空间圆柱凸轮槽的数控加工及编程实例

UG软件实现圆柱凸轮的复杂凸轮槽加工可行性UG软件实现圆柱凸轮的复杂凸轮槽加工可行性摘要：空间圆柱凸轮不仅仅有着较小的体积和紧凑的结构，同时也有着较大的传递扭矩和较高的转速，在当前的包装和农业机械等自动化机械中应用范围越来越广。

本文研究分析UG软件实现圆柱凸轮的复杂凸轮槽加工可行性的同时，首先分析了圆柱凸轮的复杂凸轮槽加工工艺，其次建立了基于UG软件圆柱凸轮的复杂凸轮槽加工工艺模型和分析了编程的具体方法，最后探讨总结了数控加工的具体实现过程。

关键词：UG软件；圆柱凸轮；复杂凸轮槽加工；可行性凸轮机构主要是一种高副机构，有着连续等速转动的特点，有着一定的运动规律，常用于自动化和半自动化的机械装置中。

随着多轴加工工艺的不断成熟发展，圆柱凸轮轮槽加工中UG软件应用可行性的研究始终是当前自动化机械行业领域研究的热点之一。

因此本文对UG软件实现圆柱凸轮复杂凸轮槽加工可行性进行研究有一定的指导性意义。

1.圆柱凸轮的复杂凸轮槽加工工艺某一包装机械上的外协件，在实际的加工过程中，往往需要借助于角度的变化，进而对圆柱面的分布进行合理的控制，加工实现过程可以借助于四轴编程加工，但是这种加工方法往往和设备实际的运行状况不符合。

对于五轴功能的铣床加工工艺而言，往往有着相对较大的加工量，而带有数控回转工作台的一种国产卧式加工方法，可以实现工作台的灵活转动，并将加工的实际要求加以满足。

2.基于UG软件圆柱凸轮的复杂凸轮槽加工工艺模型的建立圆柱凸轮的复杂凸轮槽加工过程中，UG软件的应用，就要保证程序输出过程中对加工模型进行合理的构建，在圆柱面上将圆柱凸轮槽进行均匀的分布，对槽底中心线构造进而实现加工的过程。

在对Project功能借助的过程中，就要将圆柱凸轮槽中心线的一些空间建模全面实现。

依据于圆柱凸轮槽的展开图，并在坐标平面中，将多段圆弧和直线构成的一种二维曲线画出，并对圆柱实体进行创建，将圆柱面相切的基准平面加以创建。

对曲线L1、L2和L3进行创建。

一、教学要求：
1、合理编写槽形零件的加工工艺
2、掌握槽形零件的铣削方法
3、能独立分析加工及编程中出现的问题
二、教学内容：
图8-1所示的槽形零件，其毛坯为四周已加工的铝锭（厚为20mr）i，槽宽6mm槽深2mm试编写该槽形零件加工程序。

图8-1
①工艺和操作清单。

该槽形零件除了槽的加工外，还有螺纹孔的加工。

其工艺安排为钻孔T扩孔T攻螺纹T铣槽”工艺和操作清单见表8-1。

表8-1槽形零件的工艺清单
②程序清单及说明。

该工件在数控铣钻床ZJK7532A-2上进
行加工。

程序见表8-2。

表8-2槽形零件的加工程序
程序说明。

数控车床编程实例六：圆柱螺纹数控编程第1页
数控车床编程实例六：圆柱数控螺纹编程圆柱数控螺纹编程零件图样%3312 N1 G92 X50 Z120（设立坐标系，定义对刀点的位置）N2 M03 S300（主轴以300r/min 旋转）N3 G00 X29.2 Z101.5 （到螺纹起点，升速段1.5mm，吃刀深0.8mm）N4 G32 Z19 F1.5 （切削螺纹到螺纹切削终点，降速段1mm）N5 G00 X40 （X轴方向快退）N6 Z101.5（Z轴方向快退到螺纹起点处）N7 X28.6 （X轴方向快进到螺纹起点处，吃刀深0.6mm）N8 G32 Z19 F1.5 （切削螺纹到螺纹切削终点）N9 G00 X40 （X轴方向快退）N10 Z101.5（Z轴方向快退到螺纹起点处）N11 X28.2 （X轴方向快进到螺纹起点处，吃刀深0.4mm）N12 G32 Z19 F1.5（切削螺纹到螺纹切削终点）N13 G00 X40（X轴方向快退）N14
Z101.5 （Z轴方向快退到螺纹起点处）N15 U-11.96 （X 轴方向快进到螺纹起点处，吃刀深0.16mm）N16 G32 W-82.5 F1.5 （切削螺纹到螺纹切削终点）N17 G00
X40（X轴方向快退）N18 X50 Z120 （回对刀点）
N19 M05(主轴停）N20 M30 （主程序结束并复位）。

