的工作輪廓與實(shí)際輪廓有一定偏差，表面有棱，不順滑，精度較低。

    針對傳統(tǒng)加工和采用手工編程加工的不足，我們充分利用CAD/CAM軟件，圓滿解決了空間凸輪的加工難題。下面，我通過一個(gè)具體實(shí)例說明如何利用MasterCAM軟件加工空間凸輪的問題。凸輪工作圖如圖1所示，其中Φ20滾子中心軌跡H和轉(zhuǎn)角α之間的關(guān)系由列表給出，如表1所示。

表1 轉(zhuǎn)角α與升程H之間的關(guān)系

圖1 凸輪工作圖

一、空間凸輪加工過程

    1.建立加工模型

    點(diǎn)擊桌面圖標(biāo)，起動(dòng)MasterCAM軟件。計(jì)算凸輪外圓柱周長L=π*D=π*174≈546.637，根據(jù)周長L畫一條豎直線，如圖2所示。將直線36等分，對應(yīng)每一個(gè)等分點(diǎn)，將表一中的H值依次輸入，得到37個(gè)輪廓點(diǎn)，如圖3所示。利用軟件中提供的繪制樣條曲線(Spline)命令，依次點(diǎn)擊上面得到的37個(gè)點(diǎn)，得到凸輪的理論輪廓線。點(diǎn)擊軟件的輔助菜單區(qū)的圖標(biāo)，在彈出的對話框中建立圖層2，然后依次點(diǎn)擊、、，在彈出的對話框中設(shè)置如圖4所示的參數(shù)，然后選擇凸輪的理論廓線，將輪廓線向右偏置一個(gè)滾子半徑10mm，隱藏其他圖層后，得到凸輪的工作輪廓線，也就是我們所需要的加工模型，如圖5所示。

圖2繪制凸輪外輪廓周長