數控銑（xǐ）床在凸輪加（jiā）工中（zhōng）的運用-數控機床市場網

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數控銑床在凸輪加工中的運用（yòng）

2022-8-18 來源：- 作者：吳子（zǐ）健杜永雄

摘（zhāi）要：近年來凸輪結構（gòu）已經開始大範圍（wéi）應用在自動化機（jī）械領域、儀器領域（yù）、操縱控製裝置領域，具有結構簡（jiǎn）單、緊湊的特征（zhēng），能夠結合工件的運動規律（lǜ）靈活性地調整輪廓曲（qǔ）線，隻需按照運件的運動規律就（jiù）可以（yǐ）將凸輪的輪廓曲線控製在標準範圍內，增強生產加工工作的便利性，但是（shì）在複雜的從動件運動（dòng）規律下進行凸輪的（de）精確控製，需在準確（què）性設計的基礎上提高加工的精確度。基於此，文章研究數控銑床在凸輪加工中的運用，提出幾點應用的建議（yì），主要就是結合凸輪加工（gōng）

的特點，將盤形的凸輪作為研究對象，提出數（shù）控銑床（chuáng）銑削的改進（jìn）措施，旨在為增強凸輪加工的精確度、準（zhǔn）確性提供指導。

關鍵詞：數控（kòng）銑床；凸輪加工；凸輪（lún）失效

在凸輪加工（gōng）的過程中運用數控銑床技術時，應樹立準確的意識（shí），遵循科學化的原則要點，按（àn）照凸輪加工的特征和需求製訂完善的方案，確保在新環境（jìng）下能夠不斷提升凸輪加工的效果、質量（liàng）與水平（píng），真正意義上實現現代化、精準（zhǔn）加工（gōng）的目標。

1、凸輪失效問題的（de）成因

要想更好地通過數控銑床完成高質量的凸（tū）輪加工工作，首先應研究失效問題發生的原因，按照發生失效問題（tí）的具體因素針對性地進行生產的改良（liáng）優化，從而提高凸輪生產的質量。主要的失（shī）效原因為（wéi）以下幾點。

1.1 變形因素

通常情況下在出現變形現象之後會（huì）導致凸輪運動失（shī）真，主要涉（shè）及彈性類型和塑性類型兩種變形問題，隻有合理地控製彈性變形並且對極限運動狀（zhuàng）態下（xià）的彈性變形狀況進行管理（lǐ），才能保證整體運動的精確度。對於塑性變形問（wèn）題，則可以利用科學選擇材料與對加工過程控製的方式加以預防，起到對凸輪精準性運動的調控作用。

1.2 磨損因素

一般情況下磨損（sǔn）問題主要出現在相對運動的（de）位置（zhì），各個位置在發（fā）生磨損現象以後會導致不同結構之間的間隙增加（jiā），甚至會使（shǐ）得運動控（kòng）製的準確性降低（dī），因此在使（shǐ）用數控銑床技術進行加工的過程中，應考（kǎo）慮磨損的影響因素。

1.3 穩定（dìng）性因素

穩定性是對凸（tū）輪等機器應用質量進行衡量的核心指標，如果凸輪傳動係統運行期間缺（quē）乏穩定性，不能保證荷載與運動狀況的平衡性，將會引發傳動係（xì）統運行的精準性缺陷。因此，在使（shǐ）用數控銑床進行加工期間，需要考慮到凸輪的穩定性（xìng）影響因素，結合荷載變化（huà）的特點與極限荷載的情況，合理在（zài）其中設計潤滑結構和防（fáng）磨損結構，使得穩定性能夠與標準相符，不會出現係統（tǒng）運行和使用的問（wèn）題。

除了（le）上述幾點影（yǐng）響因素，疲勞點蝕也會對凸輪係統的正常運作（zuò）造成非常不利的危害，屬於高副接觸方麵常見的失效原因，對係統正常、穩定運作產生（shēng）影響，因此在應用數控銑床進行凸輪加工的過程中也需要考慮到疲勞點蝕的（de）影響因素，完善生（shēng）產（chǎn）模式與（yǔ）機製，從根本上增強凸輪生產的效果。