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。

宽槽圆柱凸轮数控加工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。

圆柱曲面螺旋槽数控加工技术【10】第32卷第8期2010-80 引言圆柱曲面螺旋槽有多种功能，在包装装置、纺织装置或摩托车等的部件上，以满足某种特定的传动轨迹要求；在橡胶产品的模具上，满足橡胶产品表面特殊花纹的需要；在航天部件上起散热作用。

螺旋槽按导程是否相等分为等导程螺旋槽和变导程螺旋槽。

按槽宽在槽深方向是否相等分为普通螺旋槽如图1所示和楔型螺旋槽如图2所示。

等导程螺旋槽可以采用普通机床进行加工，但精度很难保证，而变导程螺旋槽只能采用专用设备进行加工，但生产周期长，严重影响产品的制造进度。

随着数控加工技术的发展，采用数控图1 普通螺旋槽图2 楔型螺旋槽机床加工，可满足各种不同种类螺旋槽的加工要求，但是这类零件数控加工编程和一般的曲面加工编程是不一样的。

本文针对圆柱曲面螺旋槽对其数控加工进行研究。

1 圆柱曲面螺旋线圆柱螺旋槽的中心线和轮廓线是螺旋线，可以看成动点Q如图3所示，在柱面上绕其轴线做螺圆柱曲面螺旋槽数控加工技术NC machining technique about screw grooves on cylinder 蔺小军，单晨伟，史耀耀LIN Xiao-jun, SHAN Chen-wei, SHI Y ao-yao（西北工业大学现代设计与集成制造技术教育部重点实验室，西安 710072）摘要：本文针对圆柱曲面螺旋槽的加工从数控机床和加工刀具的选择、走刀方式、加工方法等方面进行研究，进而根据螺旋槽的形状以及加工刀具的不同提出了相应的数控加工编程方法。

关键词：螺旋槽数控加工编程数控加工中图分类号：TP391.7 文献标识码：A 文章编号：1009-0134(2010)08-0010-03Doi: 10.3969/j.issn.1009-0134.2010.08.04 旋运动形成的轨迹。

当圆柱轴线为X轴时，如果其半径线相对于坐标平面XOY的偏转角为，如图3所示，则螺旋线方程为：图3 圆柱曲面螺旋线(1)式(1)中(2)为螺旋线导程，当为等导程时，为收稿日期：2009-10-16作者简介：蔺小军（1968 -），男，陕西宝鸡人，高级工程师，工学博士，研究方向为精密几何测量、逆向制造、CAD/CAM。

题目凸轮轴零件的数控编程与加工目录摘要第一节零件图的分析1.1 零件的材料及其力学性能 (1)1.2 零件的结构工艺分析 (1)第二节毛坯的分析2.1 毛坯的选择 (2)2.2 毛坯图的设计 (3)第三节工艺路线的拟定3.1 定位基准的选择 (4)3.2 加工方法的选择 (5)3.3加工顺序的安排 (8)第四节加工余量及工序尺寸的确定4.1 加工余量 (10)4.2 总加工余量和工序加工余量 (10)4.3 加工余量、最大加工余量和最小加工余量 (10)4.4 影响加工余量的因素 (11)4.5 工序尺寸 (12)第五节机床和工艺装备的选择5.1 机床的选择 (13)5.2 夹具的选择 (16)5.3 刀具的选择 (17)5.4 量具的选择 (18)第六节切削用量 (19)第七节程序编制 (21)设计心得 (25)参考文献 (26)摘要本文主要针对凸轮轴类零件的加工进行工艺分析。

