數控銑（xǐ）床在凸輪加（jiā）工中的運用

近年來，凸輪結構已廣泛應用於自動化機械、儀器儀表和（hé）控製裝置等領域。它具有結構簡單緊湊的特點，能根據工件的運動規律靈活調整輪廓曲線。隻需根據載體的運動規律就可（kě）以將凸輪的輪廓曲（qǔ）線控製在標準範圍（wéi）內，提高了生產加工的便利（lì）性（xìng）。然而，要精確控製複雜從動件運動規律下的凸輪，就必須在精（jīng）確設計的基礎上提高加工精度。基於此，本文對數控銑床在凸輪加工中的應用進行（háng）了研究，並提出了一些建議，主要是結合凸輪（lún）加工的特點，以盤形凸輪為研究對象，提出了數（shù）控銑床的（de）改進措施，旨在為提高凸輪加工的精度和（hé）準（zhǔn）確度（dù）提供指（zhǐ）導。

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

01

凸輪故（gù）障的原因

要想用數控銑床（chuáng）完成高質量的凸輪加工，首（shǒu）先要研究（jiū）故（gù）障（zhàng）問題產生的原因，並根據故障問（wèn）題的具體因（yīn）素對生產進行改進和優化，從而（ér）提（tí）高凸輪生產的質量。主要失敗原因如下。

1.1

變形因（yīn）子

通常，變形現象會導致凸輪運動畸變，主要涉及兩種變形問題:彈性變形和塑性變形。隻有合理控（kòng）製彈性（xìng）變形，管理極限運動狀（zhuàng）態下的彈性變形，才能保（bǎo）證（zhèng）整體運動的準確性。對於塑性變形，可以采用科學的材料選擇和加工工藝控製來防止，可以起到調節凸輪精確（què）運動的作用。

1.2

磨損因素

一般來說，磨（mó）損問題主要發生在（zài）相（xiàng）對運動的位置。各個位置出（chū）現磨損現象後，不同結構之間的（de）間（jiān）隙會加大，甚至會降低運動控製的精度（dù）。因此，在數控銑床加工過程中應考慮磨損的影響因素（sù）。

1.3

剛性係數

穩定性（xìng）是衡量凸輪等機器應用質量的核心指標。如果凸（tū）輪傳動係統在運行過程中缺乏穩定性，就不能保（bǎo）證載荷和（hé）運動之間的平衡，從而導致傳動係（xì）統的精度缺陷。因此，在（zài）用數控（kòng）銑床加工時，要考慮到凸輪穩定性的影響因素，結合載荷變化的特點（diǎn）和極限載荷的情況，合理設計其中的潤（rùn）滑結構和防磨結構，使穩定性（xìng）符合標準，係統（tǒng）運行和使用不會出（chū）現問題。

除上（shàng）述（shù）因素外，疲勞點（diǎn）蝕還會對凸輪係統的正常運行造成非常不（bú）利的危害（hài），這是高副接觸中常見的失效原因，影響係統的正（zhèng）常穩定運行。因此，有必要考慮數控銑床加工凸輪過（guò）程中疲勞點蝕的影響因（yīn）素，改進生（shēng）產方（fāng）式和機（jī）製，從根本上提升（shēng）凸輪生產（chǎn）的（de）效果（guǒ）。

02

數控銑床在凸輪加工中的應用措施

2.1

各種加工指標的控製

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

(2)嚴格（gé）控製輪廓曲線。一般（bān）情況下，一旦輪廓（kuò）曲線與其對應（yīng）的旋轉中心存在位置偏（piān）差，就會導致磨（mó）削過程中出現嚴重偏差。因此，應結合問題的發生特點，積極應用國內外先（xiān）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（yīng）用過程中可以將磨削精度控製在（zài）0.002mm以下（xià），值得推廣。

(3)嚴格控（kòng）製幾何尺寸。凸輪的表麵輪廓指數包含了表麵形狀的加工標準，可以控製（zhì）實際表麵加工過（guò）程中理想（xiǎng）表麵的變化次數。如果屬於（yú）常（cháng）規的低速（sù）輕載型（xíng）外力鎖緊凸輪係統，隻需（xū）要在數（shù）控銑削過程中將輪（lún）廓控製到光滑連續（xù）的狀態，即使存在徑向誤差（chà），也能保證凸（tū）輪係統的正常應用。如果是幾何鎖緊凸輪係統，比如共軛凸輪係統，對誤差有一（yī）定的敏感性，在數控銑床加工過程中就要把誤差控製在0.02mm以下，以免影響凸輪係統的正常應用。如果是（shì）單滾（gǔn）子槽式（shì）凸輪係統（tǒng），在數控銑床的加工階段應嚴格控（kòng）製滾子（zǐ）部分與槽部（bù）分的間隙，誤差應保持在0.015 ~ 0.025mm，以保證生產精度。如果是高速凸輪係統（tǒng），輪廓的幾何尺（chǐ）寸和形狀誤（wù）差應保持在0.02mm以下，以保證凸輪係統（tǒng）後續應用的精（jīng）度和（hé）穩定性。