2 、數控銑床在凸輪加工中的應用（yòng）措施（shī）

2.1 各項加工指標的控製（zhì）

（1）嚴格（gé）控製（zhì）粗糙度。據（jù）調查，使用數控銑床進行凸輪（lún）的生（shēng）產如果存在表麵粗糙的問題，將會引發係統應用早期磨損失效的嚴重後果。因此，在加工的（de）過（guò）程中（zhōng）必須（xū）嚴格進行粗糙度的管理（lǐ）和控製，一般凸輪應結合 Ra≤ 1.6μm的標準生產，高速性的凸（tū）輪則需要按照 Ra≤ 0.4μm 的標準進（jìn）行生產。如果（guǒ）存在溝槽的部分，考（kǎo）慮到輪廓加工的（de）難度高於平麵區（qū）域的加工難（nán）度，則需要適當地降低表麵粗糙度（dù）方麵（miàn）的指標要求，以免因（yīn）為加工難度過高（gāo）而出現問（wèn）題（tí）。

（2）嚴格控製輪廓曲線。通常情況下，一旦輪（lún）廓曲線與其對應的回轉中心存（cún）在位置偏差，將會導致在磨削的過程（chéng）中出現嚴重偏差問題，故應結合問題的發生特點積極應用國內外先進（jìn）的多弧麵分度凸輪專業（yè）性的精密磨床設備（bèi）和係統，此類設備在應用（yòng）的過程中可以將磨削加工的精度控製在 0.002mm 之下，值得推廣與普及。

（3）嚴格（gé）控製幾何形狀。凸輪的表麵輪廓指標包含曲麵形狀（zhuàng）方（fāng）麵的加工標準，可以（yǐ）在實際曲麵加工過程中對理想（xiǎng）曲麵進行變動的數量控製。如果屬於常規低速輕載類型（xíng）的外力鎖（suǒ）合凸輪係統，在（zài）數控銑床加工的過程中隻（zhī）需將輪廓控製（zhì）為光滑（huá）、連續的狀態即可，就算存在（zài）徑向類型的誤差也可以保證凸輪（lún）係統的正（zhèng）常應用；如果是（shì）幾（jǐ）何鎖合類型的凸輪係統，如共（gòng）軛凸（tū）輪係統在誤差方麵具有一定的敏感性，則需要在數控銑床加工的環節中將誤差控製在 0.02mm之下，以免（miǎn）影響凸輪係統的正（zhèng）常應用；如果是單滾子溝槽類型的凸（tū）輪係統，就應在數控銑（xǐ）床（chuáng）加工的階段嚴格對滾子部分、溝槽部分相（xiàng）互之（zhī）間的間隙數量進行控製，將（jiāng）誤差維持在 0.015 ～ 0.025mm，保證生產的精確度；如果是高速運行的凸輪係統，那麽應將輪廓的幾何尺寸、外形誤差維持（chí）在 0.02mm 之下，保證（zhèng）凸輪係（xì）統後續應用的精確度（dù）、穩定性。

（4）嚴格控製基準孔公差。如果凸（tū）輪加工過程中的基準孔公差精確（què）度要求（qiú）很低，可以選擇 H8、H9 類型；如果精確度（dù）要（yào）求一般，可以選擇 H8、H7 類型；如果對精確（què）度的要求較高，可以選擇 H7 類型；如果對精確度的要求超高，可以選擇（zé） H6 類型，從而使基準孔的公差維持在標準範圍之內，滿足數控銑床生產的標準。

2.2 加工材料的合理選用

目前我國在數控銑床加工凸輪的過程中主要使用（yòng）低碳（tàn）鋼材料、中碳鋼材料、珠光體可鍛鑄鐵材（cái）料、珠光體球墨鑄鐵材料等，利用熔鑄工藝技（jì）術方式、熱處理技術方式等起到凸輪與軸各個受摩擦位置的強化作用。各種材料在應用的過程中，如使用碳（tàn）鋼材料表麵淬火工藝技術生產凸輪，很容易出現擦傷的（de）問題。低碳鋼材料滲碳淬火工藝技術生產雖然能夠改（gǎi）善抗（kàng）擦傷的性能（néng），但是滲碳技術應（yīng）用期間生產周（zhōu）期很長，容易發生變形的（de）問題。

