數（shù）控銑床在凸輪（lún）加工中的運用

近年來，凸（tū）輪結構已廣泛應用於自動化機（jī）械、儀器儀（yí）表和控製裝置等領域（yù）。它具有結（jié）構簡單緊湊的（de）特點，能根據（jù）工件的運動規律靈活調整輪廓曲（qǔ）線（xiàn）。隻（zhī）需根據載體的運動規律就可以將凸（tū）輪的（de）輪廓曲線控製在標準範圍內，提高（gāo）了生產加工的便利性（xìng）。然而，要精確控製複（fù）雜從動件運動規律下的凸輪，就必須在精確設計的基礎上提高加工精度。基於此，本（běn）文對數控（kòng）銑床在凸輪加（jiā）工中的應用進行了研究（jiū），並提出了一些建議，主要是結合凸輪加工的特點，以盤形凸輪為研究（jiū）對象，提出了數控銑床（chuáng）的改進措施，旨在為提（tí）高凸輪加工的精度和準確度提供指導。

在凸輪加工過程中應用數控銑床技術（shù）時，應樹立準確的意識，遵循科學的原則和要點，根據凸輪加工的（de）特點和要求製定完善的方案（àn），確（què）保凸輪加工的效果、質量和水平在新環境下不斷提高，真正實現現（xiàn）代化、精密化加工的目標。

1.凸輪故障的原因

要想用數控銑床完成高質量的凸（tū）輪加工，首先要研究故障問題產（chǎn）生的原因，並根據故障問題的（de）具體因素（sù）對生產進行改進和優化，從而提高凸輪生產的質量。主要失敗原因如下。

1.1變形因素

通常，變形現象會（huì）導致凸（tū）輪運動畸變，主要涉（shè）及兩種變（biàn）形問題:彈性變形和（hé）塑（sù）性變形。隻有合（hé）理控製彈性（xìng）變形，管理極限運動狀（zhuàng）態下的彈（dàn）性（xìng）變形，才能保證整體運動的準確性。對於（yú）塑性變形，可（kě）以采用科（kē）學的材料選擇和加工工藝控製來防止，可以起到調節（jiē）凸輪精確運動（dòng）的作用。

1.2磨損因素（sù）

一般來說，磨損問題主要發生在相對運動的位置。各個位置出現磨損現象後，不同結（jié）構之間的（de）間隙會加大，甚至會（huì）降低運動控製的精度。因此，在數（shù）控銑床加工過程中應考慮磨損的影響因素（sù）。

1.3穩定性因素

穩（wěn）定性（xìng）是（shì）衡量凸輪等機器應用質量的核心指標。如果凸輪傳動係統在運行過（guò）程中缺乏穩定性，就不能保證載荷和運動之間的平（píng）衡，從（cóng）而導致傳動係統的精度缺陷。因此，在用數控銑床加工時，要考慮到凸輪（lún）穩定（dìng）性的影響因素，結合載荷變化的特點和極（jí）限載荷（hé）的情況（kuàng），合理設計其中的潤滑結構和防磨結構，使穩定（dìng）性符合（hé）標準（zhǔn），係統運行（háng）和使用不會出現問題。

除上述因素外，疲（pí）勞點（diǎn）蝕還會對凸輪係統的正常運行造成非常不利的危害，這是高副接觸中常見的失效（xiào）原因，影響係統的正常（cháng）穩定運行。因（yīn）此，有必要考慮數控（kòng）銑床加工凸輪過程中疲勞點蝕的影響因素，改進生產方式和機（jī）製（zhì），從根本上（shàng）提升凸輪生（shēng）產的效果。

2.數控銑床（chuáng）在凸輪加工中的應用措施

2.1各種加工指標（biāo）的控製

(1)嚴格控（kòng）製平整度。據調查，用數（shù）控銑床生產凸輪，如果出現表麵粗糙的問題（tí），會導致係統早期磨損和失效的嚴重後果（guǒ）。因（yīn）此，在加工過程中必須嚴格管理和控製粗糙度。一般凸（tū）輪按Ra≤ 1.6μm的標準生產，高（gāo）速凸輪按Ra≤ 0.4μm m的標準生產（chǎn），如果有（yǒu）溝槽，考慮到輪廓（kuò）的加工難度高於平麵區域，需要適當降低表麵（miàn）粗糙度的指（zhǐ）標要求，避免加工難度過高帶來的問題。

(2)嚴格控製輪廓曲線。一般情況下，一旦輪廓曲（qǔ）線與其對應的旋轉中心存在位置偏差，就（jiù）會導（dǎo）致磨削過程中出現嚴重偏（piān）差。因此，應結合問題的發生特（tè）點，積極應用國內外先進的多弧麵分度凸輪專業精密磨床設備和係統。這種設備在應用過程中可以將磨削精（jīng）度控製在0.002mm以下，值得推（tuī）廣（guǎng）。

(3)嚴格控製幾何尺寸。凸輪的表麵輪廓指數包含（hán）了表麵形狀的加工標準，可以控製實際表麵加工過程（chéng）中理想表麵的變化（huà）次數。如果屬於常規的低速輕載型外力鎖緊凸輪係統，隻需要在數控銑削過程中將輪廓控製到光滑連續的狀態，即使存在徑向（xiàng）誤差，也（yě）能（néng）保證凸輪係統的（de）正常應用。如（rú）果是幾何鎖緊凸輪係統，比如共軛凸輪係統，對誤差有一定的敏（mǐn）感性，在數控銑床（chuáng）加工過程中就要把誤差控（kòng）製在0.02mm以下（xià），以（yǐ）免影響（xiǎng）凸輪係統的正（zhèng）常應用。如果是單滾子槽式凸輪係（xì）統，在數控銑床的加工階段應嚴格（gé）控製滾子部（bù）分與槽部分（fèn）的間隙，誤差應保持在0.015 ~ 0.025mm，以保證（zhèng）生產精度。如果是（shì）高速凸輪係統，輪廓的幾何尺寸和形狀誤差應保持在0.02mm以下，以保證凸輪係（xì）統後續應用的精度（dù）和（hé）穩定性。