(4)嚴格控製基準孔的公差。如果凸輪加工過程中基（jī）準孔的公差（chà）精度很低，可以（yǐ）選用H8和（hé）H9型。如果精度（dù）要求（qiú）一般，可以選擇H8、H7型；如果對精度要（yào）求高，可以選擇H7型（xíng）；如果對精度要求太（tài）高，可以選擇H6型，這樣可以使基準孔（kǒng）的公差保持在標準範圍內，滿足數控銑床的生產標準。

2.2

加工材料的合理選擇

目前，我國數控銑床加（jiā）工凸輪的工（gōng）藝主要采用低碳鋼、中碳鋼（gāng）、珠光體可鍛鑄鐵、珠光體球墨鑄鐵等。采用熔鑄（zhù）技術和熱處理技術強化凸輪與（yǔ）軸之間的摩（mó）擦（cā）部位（wèi）。在各種材料的應用過程（chéng）中，例（lì）如用碳（tàn）鋼表麵淬火工藝生產凸輪，很容易被（bèi）劃傷。低碳鋼滲碳淬火技術的生產雖然可以提高抗劃傷性，但是在滲（shèn）碳（tàn）技術的應用過程（chéng）中生產周期很長，容易產生變形。

因此，建議在實際加工過程中積極使用新型鋼鉬錫蠕墨（mò）鑄鐵材料。在應用過程中（zhōng），這（zhè）種材（cái）料可以通過數控銑床的高頻淬火生產cam係統，與（yǔ）15Cr鋼的滲（shèn）碳淬火工藝相匹配，提高抗劃傷性。使用效果比45鋼高頻淬火（huǒ）生產工藝好很多，耐磨性高，能（néng）保證（zhèng）在與載荷相互接觸的情況下耐久（jiǔ）性達（dá）標。因此，在（zài）生產過程中，應重點使用鋼鉬錫蠕墨（mò）鑄鐵，延長凸輪的使用壽命，降（jiàng）低數控銑床的生產加工成（chéng）本，保證良好的效益（yì）。

2.3

合（hé）理選擇和使用切割技術。

目前，在數控銑床加工凸輪的過（guò）程中，主要采（cǎi）用電火花切割方法和仿（fǎng）形（xíng）切割方法。如（rú）果（guǒ）大批量生產凸輪，可以通過仿（fǎng）數（shù）控銑床采取切削措施，對精度要求高的工（gōng）件可以通過磨削加工。目前，計算（suàn）機信息技術已經在我國（guó）數控銑（xǐ）床生產領域得到應用。為了保證凸輪加工過程中的切削質量（liàng）和精度（dù），計算機係統和數控銑床應相互集（jí）成，以保證凸輪的生產質量和切（qiē）削精度。

2.4

加強普通銑床的改造

目前，在數控銑床加工凸輪的過程中，運動軌跡主要（yào）由直角坐標逐點比（bǐ）較插補（bǔ）形成。原理是通（tōng）過（guò）設定加工軌跡，不斷逐點比較刀具和零件的輪廓軌跡位置，根據比較結果確定下一步的坐標方向，最大限（xiàn）度地防止誤差。在采用（yòng）逐點比較插補的對角插補（bǔ）運算過程中，每一步都需要比較分（fèn）析加工點的瞬時坐（zuò）標和零件規定輪廓軌跡之間的相互距離，並在此基礎（chǔ）上確定下（xià）一（yī）步生（shēng）產工序的趨勢指標。當加工點的位置進入輪廓軌跡的外側區域時，下一步操作需要控製內側輪廓軌跡。同樣，加工點的位置（zhì）進入輪（lún）廓軌跡的內（nèi）側區域，下一步操作會控製外側輪廓軌跡，這樣偏差（chà）就可以控製在一定範圍內。

預先定（dìng）義相（xiàng）同的輪廓（kuò）軌跡。為了增強數控銑（xǐ）床的加工精度和（hé）軌跡控製（zhì）效果，在改造（zào）過（guò）程中，可以通過將步進（jìn）電機連接到圓盤工作台來設定輸入蝸杆，使坐標在加工過程中控製旋轉（zhuǎn）運動。在使用對角線命（mìng）令執行加工工作的過程中，兩個線性運動之間的聯動可以轉換成一個（gè）線性運動和另一個線性旋轉運動的聯動形式。插值集合的（de）曲線成（chéng）為圓（yuán）弧和直線連接的部分，插值運算更加準確合理。這種改造方法的優點是可（kě）以提高凸輪生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範圍內，提高精加工和高質量生（shēng）產的有效性（xìng），符合凸輪（lún）加工的要求和生產係統的標準。

03

結束語

綜上（shàng）所述，在凸輪（lún）應用過程中，由於變形（xíng）問題、磨損問題、穩定（dìng）性問題，經常出現故障，嚴重影響使用的精度和性能。因此，在使用數控銑床（chuáng）進行加（jiā）工生產的過程（chéng）中，應結合故（gù）障原因，合理控製各項指（zhǐ）標和數值，科學選擇原材料，加大普通銑床的改造力度，增強切削技術的應用效果（guǒ），確保在合理使用各種技術的情況下，能夠提升生產加工質量。