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一种圆柱分度凸轮的数控加工编程方法作者：黄伟波来源：《中国科技博览》2014年第33期[摘要]针对圆柱分度凸轮采用4轴联动加工编程难度高的问题，提出一种综合利用Pro/E、Mastercam、Excel三种软件进行简化建模、编程的原理和方法。
通过此方法生成的加工程序符合机床4轴联动的控制要求。
将程序用于零件试加工，经装配并运行后证实该零件加工合格。
实例表明，此种编程方法可行，且简单、易掌握，在凸轮加工领域具有一定的实用价值。
[关键词]圆柱分度凸轮；数控加工编程；Pro/E；Mastercam；Excel中图分类号：U416.1 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）33-0013-021 引言圆柱分度凸轮机构是将凸轮的连续转动转化为分度盘的间歇转动的一种机构，主要应用于冲压机械、包装机械、制药机械及需要固定转位的自动化机械中[1]。
随着设计能力及加工精度的不断提高，此种机构得到了迅速发展和广泛应用。
圆柱分度凸轮作为该机构的关键部分，其核心内容是凸轮槽的设计及加工。
基于圆柱分度凸轮机构的运动特点，凸轮槽必须采用机床4轴联动的方式进行加工。
现行采用的较为精确的方法是利用UG等三维软件的高级功能进行凸轮的建模与编程。
如王卫兵等[2]利用UG/Grip编程工具开发了圆柱分度凸轮辅助建模系统，实现凸轮的精确建模，再利用UG NX加工模块的可变轴曲面轮廓铣编制凸轮沟槽的多轴加工程序。
但对于一般的编程人员来说，此等方法难度高，不易掌握。
因此，寻求一种简单，易掌握的建模和编程方法具有一定的研究意义。
Pro/E、Mastercam、Excel是机械行业内常用的软件，其基本功能的应用已能被大多数的编程人员所掌握。
本文尝试将以上三种软件相结合，进行凸轮的简化建模及编程。
2 凸轮简化原理及编程思路圆柱分度凸轮机构（如图1）运行时，凸轮做A轴转动；滚子与分度盘一起做间歇性转动，其运动可分解为X、Y方向的运动。
摘要机械产品正沿着两个方向发展：一是大型化、自动化、精密化、高速化和成套化，二是小型化、多功能、结构简单、使用可靠和成本低廉。
在此发展进程中，各种各样的自动机械占有令人瞩目的重要地位。
以凸轮机构为核心，已发展出成千上万种高效、小型、简易、精密、价廉的自动机械，遍布各行各业。
本文针对圆柱凸轮的特点，并结合五轴高速铣削加工技术，对圆柱凸轮的造型，加工工艺，CAM编程以及后置处理均进行了探讨研究，来提高圆柱凸轮加工质量。
关键词：圆柱凸轮；五轴数控加工；高速铣削加工技术AbstractMechanical products along two directions: one is the large-scale, precision, automation, high speed and complete, two is miniaturization, multifunction, simple structure, reliable use and low cost. In the course of development, the important position of various automatic machinery occupies a great. In cam mechanism as the core, has developed the automatic mechanical thousands of high efficiency, small, simple, precise and cheap, in all walks of life.Based on the characteristics of globoid indexing cam, and the combination of processing technology of five axis high-speed milling, the cam shape, processing technology, CAM programming and post processing were conducted a study, to improve the processing quality of the globoidal cam.Keywords: globoidal cam; five axis NC machining; high-speed milling technology目录摘要 (1)ABSTRACT (2)目录 (1)图表目录............................................................................................................................ 错误!未定义书签。
柱面凸轮的三维设计及数控加工作者：杨延波来源：《CAD/CAM与制造业信息化》2013年第07期本文介绍柱面凸轮在数控加工中，使用Pro/ENGINEER、CAXA制造工程师以及VERICUT软件进行三维造型、NC程序生成和仿真校验的过程。
在实际加工之前，检查出多轴加工中的干涉及碰撞问题，并进行调整和修改，提高了多轴数控加工中NC程序的准确性和可靠性。
一、引言柱面凸轮的加工一般需要在4轴数控加工中心机床上进行，可保证数控加工的高效率和高质量。
手工编程已不能满足多轴加工编程的要求，须借助CAD/CAM软件进行三维造型和自动编程。
