何徐敏 蔡傳磊

(杭州杭機(jī)股份有限公司，浙江杭州 311305)

該機(jī)床主要運(yùn)用了UG軟件的強(qiáng)大仿真功能實(shí)現(xiàn)了凸輪曲線的擬合，通過C++匯編語言編譯，設(shè)計生成了磨削參數(shù)設(shè)定對話框，作為UG軟件的一個插件，機(jī)床只需設(shè)定磨削參數(shù)便可生成機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)能識別的加工語句。下面從凸輪加工的整個過程講述這種磨削方法的應(yīng)用。

1 凸輪輪廓曲線參數(shù)的采集及擬合

凸輪輪廓曲線參數(shù)是通過三坐標(biāo)采集一組(X，Y，Z)三維坐標(biāo)數(shù)據(jù)，采集時必須以凸輪基準(zhǔn)孔ΦK圓心為零位，量銷子孔ΦL中心連線為起始點(diǎn)開始采集(如圖1)，采集導(dǎo)出的數(shù)據(jù)應(yīng)為(X，Y)的二維坐標(biāo)形式，修改形成dat文件，通過UG插件導(dǎo)入數(shù)據(jù)擬合形成凸輪曲線。

擬合時應(yīng)根據(jù)加工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;過小的擬合誤差會延長擬合時間，影響加工效率，故擬合曲線是要使用有很強(qiáng)運(yùn)算能力的計算機(jī)或服務(wù)器。采集坐標(biāo)時可選擇性地調(diào)節(jié)點(diǎn)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(diǎn)陣。

2 加工參數(shù)設(shè)定及程序生成

該加工方法的參數(shù)設(shè)定是通過可視化的對話框來完成，操作簡便、直觀，可根據(jù)磨削要求選擇粗磨、半精磨、精磨及抖動磨削，設(shè)定完成后選擇要加工的已擬合完成的曲線即可生成加工程序，通過運(yùn)算將以(X，β)的形式輸出。這里的X坐標(biāo)為砂輪軸相對工件坐標(biāo)系的坐標(biāo)，β為曲線上各點(diǎn)的極坐標(biāo)(如圖2)。

3 工件的安裝及加工

工件采用的是“一面兩孔”的安裝方式，即以凸輪一個面為定位面，兩銷子孔為定位孔，校正中間圓孔，銷子孔和中間孔的位置精度需在前一道工序中保證，校正誤差基本在0.003 mm以內(nèi);固定指示器，使測頭觸及工裝前側(cè)基準(zhǔn)平面，移動X軸，并旋轉(zhuǎn)工作臺，調(diào)整指示器讀數(shù)的最大變化值在0.003 mm以內(nèi)，即設(shè)定該位置為工作臺零位，該位置為凸輪加工的起始位置(如圖3)。工裝及工件的固定采用電永磁吸盤夾緊。

該機(jī)床的加工為勻線速加工，機(jī)床示意圖如圖4所示，加工時為橫向進(jìn)給X軸和工作臺回轉(zhuǎn)C軸聯(lián)動，當(dāng)曲線瞬間曲率變化很大時，對兩軸的響應(yīng)時間有較高的要求，故機(jī)床加工前調(diào)試對X和C軸的電動機(jī)特性參數(shù)做了優(yōu)化，兩軸采用的均為西門子電動機(jī)，這一做法將很大程度上提高凸輪的加工精度。另外，加工前需檢查當(dāng)曲線有內(nèi)包絡(luò)的時候，砂輪半徑的選擇應(yīng)小于那段的最小曲率半徑，以防止加工時發(fā)生干涉。當(dāng)曲線均為外包絡(luò)時，砂輪半徑應(yīng)選擇盡量大些，以提高加工效率。該機(jī)床還增加了抖動磨削功能，用戶可在生成程序時選擇性增加，抖動磨削可提高工件的表面質(zhì)量。

4 結(jié)語

本文以上所描述的這種新型的平面凸輪的加工方法已完成了在機(jī)床產(chǎn)品上的應(yīng)用，具備了高精度、高效率、低成本的特點(diǎn)。經(jīng)過應(yīng)用該機(jī)床磨削凸輪輪廓度能達(dá)到0.02 mm，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于用戶采用坐標(biāo)磨床磨的0.05 mm的結(jié)果，加工效率為一天2～3件，同樣比起用戶原先的1件/天提高了2倍有余;該機(jī)床的結(jié)構(gòu)較為緊湊，工作臺采用伺服電動機(jī)通過蝸輪蝸桿減速器驅(qū)動，橫向與垂直進(jìn)給采用伺服電動機(jī)經(jīng)滾珠絲杠驅(qū)動，機(jī)床較進(jìn)口坐標(biāo)磨床有很大的經(jīng)濟(jì)性，故該機(jī)床在印刷機(jī)械行業(yè)推廣將有很好的經(jīng)濟(jì)效益。