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
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