本文介绍柱面凸轮加工过程中的三维造型、NC编程和仿真校验过程，可提高多轴NC 程序的准确性和可靠性。
二、使用Pro/ENGINEER软件进行三维造型根据柱面凸轮零件图可知：需在圆柱面上加工1个0°～360°范围内的空间曲线槽，槽的宽度和深度均为16mm，凸轮行程为40mm，其他尺寸和参数如图1所示。
在Pro/ENGINEER软件中进行三维造型时，使用关系、图形基准特征和可变剖面扫描的方法进行柱面凸轮的三维造型设计。
1.创建柱面凸轮的基础实体使用拉伸或旋转命令创建柱面凸轮的基础实体，并创建键槽和倒角特征。
创建柱面凸轮的基础实体时，应确保Pro/ENGINEER实体模块中坐标系的Z轴与该基础实体的轴线方向一致，如图2所示。
2.创建公式曲线选择“插入”菜单→“基准模型”→“图形”命令，输入名称“gr1”，绘制二维曲线，该曲线为柱面凸轮的行程，如图3所示。
该图左下角为草绘界面中创建的坐标系。
3.创建基准平面和草绘曲线创建基准平面DTM1，并在该基准平面上创建草绘曲线，该曲线为Φ98mm的圆，如图2所示。
4.创建柱面凸轮的槽特征使用“可变剖面扫描”命令创建柱面凸轮的槽特征，选取上个步骤中创建的草绘曲线为轨迹，点击“草绘”按钮，绘制二维剖面，如图4所示。
选择“工具”→“关系”命令，输入关系式sd3=evalgraph““gr1”，trajpar*360”。
圆柱凸轮的三维参数化设计及数控加工编程摘要：作为拥有良好运动性能的圆柱凸轮，会受到动件运动规律因素影响，生成复杂空间曲面，导致在设计、加工等方面面临较大困难。
本文对于圆柱凸轮的三维参数化设计及数控加工编程进行详细分析，通过Pro/E系统进行三维参数化设计，使用Master CAM软件进行数控加工编程。
旨在为我国众多制造企业提供技术帮助，推动国民经济有序发展。
关键词：圆柱凸轮；三维参数化设计；数控加工编程相较于平面凸轮机构，圆柱凸轮这种空间凸轮机构具有良好刚性，控制从动件运动稳定，可以满足机械高速运行的需求。
空间凸轮拥有这些特性，主要是因为其具有凸轮轮廓曲面。
考虑到圆柱凸轮设计、加工较为困难，过去常使用矩形平面取代圆柱面，并以平面凸轮计算轮廓坐标。
仍存在加工精度偏低的问题，无法满足制造业生产需求，需要寻找更加便利方法进行凸轮设计、加工。
1三维参数化设计对于圆柱凸轮三维参数化设计作业，需要将轮廓曲面设计作为重点内容严格对待。
以自变参数原始数据作为设计基础，建设三维模型，从而分析和三维模型相对应的参数化模型。
对于尖顶推杆圆柱凸轮，可以从正弦加速度、余弦减速度两个方面入手，利用这种运动规律，优化圆柱凸轮三维参数化设计工作。
1.1设计自变设计参数在设计圆柱凸轮的轮廓曲面时，其结构参数与从动件运动规律已经提前获得。
所以，在设计圆柱凸轮数据模型时，选择Pro/E系统的应用工具，设置圆柱凸轮自变参数后，赋予参数初值即可。
这里需要注意一点，对于推程角、远休角、回程角、近休角几个参数，需要保证初值之和为360°，即各段曲线是以封闭状态构成凸轮曲线[1]。
1.2利用方程曲线分段模式，描述轮廓曲面扫描轨迹控制线根据圆柱凸轮轮廓曲线数学模型和从动件运动规律，使用方程曲线对轮廓曲面扫描轨迹控制线进行描述。
主要选择推程角、远休角、回程角、近休角，利用这几个角度相对的轮廓曲面，描述圆柱凸轮的平面坐标。
1.3通过扫描变截面，获得凸轮实体选择Pro/E系统中的Fron模块，利用圆周描述凸轮轮廓扫描轨迹原始控制线。
空间圆柱凸轮的数控加工工艺设计3俞 庆1,刘荣昌2,陈春明2,马淑英2,张 侃1(1.常州工学院机电学院,江苏常州 213002; 2.河北科技师范学院,河北秦皇岛 066004)摘 要:根据空间圆柱凸轮的结构特征、使用和工作特性等要求,确定空间圆柱凸轮数控加工的具体内容,拟定空间圆柱凸轮的数控加工工序,介绍工件坐标系、对刀点及换刀点的确定办法和切削用量的计算调整办法,在Fadal 立式加工中心加工后的零件经用户检测和使用,完全满足圆柱凸轮的使用要求。
关键词:空间圆柱凸轮;数控加工;工艺中图分类号:T H164 文献标识码:A 文章编号:1007-4414(2006)04-0078-02Techn i ca l desi gn for NC processi n g of spa ti a l cyli n dr i ca l camYu Q ing 1,L iu Rong -chang 2,Chen Chun -m ing 2,Ma Shu -ying 2,Zhang Kan1(1.School of m echanical and electronic engineering,Changzhou university,Changzhou J iangsu 213002,China;2.Hebei nor m al university of science and technology,Q inhuangdao Hebei 066004,China )Abstract:Based on the structural character and the kine matic and kinetic de mand of cylindrical ca m,detailed contents of NC p r ocessing of s patial cylindrical ca m are worked out and the NC working p r ocedure is p repared .The selecting methods of the zer o point and changing point of the cutting t ool and the coordinate syste m of workp ieces and the calculati on and adjusting method is intr oduced .Finished p r oducts,which manufactured by fadal machining centre,are fully meeting t o the using re 2quire after users ′testing and using .Key words:s patial s patial cylindrical ca m;NC p r ocessing;technics 空间圆柱凸轮具有体积小、结构紧凑、传递扭矩大和转速高等优点,它在包装、农业机械、纺织、轻工、食品及制药等自动化机械中广泛应用。