凸轮轴类零件通常由圆柱面、端面、台阶面、螺纹、圆弧等组成，主要用于支撑传动零件，承受载荷，传递转矩等，有较高的精度和粗糙度要求。

为保证凸轮轴类零件的高精度要求，本设计针对零件进行了工艺分析、尺寸计算、程序编写以及数控仿真，制定了正确的工艺方案，包括：装夹方案和工艺路线，选择合理的刀具和夹具，并能利用数控仿真软件进行了验证。

实现了数控车床的自动化，智能化，高精度、快速度，短周期等功能。

数控加工制造技术正逐渐得到广泛的应用。

零件加工之前，进行工艺分析、编程设计具有非常重要的作用。

本文通过对典型的凸轮轴类零件数控加工工艺的分析，给出了一般零件设计加工工艺分析的方法，对于提高制造质量和实际生产，具有一定的指导意义一、零件图的分析1.1 零件的材料及其力学性能（1）材料根据图纸可知该零件的材料是45号钢，俗称“油钢”。

属于优质碳素结构钢中的中碳钢。

其成分是碳量为0.42-0.50%，Si含量为0.1-0.37%，Mn含量为0.50-0.80%，Cr含量≤0.25%，Ni含量≤0.30%。

面向数控加工的圆柱分度凸轮刀具轨迹计算与模拟*摘要：介绍圆柱分度凸轮数控加工的方法,建立圆柱分度凸轮的刀具运动轨迹方程,给出在AutoCAD上实现圆柱凸轮NC加工的动态模拟和三维几何造型的过程。

结果表明:能够提高加工精度和效率,并可直接应用于生产实际。

关键词：圆柱分度凸轮; 刀具运动轨迹; 动态模拟中图分类号：TH132.47 文献标识码：ATool-path calculation and simulation of cylindrical index camfaced to NC machiningAbstract: A method of NC machining for cylindrical index cams is introduced, some equations of moving tool path to mill cams profile are established, processes to dynamically simulate of machining and to obtain 3D modeling of cylindrical index cams are presented on AutoCAD. The results indicate that the method can promote precision and efficiency of profile machining, and it can be directly applied to practice.Keywords:Cylindrical index cam; Moving tool path; Dynamic simulation圆柱分度凸轮是通过凸轮廓面与滚子啮合实现分度运动的。

凸轮呈圆柱状,凸轮轴线与分度盘轴线互相垂直交错,滚子轴线与分度盘轴线平行。

该机构的分度数大,且从动盘运动规律可任意选取,因此具有良好的运动特性和动力特性,振动、冲击、噪音比较小,这是其它机构所不能胜任的,广泛应用于各种自动机械的间歇转位分度以及自动生产线的步进输送中,凸轮分度机构是轻工、包装、电子、制药、烟草及化工等行业中,实现自动化、高效化生产的首选核心部件[1]。

数控加工g1圆柱提刀加工编程实例摘要：一、引言二、数控加工G1 圆柱提刀加工编程概述1.G1 圆柱提刀加工的定义2.G1 圆柱提刀加工的特点三、数控加工G1 圆柱提刀加工编程实例1.实例一：基本参数设定2.实例二：加工路径设定3.实例三：刀具补偿设定四、G1 圆柱提刀加工编程技巧与注意事项1.编程技巧2.注意事项五、总结正文：一、引言数控加工技术在现代制造业中发挥着重要作用，它能够实现生产过程的自动化、智能化，提高生产效率和产品质量。

在数控加工中，G1 圆柱提刀加工是一种常见的加工方式，具有较高的加工精度和效率。

本文将为您介绍数控加工G1 圆柱提刀加工编程的相关知识，并通过实例加以说明。

二、数控加工G1 圆柱提刀加工编程概述1.G1 圆柱提刀加工的定义G1 圆柱提刀加工是一种线性插补控制模式的加工方式，其主要特点是在加工过程中，刀具以恒定速度沿圆柱形轮廓移动，并在需要提刀时进行快速提刀。

这种加工方式适用于各类数控机床，如车床、铣床等。

2.G1 圆柱提刀加工的特点G1 圆柱提刀加工具有以下特点：(1) 刀具以恒定速度沿圆柱形轮廓移动，能够保证加工精度；(2) 加工过程中可以实现快速提刀，提高加工效率；(3) 适用于各类数控机床，具有较强的通用性。

