數控等離子切割技術在凸輪加工中的應用-齒輪加（jiā）工機床網-數控機床市場網

您（nín）現在的位置：齒（chǐ）輪加工（gōng）機床網> 技術前沿>數控等離子切割（gē）技術在凸輪加工中的應用

數控等離子切割技術在凸輪加工中的應用

2015-11-26 來源：數控機床市場網作者：河北機電（diàn）職業技術學院（yuàn）魏誌強高峰韓偉

摘要: 基於數控等離子切割的優勢，針對凸輪零件輪廓（kuò）特點，提出了一種以割代銑的加工方（fāng）法。通過製（zhì）定（dìng）等離子切割工藝，編寫數控程序，提高切割質（zhì）量，控製熱變形等措施，縮短（duǎn）了凸輪製造周期。節（jiē）約了生產成本，減（jiǎn）少了能源消耗（hào），經過試驗驗證，此工（gōng）藝方法達到了預期效果。

關鍵詞: 等離子數控加工工藝切（qiē）割變形

在機械裝置中,為了實（shí）現一些特殊或（huò）複雜的運動而廣（guǎng）泛應用凸輪機構。通常片狀凸輪的（de）製造是利用（yòng）靠模（mó）加工，凸輪車削，線切割等工藝（yì）方（fāng）法，而這（zhè）些方法存在生產效率低，周期（qī）長，成本高的缺點。為了節約成本，降低能源消耗，試驗（yàn）探索一種（zhǒng）以數控等離子切（qiē）割代替零件粗銑（xǐ）加工的工藝方（fāng）法（fǎ）。

1 凸輪零（líng）件以切割（gē）代（dài）銑的工藝分析

等離子切割技（jì）術適用於切割各種形狀複雜的零件（jiàn），以中厚板（bǎn）毛坯零件的切割為主。優點是（shì）切割速度快，效率高，運行成本低等缺點是在斷麵垂直度誤差過大，切口容易硬化。隨著等離子切割技術的發展，特別是精細等離子切割（gē）技術的應用，零件的切割精度已經有了顯著（zhe）的提高（gāo）。

凸輪零件材（cái）料為 45 鋼，厚度 20mm,零件如圖 1所示（shì）。原工藝是板材手工切割下料，靠（kào）模粗銑，調質，精銑，新工藝（yì）是利用數（shù）控等離子精（jīng）細切割代替手工下料和靠模（mó）粗銑。通過優（yōu）化切（qiē）割工藝（yì），提高切（qiē）割精度，控製變形量等方式來保證切割質量，凸輪（lún）零件（jiàn）新的工藝過程是切割下料，調質，零件精加工（gōng）。

2 數控等離（lí）子切割工藝的製定

2. 1 切割機床的選擇

根據零件（jiàn）毛坯材質和（hé）厚度，選擇 TS-10B 型（xíng）龍門式（shì）數控切割機作為零件粗加（jiā）工設備。該（gāi）型數控切割機為龍門式數控切（qiē）割（gē）機中最小的一（yī）款，具有精度高，自重輕，運行穩定，價格實惠等優點。機床主要參數為有效切割寬度 2400mm，有效切割長度 2000 mm，等離子割（gē），配置 1 組(可增配)移動精度（dù） 0.01mm/ 步，整（zhěng）機運行速（sù）度 3500 mm/min。

2. 2 切割軌跡的規劃

凸輪零件輪廓由多段曲線組成（chéng）利（lì）用CAD/CAM 軟件（jiàn）能（néng）夠更（gèng）靈活的規（guī）劃切割軌跡。具體操作如下：

(1) 導入零件模（mó）型，打開製造工程師 2013 軟件，進入“文（wén）件”界麵，利用“打開”功能查找凸輪三維模型，單擊“打開（kāi）”按鈕，導入凸輪零件模型圖，如（rú）圖 2 所（suǒ）示（shì）。

(2) 軌跡參（cān）數設置。進入“製造工（gōng）程師 2013”加工界麵，雙擊“毛坯”按鈕進入定義毛坯對（duì）話框，單擊“參（cān）照模型”，然後單擊“確定”按鈕設置零件毛坯，設置切割起始點（diǎn）(35，-126，100)。根據切割 20mm 厚（hòu）板材割縫寬度（dù），設置刀具類型立銑刀，刀具名稱 R1刀具半徑 1mm。

選擇“平麵零件精加工”進行加工參數（shù）設置。考慮切割熱變形的影響，凸輪（lún）切（qiē）割要為輪廓的精加工預留足夠的餘量，要在加工（gōng）參數中進行設置，如圖 3所示。在切削用量中選擇慢下刀速度（dù） 400mm/min，切削速（sù）度 600mm/min，退刀速度（dù） 800mm/min。

(3) 切割軌跡與程序的生成（chéng）。工（gōng）藝參數設置完畢，選擇凸（tū）輪邊界線作為軌跡生成的輪廓線。凸輪外側為加工側，經計（jì）算選擇(34.4，-125.2)點作為進刀點袁選擇(-50.9，-116.8)作為（wéi）退刀點，生成切割軌跡，如圖 4 所示。

通過後處（chù）理（lǐ）文件生成數控切割程序，根據機床特點，調（diào）整後的（de）程序如下：

01200\N12G90G54 G0X34.435 Y-125.174 \N14G43H0Z100.M07\N16Z10.