宽槽圆柱凸轮数控加工技术的研究附录1外文翻译及原文外文翻译宽槽圆柱凸轮数控加工技术的研究摘要:针对传统铣削方法加工圆柱凸轮所产生的一些问题，提出了一种针对槽宽大于刀具直径的圆柱凸轮槽的数控铣削加工方法。
通过分析研究，建立了一种正确的坐标转换模型，并依此加工出符合要求的宽槽圆柱凸轮。
对于槽宽尺寸较大的圆柱凸轮槽，很难找到直径与槽宽相等的标准刀具。
即使有相应的刀具，还要考虑机床主轴输出功率及主轴和工装夹具刚度的限制，特别是机床主轴结构对刀具的限制。
例如数控机床主轴头为7∶24的40号内锥，配用JT40的工具系统，则最大只能使用φ20mm的立铣刀(不论直柄还是锥柄)。
这对于槽宽为38mm的圆柱凸轮(就是本文所叙述的加工凸轮)来说是无法加工的，必须寻求新的加工方法。
下面根据实践经验和分析研究，介绍一种用直径小于凸轮槽宽的立铣刀对圆柱凸轮槽进行数控加工的方法，称之为宽槽圆柱凸轮的数控加工。
一、加工工艺圆柱凸轮槽是环绕在圆柱面上的等宽槽，其加工时沿圆周表面铣削的范围往往大于360°，适于用带有数控回转台的立式数控铣床进行加工。
根据圆柱凸轮的实际结构，选用带键的心轴作凸轮加工时径向和周向定位基准，以心轴的台肩作轴向定位基准，并用心轴前端部的螺纹通过螺母压紧圆柱凸轮。
圆柱凸轮的轴向和径向尺寸一般较大，为了克服由于悬臂加工时切削力所造成的心轴变形和加工过程中产生的振颤，使用一个支承于尾座上的、与数控转台的回转轴线同轴的顶尖顶住心轴中心孔作辅助支承。
圆柱凸轮槽的底部在每一个截面上通常是等深的，一般选用平底圆柱立铣刀加工。
圆柱凸轮铣削加工前通常是一个实心的圆柱体，要经过开槽、粗加工、半精加工、精加工等工序；由于槽腔宽度较大，因此，除开槽工序及粗加工工序的一部分刀位轨迹可以沿槽腔的中心线生成之外，其余刀位轨、迹则必须是沿槽腔中心线向左、右两边按相应的距离等距偏置生成，如图1所示。
图1 圆柱凸轮槽的二维展开图二、求解模型在圆柱凸轮槽的数控加工中，如何求出每道工序中加工两个侧表面的刀位轨迹是其中的关键。
槽凸轮的数控加工槽凸轮的数控加工引导语：下面是店铺为大家整理出来的一些关于槽凸轮的数控加工的资料，希望可以帮助到大家哦!下面以我厂生产的XKH714数控立式加工中求，将曲线部分细化得更密。
此凸轮由于曲线精度心机械手自动换刀部位的槽凸轮为例，介绍数控加要求在±。
以内，所以在编程时数控铣削半工工艺过程，其工艺流程为：凸轮曲线部分的粗加精加工按照凸轮每转动。
5°计算出一组坐标值的方工一数控铣削半精加工一曲线表面热处理一数控磨法编程，数控磨削精加工按凸轮每转动。
25°计算削精加工。
A、/按正弦加速度曲线(外凸轮曲线)变化。
0.02mm加工，凸轮曲线必须光滑。
按照要求及凸轮传动机构参数(凸轮回转中心到摆杆中心的距离、摆杆长度、升程、滚子半径、基圆半径等等)，用解析法建立凸轮轮廊线方出一组坐标值的方法编程。
因为整个凸轮曲线是由各个点的坐标连接而成的，所以在编程时凸轮转动的角度与角度之间越小，则点集越密，数控编程精度越篼，从而才能保证加工曲线精度达到设计要求。
这一计算过程都由计算机自动来完成。
由于这种凸轮结构复杂，内外曲线具有一定的角度要求，为保证技术要求，对其定位安卡、工件坐标系设定、进刀、走刀路线及退刀点是这样安排的。
数控铣、数控磨共采用同一定位基准及同一工件坐标系，这样在编程时铣、磨同在一个起刀点完成。
走刀路线，外凸轮首先将刀具移动到K点，在iC'点完成刀偏并落刀，直线运动到a点，然后工件加工a―b一c―d―e一a一K"点，在K"点退刀。
槽凸轮采用理论曲线编程，对槽凸轮走刀路线是在A点落刀，然后由A―B一C一D―E―A抬刀。
槽的宽度由G41刀具左偏及G42刀具右偏控制。
在铣削结束后要对曲线留有一定的磨量，一般留0.4~0.6mm，槽凸轮留0.1~0.15mm，然后进行热处理，凸轮表面淬火，最后进人凸轮磨削加工。
槽凸轮的磨削，数控磨削与数控铣削定位基准、走刀路线采用同一基准的方法进行加工。
译文：宽槽圆柱凸轮数控加工技术的研究摘要:针对传统铣削方法加工圆柱凸轮所产生的一些问题，提出了一种针对槽宽大于刀具直径的圆柱凸轮槽的数控铣削加工方法。
通过分析研究，建立了一种正确的坐标转换模型，并依此加工出符合要求的宽槽圆柱凸轮。
关键词：数控加工坐标转换宽槽圆柱凸轮圆柱凸轮槽一般是按一定规律环绕在圆柱面上的等宽槽。
对圆柱凸轮槽的数控铣削加工必须满足以下要求：1.圆柱凸轮槽的工作面即两个侧面的法截面线必须严格平行；2.圆柱凸轮槽在工作段必须等宽。
这是保证滚子在圆柱凸轮槽中平稳运动的必要条件。
当圆柱凸轮槽宽度不大时，可以找到相应直径的立铣刀沿槽腔中心线进行加工，比较容易加工出符合上述要求的圆柱凸轮槽。
据现有资料介绍，目前圆柱凸轮的铣削加工都是用这种办法来实现。
由于这种方法有太多的局限性，给实际铣削加工带来许多困难。
例如一旦找不到与槽宽尺寸相等的标准刀具时，就必须对刀具进行改制。
