板凸輪曲面的加工及刀具參數(shù)的選擇

　　板凸輪曲面的加工通常采用仿形模板或兩直線坐標(biāo)數(shù)控插補(bǔ)的方法，配合立銑刀側(cè)刃銑削完成，但這種加工工藝效率低、粗糙度高。本文介紹另一種加工工藝：在立式數(shù)控銑床上，一直線坐標(biāo)與一回轉(zhuǎn)坐標(biāo)數(shù)控聯(lián)動(dòng)，配合端銑刀完成漸開(kāi)線凸輪曲面(如所示)的加工，不僅提高了加工效率，而且加工表面的粗糙度也非常低。

　　由數(shù)控分度頭的液壓夾爪夾持工件轉(zhuǎn)動(dòng)，再配合液壓頂尖軸向夾緊工件(如所示)。由于漸開(kāi)線的曲率呈遞增(或遞減)變化，因此根據(jù)不同角度位置上的曲率半徑的變化，我們采取夾持工件的數(shù)控分度頭回轉(zhuǎn)(工件回轉(zhuǎn))與主軸箱垂直升刀具升降)數(shù)控聯(lián)動(dòng)，使端銑刀的端刃銑削軌跡形成漸開(kāi)線曲面。運(yùn)用程序控制，從工件夾緊一切削工件一退回原點(diǎn)到夾具松開(kāi)的全過(guò)程僅1.8min. 3數(shù)控程序框圖數(shù)控程序框圖如所示。

　　4誤差分析及刀具的選擇4.1曲面形狀分析根據(jù)曲面刀具在曲面上的切削軌跡可以看出，形成加工表面的素線是一條曲線，由此產(chǎn)生了加工表面相對(duì)于工件回轉(zhuǎn)軸線凸或凹的誤差。隨著刀具直徑的增大，曲面素線的曲率逐漸縮小，當(dāng)?shù)毒咧睆节呌跓o(wú)限大時(shí)，加工表面的素線近似于直線(如所示)，因此要滿足加工精度的要求，必須合理選擇刀具。

　　由看出，當(dāng)?shù)毒咔邢鞴ぜr(shí)，工件加工表面會(huì)在刀具與工件相交的%值內(nèi)產(chǎn)生4值的凸或凹誤差，由此誤差值來(lái)確定刀具參數(shù)才能滿足加工要求。

　　其中：為刀具半徑;為刀具在工件表面的切削寬度;為工件厚度的一半。

　　其中4為加工表面的實(shí)際誤差值;)為工件加工表面的半徑。

　　由于構(gòu)成漸開(kāi)線曲面的相徑是逐漸變化的，由可以看出，同一直徑的刀具切削工件時(shí)，其相徑最小處會(huì)產(chǎn)生最大的誤差值，因此要滿足加工表面與工件回轉(zhuǎn)軸線平行0.06的要求，即根據(jù)高速、大進(jìn)給的加工要求以及粗糙度要求，考慮綜合誤差的影響，選擇直徑不小于125的刀盤(pán)，鑲裝直徑為P10的圓形可轉(zhuǎn)位刀頭6片。

　　4.3刀具與工件相對(duì)位置對(duì)加工精度的影響刀具在凸輪曲面的最高母線處t值范圍內(nèi)切削工件產(chǎn)生的加工誤差最小。

　　當(dāng)?shù)毒咴谶_(dá)不到最高母線t值范圍切削工作時(shí)，加工表面產(chǎn)生凹陷值超差如)當(dāng)?shù)毒叱^(guò)最高母線t值范圍切削工件時(shí)，加工表面產(chǎn)生凸起超差如)。

　　如果采用鑲裝直角刀片的刀盤(pán)來(lái)完成同樣的加45淬硬鋼的精切代磨加工劉冠權(quán)，張樹(shù)森，齊德新(遼寧工程技術(shù)大學(xué)機(jī)械學(xué)院，遼寧阜新123000)要加工方式。

　　1前言淬硬鋼是一種難加工材料，其切削特點(diǎn)如下：切削力大，切削溫度高，刀具易磨損;徑向切削力較大;切屑與前刀面接觸長(zhǎng)度短，因此切削力和切削溫度集中在切削刃附近，易使刀具磨損和崩刃;容易獲得較高的表面質(zhì)量。

　　在切削加工過(guò)程中，淬硬鋼的精加工通常采用磨削加工，不僅效率低、成本高，而且有些成形表面磨削加工也很難實(shí)現(xiàn)。為此，人們用一種新的工藝來(lái)代替目前普遍采用的磨削方法精切代磨。

　　2精切代磨的刀具材料(1)PCBN+其主要特點(diǎn)是硬度高，熱穩(wěn)定性好，化學(xué)穩(wěn)定性好，有較高的熱導(dǎo)率和較小的摩擦系數(shù)，強(qiáng)度及韌性較差，其抗彎強(qiáng)度約為陶瓷刀具的1/5——1/2由于PCBN具有很高的硬度和耐磨性，因而在硬切削加工中工，由于刀片切削范圍加大，只要刀片刃長(zhǎng)大于!值，雖然刀片切削軌跡仍是一條曲線，刀具的修光作用也能使加工誤差控制得很小，但表面粗糙度卻遠(yuǎn)遠(yuǎn)不如圓形刀片的加工效果好，尤其不適合高速、大進(jìn)給的加工。

　　刀具回轉(zhuǎn)中心與凸輪厚度中心重合時(shí)產(chǎn)生的誤差最小，否則會(huì)因切削偏移、值增大而導(dǎo)致4值超差如所示)。

　　由于漸開(kāi)線凸輪曲線的每條發(fā)生線均是從直徑為P 25的基圓上給出的，因此當(dāng)工件回轉(zhuǎn)至任意角度時(shí)，其最高母線的半徑恰好是所對(duì)應(yīng)的漸開(kāi)線發(fā)生線。也就是說(shuō)刀具的切入點(diǎn)與每條發(fā)生線所對(duì)應(yīng)的曲面正好相切。因此，刀具與工件表面的切點(diǎn)應(yīng)偏移工件回轉(zhuǎn)中心12.5mm.根據(jù)上述原理及誤差分析所設(shè)計(jì)的加工程序，滿足了零件加工的精度要求及節(jié)拍要求。