N18 G1 Z0. F600 \N20 X0. Y-100.8\N22 G17 G2Y100.8I0.J100.8

N24 X38.467 Y73.6 I0. J-40.8\N26 G1 X57.323Y20.267

N28 G2 Y-20.267 I-57.323 J-20.267\N30 G1 X38.467Y-73.6

N32G2X0.Y-100.8I-38.467J13.6\N34 G1X-50.971Y-116.819\N36Z10.

N38G0Z100.\N40M30

3 保證凸輪切割質量的措施

凸輪毛坯厚度要大（dà）於（yú） 20mm。為提高數控等離子切割凸輪的精度，工藝實施要注意以下幾點。

(1) 適當的切割電流。在凸（tū）輪切割（gē）過程中切（qiē）割電（diàn）流是切割速度的決定因素，但是切割電流過大會造成噴嘴損傷，影響切割質量（liàng）。因此，綜合試切情況，選擇切割電流為 120A。

(2) 合理的切割速度。等離子切割的最佳（jiā）切割速度可參照（zhào）設備說明書經過試驗來（lái）確定，適度的提高切（qiē）割速度能改善切口質量，經試切驗證，切削速度為600mm/min。

(3) 準確的電弧電壓遙等離子（zǐ）弧切割機（jī）通常有較高的空載電壓和工作電壓，當電流一定時（shí），電壓的（de）提高意味著電弧焓值和切割能力的提高。根據機床說明，選擇空載電壓 136V。

(4) 正確選擇工作氣體（tǐ）壓力。工作氣體包括切割氣體和輔助氣體，切割氣（qì）體既要保證等離子射流（liú）的形成，又要保證去除（chú）切口中的熔融（róng）金屬和氧化（huà）物。因此，氣體流量一定要與切割電流堯，切割速度很好相（xiàng）匹配，根據（jù） TS-10B 型龍門式數控切割機推薦的數據，切割（gē） 20mm 的 45 鋼，選擇 0.4 MPa 的氣壓（yā）。

4 零件切（qiē）割變形的控製（zhì）

為了減（jiǎn）小切割變（biàn）形對凸輪粗加工的影響，切割前必須對板材（cái）進行準確定位（wèi），充分的（de）校平處理。切割的起點，方（fāng）向，順序等也是引起凸輪切割變形的主要因素，具（jù）體措施如下。

(1) 起弧點設置。根據凸（tū）輪零件的特點袁起弧點應設置在在板材邊緣。起弧點距離板材距離太大或太小都會影響零件的正常切（qiē）割（gē）袁距（jù）離太大會出現不起弧或斷弧的（de）情況距離過小會出現短路並且燒壞噴嘴的情況。經過實踐驗證，噴嘴距離工件的高度在6mm為宜。

(2) 切割方向的影響遙正確的（de）切（qiē）割方向應該保證最後（hòu）一條（tiáo）割邊與母板大部分脫離, 而且能夠將切割（gē）質量好的側麵留在零件側。在 CAD/CAM 軟件中設置“順銑”的方（fāng）式（shì）規劃切割軌跡，根據此設置，凸輪輪廓會留在沿割炬行走方（fāng）向的（de）右（yòu）邊，以此來保證凸輪輪廓麵切割質量。

5 結論

本文在充分分析凸輪零件原有製造工（gōng）藝的基礎上結合數控等離子切割技術，提出了一種以割（gē）帶銑的加工方法（fǎ）。利用等（děng）離子精細切割代替零（líng）件下料和粗加工，縮短了製造周期，節約了生（shēng）產成（chéng）本，減少了能源消耗。經過試驗驗證，此方法是合理可行的。

投稿（gǎo）箱：
如果您（nín）有機床行（háng）業、企業相關新聞稿件發表，或進行資訊合作，歡迎聯係本網編輯部，郵（yóu）箱：skjcsc@vip.sina.com

更多相關信息（xī）

名企推薦

業界視點（diǎn）

| 更多（duō）

行業數據

| 更多

博文選萃

| 更多