对于槽宽尺寸较大的圆柱凸轮槽，很难找到直径与槽宽相等的标准刀具。
即使有相应的刀具，还要考虑机床主轴输出功率及主轴和工装夹具刚度的限制，特别是机床主轴结构对刀具的限制。
例如数控机床主轴头为7∶24的40号内锥，配用JT40的工具系统，则最大只能使用φ20mm的立铣刀(不论直柄还是锥柄)。
这对于槽宽为38mm的圆柱凸轮(就是本文所叙述的加工凸轮)来说是无法加工的，必须寻求新的加工方法。
下面根据实践经验和分析研究，介绍一种用直径小于凸轮槽宽的立铣刀对圆柱凸轮槽进行数控加工的方法，称之为宽槽圆柱凸轮的数控加工。
一、加工工艺圆柱凸轮槽是环绕在圆柱面上的等宽槽，其加工时沿圆周表面铣削的范围往往大于360°，适于用带有数控回转台的立式数控铣床进行加工。
根据圆柱凸轮的实际结构，选用带键的心轴作凸轮加工时径向和周向定位基准，以心轴的台肩作轴向定位基准，并用心轴前端部的螺纹通过螺母压紧圆柱凸轮。
圆柱凸轮的轴向和径向尺寸一般较大，为了克服由于悬臂加工时切削力所造成的心轴变形和加工过程中产生的振颤，使用一个支承于尾座上的、与数控转台的回转轴线同轴的顶尖顶住心轴中心孔作辅助支承。
圆柱凸轮槽的底部在每一个截面上通常是等深的，一般选用平底圆柱立铣刀加工。
圆柱凸轮铣削加工前通常是一个实心的圆柱体，要经过开槽、粗加工、半精加工、精加工等工序；由于槽腔宽度较大，因此，除开槽工序及粗加工工序的一部分刀位轨迹可以沿槽腔的中心线生成之外，其余刀位轨、迹则必须是沿槽腔中心线向左、右两边按相应的距离等距偏置生成，如图1所示。
图 1 圆柱凸轮槽的二维展开图二、求解模型在圆柱凸轮槽的数控加工中，如何求出每道工序中加工两个侧表面的刀位轨迹是其中的关键。
对于圆柱表面上的凸轮槽，通常是先将圆柱面展开，在XOS 平面内求出该工序加工两个侧表面的刀位轨迹的展开曲线XS；然后通过坐标转换，将展开曲线XS转换为四坐标机床上的刀位轨迹。
下面讨论任一加工工序中展开曲线XS的求解方法，以及生成最后刀位轨迹的坐标转换方法。
1.展开曲线XS的求解如图2所示，其中Lo 为圆柱凸轮槽的中心线，对于第i道工序，Lli和Lri分别为该工序将要加工的槽腔的左、右两个侧表面展开曲线，此槽宽为Bi，加工刀具半径为r(显然2r≤Bi )，加工此槽腔左、右侧面的刀位轨迹展开曲线为CLli和CLri ，设Po为槽腔中心线上的一个点，no为槽腔中心线在Po点处的法矢，那么左、右刀位轨迹展开曲线上对应点Pli 和Pri的计算方法为：(1)图 2 圆柱凸轮槽的二维展开图将P o点沿着槽腔中心线移动，即可以求出该工序刀位轨迹在XOS平面内的展开曲线XS；按照加工工序，依次改变每道工序中的槽宽度B i，即可求出加工所需槽腔所有刀位轨迹的展开曲线。
2.沿凸轮槽中心线加工的坐标转换方法以上计算是在圆柱面的展开平面内进行的，为了求出加工圆柱凸轮槽腔的刀位轨迹，必须将平面内的展开曲线转换到圆柱面上。
假设转动轴为绕X轴的A轴，P i为刀位轨迹上的一个刀位点，它在二维平面展开曲线上的坐标为(x,s)，在四坐标机床上的坐标为(x,y,z,a)。
由于圆柱凸轮槽腔通常是等深的，因此，z坐标在设置为所需要加工的深度值之后，在加工中是不变的；对于其余三个坐标，构造出以下坐标转换公式：(2)式中，R为圆柱凸轮轴的半径。
上式是目前普遍使用的坐标转换公式，对于用标准刀具沿凸轮槽中心线铣削加工圆柱凸轮是正确的。
3.对上式在宽槽圆柱凸轮加工中产生问题的分析当将上式推广应用于宽槽圆柱凸轮的数控加工时，通过坐标转换计算的刀位轨迹在实际加工中却产生了一些问题。
在圆柱凸轮槽加工完毕后，为了检验是否符合要求，用直径等于圆柱凸轮滚子的检具进行检验，却发现所加工的槽宽窄不等、有卡壳的现象。
仔细观察，原来加工出来的槽腔的法截面并不总是上下等宽的矩形槽，而有时是上宽下窄的喇叭槽。
为了弄清楚其中的原因，对公式(2)所表示的坐标转换方法进行了深入的分析和研究。
如图3所示，由公式(1)可知，加工槽腔两个侧表面的刀位轨迹线上的P l和P r点是由槽腔中心线上的P o等距偏置而得，按公式(2)转换之后，P l和P r点对应的转角并不等于P o点的转角，也即P l和P r对应的刀轴矢量V l V l与P o点对应的刀轴矢量V o V o不平行，因此，加工出来的槽腔自然就成了上宽下窄喇叭槽，而不是所需要的上下等宽的矩形槽。
设截面与轴线的夹角为θ，圆柱凸轮轴的半径为R，刀轴矢量V l V l与V o V o的角度误差为：Δa＝(B/2－r)sinθ/R(3)图 3 圆柱凸轮槽加工示意图由公式(3)可知，当θ＝0°，也即凸轮槽中心线与圆柱轴线垂直时，角度误差为零，即槽腔是上下等宽的矩形口；当θ＝90°，也即凸轮槽中心线与圆柱轴线平行时，角度误差达到最大，此时槽腔的喇叭口现象最严重；当0＜θ＜90°时，随着θ的增大，角度误差越大，喇叭口现象也就越严重。
实际加工出现的现象与上述分析完全一致，这说明公式(3)的分析是完全正确的。
4.宽槽圆柱凸轮数控加工的坐标转换方法由上面的分析可知，公式(2)造成凸轮槽为上宽下窄喇叭口的主要原因是，P l和P r点对应的转角是按照这两个点自己的弧长值S l和S r来计算的，而S l和S r 是不等于槽腔中心点P o的弧长值S o。
因此，如果P l和P r点对应的转角均按照槽腔中心点P o的弧长值S o来计算，就可以消除这种喇叭槽现象。
根据这种思路，重新构造坐标转换公式。
在圆柱面的二维展开平面上，设槽腔中心线展开曲线上的一个点为P o(x o,s o)，加工两个侧表面上对应刀位点在展开曲线上的点为P l(x l,s l)和P r(x r,s r)，那么，坐标转换公式为：(4)应用公式(4)生成的刀位轨迹加工圆柱凸轮槽时，结果完全符合上述的设想，加工出来的圆柱凸轮槽已经没有了上宽下窄的喇叭槽现象，而是真正的上下等宽矩形槽。
