該機床主要運用(yòng)了(le)UG 軟件的強大仿真功(gōng)能實現了凸輪曲線的擬(nǐ)合,通過C + + 匯編語言編(biān)譯,設計生成了磨削參(cān)數設定對話框(kuàng),作為UG 軟件的一個插件,機床隻需設定磨(mó)削參數便可生成機床數控係統能識別的加工語句。下麵從凸輪加工的整個過程講述這種(zhǒng)磨削方(fāng)法的應用。
1 凸(tū)輪輪廓曲線參數的采集及擬合
凸輪輪廓(kuò)曲線參數是(shì)通過三坐標采集(jí)一組( X,Y,Z) 三(sān)維坐標數據,采集時必須以凸輪基準孔Φ K 圓心為零位,量銷子孔Φ L 中心連線為(wéi)起始點開始采(cǎi)集( 如圖1) ,采集導出的數據應為( X,Y) 的二維坐標形式,修改形成dat 文件,通過(guò)UG 插件導入數據擬合形成凸(tū)輪曲線。
擬合時應根據加工(gōng)要求選用合適的擬合誤差,過大的擬合誤差將影響凸輪的加工精度; 過小的(de)擬合誤差會延長擬合時間,影(yǐng)響加工效率,故擬合曲線(xiàn)是要(yào)使用有(yǒu)很強運算能(néng)力的計算機或服務器。采集坐標時(shí)可選擇性地調節點陣的疏密程度,曲率變化較大的曲線段應(yīng)采集較密的點(diǎn)陣,反之采集較疏的點陣。
2 加(jiā)工參數設定及程序(xù)生成
該加工(gōng)方法的(de)參數設定是通過可視化的對話框來(lái)完成,操作簡便、直觀,可(kě)根據磨(mó)削要求選擇粗磨、半精磨、精磨及(jí)抖動磨削,設定完成後選擇要(yào)加工(gōng)的已擬合完成的曲線即可(kě)生成加工程序,通(tōng)過運算將以( X,β)的形式輸出。這裏的(de)X 坐標為砂輪軸相對工件坐標係(xì)的坐標,β 為曲線上各點的極坐標( 如圖2) 。
工件的(de)安裝及加工
工件采(cǎi)用的是“一(yī)麵兩孔”的安裝方式,即以凸輪一(yī)個麵為(wéi)定位麵,兩(liǎng)銷子孔為定位孔,校正中間圓孔,銷子孔和中(zhōng)間孔的位置精度(dù)需在前一道工序中保證,校正誤差基本在0. 003 mm 以內; 固定指示器,使測頭觸及工裝前側基準平麵,移動X 軸,並旋轉工作(zuò)台,調整指示器讀數的最大變化(huà)值在0. 003 mm 以(yǐ)內,即設定該位置為工作台零位,該位置為凸輪加工的起始位置( 如圖3) 。工裝及(jí)工件的固定采用電永磁吸盤夾(jiá)緊(jǐn)。
該機床的加工為勻線速加工(gōng),機床示意圖如圖(tú)4所(suǒ)示,加工時為橫向進給X 軸和工作台回轉C 軸聯動,當曲線瞬間曲率(lǜ)變化很大時,對兩軸的響應時間有較高的(de)要求,故機床加工前調試對(duì)X 和C 軸的電動機特性參數做了優化,兩軸采用的均(jun1)為西門子(zǐ)電動機,這一做法將很大程度上提高凸輪的加(jiā)工精度。另外,加(jiā)工前需檢查當曲線有內包絡的時候,砂輪半徑的選擇應小於那段的(de)最小曲率半徑,以(yǐ)防止加工時發(fā)生幹涉。當曲線均為外包絡(luò)時,砂輪半(bàn)徑(jìng)應選擇(zé)盡量大些,以提高加工效率。該機床還增加了抖動磨削功能,用戶可在生成程序時選(xuǎn)擇性增加,抖動磨削可提高工件的表麵質量。
4 結語
本文以(yǐ)上(shàng)所描述(shù)的這種(zhǒng)新型的(de)平麵凸輪的加工方法已(yǐ)完成了在機床產品上的應用,具備(bèi)了高精度、高效率、低成(chéng)本的特點(diǎn)。經過應用該機床磨削凸輪輪廓度能達到0. 02 mm,遠遠高(gāo)於用戶采用坐標磨床磨的0. 05 mm 的(de)結果,加工效率為一天2 ~ 3 件,同樣比(bǐ)起用(yòng)戶原先的1 件/天提高了2 倍有餘; 該機床的結構較為緊湊,工作台采(cǎi)用伺服電動機(jī)通過蝸(wō)輪蝸杆減(jiǎn)速器驅動,橫(héng)向與垂直進給采用伺服電動機經滾珠絲杠驅動,機床較進口坐標磨床有很大的經濟性,故該機床在印刷機械行業推廣將有很好的經濟效益。
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