三、数控加工G1 圆柱提刀加工编程实例1.实例一：基本参数设定在编程前，需要设定以下基本参数：(1) 刀具编号：根据加工需要选择合适的刀具；(2) 刀具补偿：根据刀具的实际尺寸和加工要求设定刀具补偿；(3) 刀具速度：根据加工材料和刀具性能设定刀具速度。

2.实例二：加工路径设定加工路径设定是G1 圆柱提刀加工编程的关键，需要根据加工零件的形状和尺寸设定刀具的移动路径。

路径设定时，需要考虑以下因素：(1) 刀具的切入和切出点：切入点和切出点应选择在加工轮廓的合适位置，以保证加工效果；(2) 刀具的移动方向：根据加工要求和刀具性能确定刀具的移动方向；(3) 刀具的换刀点：在刀具补偿范围内合理设置换刀点，以保证加工精度。

工艺与装备３７圆柱凸轮数控加工工艺技术研究玄冠涛邵园园（山东农业大学机电工程学院，泰安２７１０１８）摘要：阐述了圆柱凸轮数控加工工艺的技术方法，重点对圆柱凸轮的加工方法、装夹、工艺路线的制定、加工参数选择、机床反向间隙补偿、圆柱凸轮廓面检测等工艺环节进行了分析研究，并在ＤＭＵ７０Ｖ加工中心上完成了圆柱凸轮的数控加工，提高了圆柱凸轮的加工品质。

关键词：圆柱凸轮数控加工工艺展成法２圆柱凸轮的加工工艺过程２．１数控加工设备加工设备采用德国ＤＥＣＫＥＬＭＡＨＯ公司出品的ＤＭＵ７０Ｖ五轴联动立式加工中心，该加工中心采用的两轴工作台是ＤＥＣＫＥＬＭＡＨＯ公司的专利技术，它是采用４５°斜面达到工作台的立卧转换。

ＤＭＵ７０Ｖ配置有容量６４把刀的刀库，辅助机能可以保证加工中心在加工过程中实现刀具长度、直径自动补偿，螺距误差、丝杠间隙自动补偿，并具有过载保护、故障检测等功能。

它具有能够自动测量刀具的激光测头，及能够检测加工要素的加工精度和定位功能的球形测头。

分度盘圆柱凸轮廓面属于空间复杂曲面，它的加工品质的高低直接影响圆柱分度凸轮机构（图１）的性能。

长期以来，我们往往探讨和重点分析的是如何利用各种先进制造技来提高圆柱凸轮的加工品质，实术（ＣＡＤ／ＣＡＭ，ＮＣ技术等）际上加工工艺对其制造品质也有很重要的影响。

本文将探讨和研究圆柱凸轮的加工工艺技术。

凸轮图１圆柱凸轮机构１圆柱凸轮的加工工艺分析由于圆柱凸轮廓面为三维空间曲面，故采用展成法加工圆柱凸轮（图２），其原理是：一方面将要加工的凸轮毛坯模拟其在工作中的旋转运动（沿其中心轴线），另一方面让铣刀中心模拟圆盘上的某一个滚子中心轨迹运动，两模拟运动协调动作即可加工出圆柱凸轮。

而要使这两方面的模拟动作协调运动，用普通加工方法很难实现，一般最少需要三坐标（如ｘ轴，ｙ轴，机床回转轴Φ）的数控机床。

２．２工装设计空间凸轮的加工至少需要三坐标或两坐标联动以上的数控机床，根据ＤＭＵ７０Ｖ的机床坐标系如图３（直线坐标Ｘ，Ｙ，Ｚ和旋转工作台坐标Ｂ，Ｃ），我们选用Ｘ，Ｙ，Ｃ坐标作为圆柱凸轮加工的三坐标，也就是说一方面让Ｘ，刀具凸轮毛坯图３各轴定义示意图Ｃ轴／第５轴Ｂ轴／第４轴Ｙ联动走圆弧，同时工作台绕Ｃ轴旋转，以加工出符合要求的圆柱凸轮槽。