因此，建議在實際加工期間積極使（shǐ）用新型的鋼鉬錫蠕墨鑄鐵材料，此類材（cái）料在應用的過程中，通過數控銑床的高（gāo）頻淬火生產凸輪係統，能夠和 15Cr 鋼滲碳淬火技（jì）術之間相（xiàng）互匹配，改善抗擦傷（shāng）的能，應用的效果比 45 鋼高頻淬火生產技術好很多，耐磨（mó）性（xìng）能高，在與荷載（zǎi）相（xiàng）互接觸的情況下可以保（bǎo）證持久性能符合標準，因此在生產的過程中應重點使（shǐ）用鋼鉬錫蠕墨鑄鐵（tiě）材料，延長凸（tū）輪的應用壽命，降低數控銑（xǐ）床生產加工成本，確保取（qǔ）得良好的效益。

2.3 合理選擇使用切削技術

目前在數控銑床加（jiā）工凸輪的過程中（zhōng）主要使（shǐ）用數控銑床的電火（huǒ）花切削（xuē）措施（shī）、仿形切削措施等，如果屬於（yú）大批量的凸輪生產則可以通過仿形數控銑床切削（xuē）措施，對於精確度要求較高的工件（jiàn）則配合（hé）使用磨削方式加（jiā）工處理。目前計算機信息技術已經開始在我國數控銑床生產領域得到應（yīng）用，為保證凸輪加工過程中切削的質量（liàng）和精確度，應將計算（suàn）機係統與數（shù）控銑床相（xiàng）互整合，保證凸輪的生產質量、切削精度。

2.4 強化普通銑床的改造

目前在數控銑床加工（gōng）凸輪的過程（chéng）中主要使用直角坐標逐點對比插補的方式形成運動軌跡，原（yuán）理（lǐ）就是刀（dāo）具結合零部件的具體軌跡運行要求，通過（guò）設置加工的軌跡來（lái）逐點連續性地（dì）對（duì）比刀具和部件的輪（lún）廓軌跡位置情況，按（àn）照對比的結果明確下一步坐標方向，最大程度上（shàng）預防出現誤（wù）差問題。應用（yòng）逐點比較插補的措施執行斜線插補（bǔ）操作期間，各個步驟都需要進行加工點（diǎn）瞬間坐標、規定性的零部件輪廓（kuò）軌跡相（xiàng）互距離的比較分析（xī），以（yǐ）此為基礎明確下一個生產工序的走（zǒu）向指標，當加工點的（de）位置進入輪廓軌跡的外側區域，下一步操作就需控製內部輪廓軌跡，相同的，加（jiā）工點的位置進入輪廓軌跡（jì）內側區域，下一步操作（zuò）就會（huì）對外（wài）部輪廓軌跡進行控製，這樣可（kě）以（yǐ）將偏（piān）差控製（zhì）在一定範圍（wéi）之內，獲得與

預先規定相同的輪廓軌跡。為增強數控銑（xǐ）床（chuáng）的加工精確度、軌跡控（kòng）製效果，在改造（zào）期間可以通過（guò）向步進電機（jī）連接圓盤工作台的形式設置輸入蝸（wō）杆，使得坐標能夠在加工期間的（de）控製旋轉運動，在（zài）使用斜線的指令執行加工工作期間，還可以使（shǐ）得兩條直線運動之間相（xiàng）互聯動轉變成為一條直線運動、另外一條直線（xiàn）旋轉運動的聯動形式，插補歸集方麵的曲（qǔ）線成（chéng）為圓弧與直線（xiàn）之（zhī）間相互連接的部分，插補操作更加精準、更加合（hé）理。此（cǐ）類改（gǎi）造（zào）方式的優勢在於能夠提升凸輪生產（chǎn）加工的準確性、精確性，預防（fáng）出現表麵過於粗糙的問題，將粗（cū）糙（cāo）度控（kòng）製在標準（zhǔn）範圍之內，提升精加工、高質量生產的有效性，與凸輪加工要求、生產係統的標準規定相符。

3、結束（shù）語

綜上所（suǒ）述，凸輪應用的過程中經常會由（yóu）於變形問（wèn）題、磨（mó）損問題（tí）和穩定（dìng）性問題出現失效的（de）現象，嚴重影響使用的準確度和性能。因此，在使用數控銑床進行加工生產的過程中應結合失效發生原因，合理控製各類指標、數值，科學選擇使（shǐ）用（yòng）原材（cái）料（liào），加大普通銑床（chuáng）的改造力度，增強切削技術應用效果，確保在合理使用（yòng）各類技術的情（qíng）況下增強生產加工質量。

來源：佛山（shān）市南海區第一職業技術學校，佛山市（shì）南海華達高木模具有限公司

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