平面凸輪的數控銑削工藝分析
圖1所示為槽形凸輪零件，在銑削加工前，該零件是乙個經過加工的圓盤，圓盤直徑為ф280㎜，帶有兩個基準孔ф35㎜及ф12㎜。ф35㎜及ф12㎜兩個定位孔，x面已在前面加工完畢，本工序是在銑床上加工槽。該零件的材料為ht200，試分析其數控銑削加工工藝。
圖1 槽形凸輪零件
1．零件圖工藝分析
該零件凸輪輪廓由ha、bc、de、fg和直線ab、hg以及過渡圓弧cd、ef所組成。組成輪廓的各幾何元素關係清楚，條件充分，所需要基點座標容易求得。凸輪內外輪廓面對x面有垂直度要求。材料為鑄鐵，切削工藝性較好。
根據分析，採取以下工藝措施：
凸輪內外輪廓面對x面有垂直度要求，只要提高裝夾精度，使x面與銑刀軸線垂直，即可保證。
2．選擇裝置
加工平面凸輪的數控銑削，一般採用兩軸以上聯動的數控銑床，因此首先要考慮的是零件的外形尺寸和重量，使其在工具機的允許範圍以內。其次考慮數控工具機的精度是否能滿足凸輪的設計要求。第三，看凸輪的最大圓弧半徑是否在數控系統允許的範圍之內。根據以上三條即可確定所要使用的數控工具機為兩軸以上聯動的數控銑床。
3．確定零件的定位基準和裝夾方式
（1） 定位基準 採用「一面兩孔」定位，即用圓盤x面和兩個基準孔作為定位基準。
（2） 根據工件特點，用一塊320㎜×320㎜×40㎜的墊塊，在墊塊上分別精鏜ф35㎜及ф12㎜兩個定位孔（當然要配定位銷），孔距離80±0.015㎜，墊板平面度為0.05㎜，該零件在加工前，先固定夾具的平面，使兩定位銷孔的中心連線與工具機x軸平行，夾具平面要保證與工作檯面平行，並用百分表檢查，見圖2。
4．確定加工順序及走刀路線
整個零件的加工順序的擬訂按照基面先行、先粗後精的原則確定。因此應先加工用作定位基準的ф35㎜及ф12㎜兩個定位孔、x面，然後再加工凸輪槽內外輪廓表面。由於該零件的ф35㎜及ф12㎜兩個定位孔、x面已在前面工序加工完畢，在這裡只分析加工槽的走刀路線，走刀路線包括平面內進給走刀和深度進給走刀兩部分路線。平面內的進給走刀，對外輪廓是從切線方向切入；對內輪廓是從過渡圓弧切入。在數控銑床上加工時，對銑削平面槽形凸輪，深度進給有兩種方法：一種是在xz（或yz）平面內來回銑削逐漸進刀到既定深度；另一種是先打乙個工藝孔，然後從工藝孔進刀到既定深度。
進刀點選在p(150，0)點，刀具來回銑削，逐漸加深到銑削深度，當達到既定深度後，刀具在xy平面內運動，銑削凸輪輪廓。為了保證凸輪的輪廓表面有較高的表面質量，採用順銑方式，即從p點開始，對外輪廓按順時針方向銑削，對內輪廓按逆時針方向銑削。
1—開口墊圈；2—帶螺紋圓柱銷；3—壓緊螺母；4—帶螺紋削邊銷；5—墊圈；6—工件；7—墊塊
5．刀具的選擇
根據零件結構特點，銑削凸輪槽內、外輪廓（即凸輪槽兩側面）時，銑刀直徑受槽寬限制，同時考慮鑄鐵屬於一般材料，加工效能較好，選用ф18㎜硬質合金立銑刀，見表5。
表5 數控加工刀具卡片
6．切削用量的選擇
凸輪槽內、外輪廓精加工時留0.2㎜銑削用量，確定主軸轉速與進給速度時，先查切削用量手冊，確定切削速度與每齒進給量，然後利用公式vc=πdn/1000計算主軸轉速n，利用vf = nzfz計算進給速度。
7．填寫數控加工工序卡片 （見表6）
表6 槽形凸輪的數控加工工藝卡片
平面中用到的公式（點到平面的距離 平面上的最近點）
點到平面的距離 設想乙個平面和乙個不在平面上的點qv 後面加v表示向量 平面上存在乙個點pv，它到qv的距離最短。很明顯，從pv到qv的向量垂直於平面，且形式為a nv 就是說這個向量差與平面法矢平行，因為nv是單位向量，所以其長度就是a 假設nv為單位向量，那麼pv到qv的距離 也就是qv到平面的...
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