参考文献：1.Chang W C,Van Y T.Researching Design Trens for the Redesign of Product FromDesign Studies 2003.24(2):173_1802.Mou J,Liu C R.An error correction method for CNC machine tools using reference parts.transactions of NAMRE/SME,1994.3.Sutton G P.The machine tool task forch. Bal Harbour Bal Habour Hotel,1980.4.Gene F.Franklin Feedback control of Dynamis .systems,4E.外文翻译英文原文Wide Trough Column Cam Numerical ControlProcessing ResearchSummary: Some questions produces which in view of the traditional milling method processing column cam, proposed one kind in view of the trough spaciously in the cutting tool diameter column cam path numerical control milling processing method. Through the analysis research, has established one kind of correct coordinates transformation model, and processes according to this conforms to the request wide trough column cam.Keywords:Numerical control processing Coordinates Transformation width trough column camMain TextThe column cam path is generally surrounds according to the certain rule in the round cylinder and so on the wide trough. Must satisfy below to the column cam path numerical control milling processing requests: 1.The column cam path working surface namely two sides plane of normal section lines must be strict parallel; 2.The column cam path must wait for the width in the work section. This is guarantees the roller in the column cam path the steady motion essential condition. When column cam path width not big, may find the corresponding diameter the end mill to carry on the processing along the trough cavity middle line, compared with is easy to process conforms to the above request column cam path. According to the existence information introduced that, at present the column cam milling processing all is realizes with this means. Because this method has too many limitations, brings many difficulties for the actual milling processing. For example when cannot find with the trough width size equal standard cutting tool, must carry on to the cutting tool changes the system.Regarding the trough width size big column cam path, is very difficult to find the diameter and the trough width equal standard cutting tool. Even if has the corresponding cutting tool, but also must consider the engine bed main axle output and the main axle and the work clothes jig rigidity limit, specially engine bed mainaxle structure to cutting