(4)嚴格控製基準孔的公（gōng）差。如果凸（tū）輪加工（gōng）過程（chéng）中基準孔的公差（chà）精度很低，可以選用H8和（hé）H9型。如（rú）果（guǒ）精度要求一般（bān），可以選擇H8、H7型；如果對精（jīng）度要求高（gāo），可以選擇H7型（xíng）；如果對精度要（yào）求太高，可以選擇H6型，這樣可以使基準孔的公差保持在標準（zhǔn）範圍內，滿足（zú）數控銑床的生產標準。

2.2合理選擇加工材料

目前，我國數控（kòng）銑床加工（gōng）凸輪的工藝主要采用低碳鋼、中碳鋼、珠光體可鍛鑄鐵、珠光體球墨鑄鐵等。采用熔鑄（zhù）技術和熱（rè）處理技術（shù）強化凸輪與軸之（zhī）間的（de）摩擦部位。在各種材料的應用過程中，例如用（yòng）碳鋼表麵淬火工藝生產凸輪，很容易被劃傷（shāng）。低碳鋼滲碳淬火技術的生產雖然可以提高（gāo）抗劃傷（shāng）性，但是在滲碳技（jì）術的（de）應用過程中生產周期很長，容易產生變形。

因（yīn）此，建議在實際加工過程中積極使用新型鋼鉬錫蠕墨鑄鐵材料。在應用過程中，這（zhè）種材料可以通過數控銑床的高頻（pín）淬火生產cam係統，與15Cr鋼的滲碳淬火（huǒ）工藝相匹配，提高抗劃傷（shāng）性。使用效果遠優（yōu）於（yú）45鋼高頻淬火生產工藝，耐磨性高，在與負載相互接觸的情（qíng）況下，耐久性能（néng）達到標準。因此，在生（shēng）產過程中，應重點使用鋼鉬錫蠕墨鑄鐵，延長凸輪的使用壽命，降低數控（kòng）銑床的生產加工成本，保證良好的效益。

2.3合理選擇（zé）切割工藝（yì）

目前，在（zài）數控銑床加工凸輪的過程中，主（zhǔ）要采用電火（huǒ）花切割方法和仿形切割（gē）方法。如果大批量生產凸輪，可以通過仿數控銑床采取切削措施，對精度要求高的工件可以通過磨削加工。目前，計算機信息技術已經在（zài）我國數控銑床（chuáng）生產領域得到應（yīng）用。為了保證凸輪加工過程中的切削質量和精度，計算機係（xì）統和（hé）數控銑床應相互（hù）集成，以保證凸輪的（de）生產質量和切削精度。

2.4加強普通銑床的改造。

目前，在（zài）數控銑床加工凸輪的（de）過程中，運動軌跡主要由直角坐標逐（zhú）點比（bǐ）較插補形成。原理（lǐ）是通過設定加工軌（guǐ）跡，不斷逐點比較刀具和零（líng）件的輪廓軌跡位置，根（gēn）據比較結果確定下一步的坐標方向，最大限度地防（fáng）止誤差。在采用逐點比較插補的對角（jiǎo）插補運算過程（chéng）中，每一步都需要比較分析加工點的瞬時坐標和零件規（guī）定輪廓軌跡之間的相互距離，並在此基礎上確定下一步生產工序的趨勢指標。當加工點的位置進入輪廓軌（guǐ）跡的外側區域時，下一步操作需要控製內側輪廓軌跡。同樣，加工點（diǎn）的位置進入輪廓軌跡的內側區域，下（xià）一步操作會控製外側（cè）輪廓軌跡，這樣偏差就可以（yǐ）控（kòng）製在一定範圍內。

預先定（dìng）義相同（tóng）的輪廓軌跡。為了（le）增強數控銑床的加工精度和軌跡控製效果，在改造過程中，可以通過將步進電機連（lián）接到圓盤工（gōng）作台來設定輸入蝸杆，使坐標在加工過程中控（kòng）製（zhì）旋轉運動（dòng）。在使用對角線命令執行加工（gōng）工作的過程中，兩個線性運動之（zhī）間（jiān）的聯動可以轉換成一個線性運動和另（lìng）一個線性旋（xuán）轉運（yùn）動的（de）聯動形式。插補采集的曲線成為圓弧和直線之間的部分，插補運算（suàn）更加（jiā）準確（què）合（hé）理。這種改造方（fāng）法的優點是可以提高凸輪生（shēng）產加工的精度和精密度，防止表麵過於粗糙，將粗糙度控製在標準（zhǔn）範圍內，提高精加工和高質量生產的有效性，符合凸輪加工的（de）要求和生產係統的標準。

3.結束語（yǔ）

綜上所（suǒ）述，在凸輪應用過程中，由於變形問題、磨損問題、穩定性問題，經常出現故障，嚴重影響使用的精度和（hé）性能。因此，在使用數控銑床進行加工生產的過程中，應（yīng）結合故障原因，合理（lǐ）控製各項指標和數值，科學選擇原材料，加大普（pǔ）通（tōng）銑床的改造力度，增強切削技術的應用效（xiào）果，確保在合理使用各種技術的情況下，能夠提升生（shēng）產加工質量。