tool limit. For example the numerical control engine bed host axle neck is 7: 24 40 inner cones, uses for parts JT40 the tool system, then most greatly only can use φ20mm end mill (no matter straight handle bit holder). This regarding the trough width is the 38mm column cam (is processing cam which this article narrates) said is unable to process, must seek the new processing method.Under and analyzes the research according to the experience, introduced one kind is smaller than the cam path width end mill with the diameter to carry on the numerical control processing to the column cam path the method, calls it the width trough column cam numerical control processing.First, Processing craftThe column cam path is surrounds in the round cylinder and so on the width trough, when its processing often is bigger than 360°. along the circumference surface milling scopeIs suitable for with to have the numerical control rotary abutment the vertical numerical control milling machine to carry on the processing. According to the column cam actual structure, selects the belt key the spindle makes when the cam processing the radial direction and the week to the localization datum, makes the axial localization datum by the spindle ledge, and the nose thread contracts the column cam with the spindle in front of through the nut. The column cam axial and the radial direction size is generally big, in order to overcome because the bracket processes time the cutting force creates in the spindle distortion and the processing process produces inspires trembles, uses a supporting on the tailstock, withstands the spindle center bore with the numerical control turnplate rotation spool thread coaxial apex to make the auxiliary supporting.The column cam path base on each section usually is and so on deep, selects the flat base column end mill processing generally. Before the column cam milling processing usually is a solid circular cylinder, must pass through working procedure and so on slot, rough machining, half precision work, precision work; Because the trough cavity width is big, Therefore, except the trough working procedure and a rough machining working procedure part of knives positions path may along beside the trough cavity middle line production, other knife position paths then must bealong the trough cavity center alignment left, are right nearby two according to the Corresponding .Figure 1 column cam path two-dimensional developed viewSecond, Solution modelIn the column cam path numerical control processing, how extracts in each working procedure to process two sides surfaces the knife position path is key. Regarding the periphery on cam path, usually is launches first the round cylinder, extracts this working procedure in the XOS plane to process two sides surfaces the knife position path to launch curve XS; Then transforms through the coordinates, will launch the curve XS transformation will be on four coordinates engine beds knife position path. Under discusses no matter what in a processing working procedure launches curve XS the solution method, as well as production final knife position path coordinates transformation method.unches curve XS the solutionLike chart 2 shows, L o is the column cam path middle line, regarding the i working procedure, L li and L ri respectively the trough cavity which is going to process be this working procedure left, the right two sides surface launches the curve, this width is B i, processes the cutting tool radius is r (obviously 2r ≤ B i), processes this cavity to be left, the right side knife position path launches the curve is CL li and CL ri ,supposes P o is in a trough cavity middle line spot, P o is the trough cavity middle line in the P o place law arrow, Then is left, the right knife position path launches in the curve corresponding points pli and the pri computational method is:(1)Figure 2 column cam path two-dimensional developed viewP o along the trough cavity middle line migration, namely may extract this working procedure knife position path to launch curveXS in the XOS plane; According to the processing working procedure, changes in each working procedure in turn trough width Bi, then extracts the processing to need the trough cavity all knives position path to launch the curve.2.Along cam path middle line processing coordinates transformation methodAbove the computation is launches in the plane in the round cylinder to carry on, in order to extract the processing column cam path cavity the knife position path, must launch the plane in the curve to transform to the round cylinder in.The supposition rotating axis for circles Xaxis A axis, pi is in a knife position path knife position spot, it launches in the curve in the two-dimensional surface the coordinates for (x,s), on four coordinates engine beds coordinates is (x,y,z,a).。
