T_WLJC 14-2018 弧面凸轮工艺规范.docx

T/WLJC?14-2018 弧面凸轮工艺规范 1?范围 本标准规定了弧面凸轮铣削加工、热处理和磨削加工的典型工艺。 本标准适用于高速无间隙传动装置用弧面凸轮。 2?工艺流程 弧面凸轮加工的典型工艺流程包括：凸轮材料经过切断和粗加工后，经过退火或正火处 理后进行铣削加工，按照凸轮材料分别进行相应的热处理，最后进行磨削加工。 3?铣削加工 3.1 粗加工和精加工 凸轮型面加工应分为粗加工和精加工，并将粗、精加工的刀具分开。这样可减少精加工 余量，保持精加工刀具使用寿命。在精加工时，需要合理选择切削用量，加强刀具的冷却。 3.2 两个旋转坐标联动加工 图?1?是两个旋转坐标加工弧面凸轮示意图。 τ?=? τ?=?τh???S?+?τ0??……………………………………（1） 两轴联动按照凸轮曲线的函数关系转动。根据凸轮滚子运动轨迹制作程序，同时控制两 个旋转坐标，即凸轮的转动和从动件滚子的摆动，通过软件插补来控制指状立铣刀，加工出 弧面凸轮沟槽及其刀具摆动的圆弧。 工件装夹在数控分度头上，在加工过程中，主轴按设定的运动规律摆动，采用定制尺寸 刀具，模拟滚子的运动。同时，分度头匀速转动，即可加工出弧面凸轮。凸轮转角θ和主轴 摆角τ严格遵从的运动规律，见式（1）。 θ?=?ω2t?+?θ0 1 T/WLJC?14-2018 式中，S?是运动规律无量纲位移。 3.3 五坐标数控加工中心加工 图?2?为用五坐标数控加工中心加工弧面凸轮示意图。 图?2 五坐标数控加工中心加工示意图 数控分度装置?C?驱动工件旋转固定在数控转台?B?上，数控转台?B?放置于导轨上可实现 平面内移动为?X?和?Z?轴，在加工时利用?X、Z、B、C?四轴联动来加工凸轮轮廓曲面。 加工时运动轨迹，见式（2）。这种加工方法，要求凸轮机构是对称运动规律的曲线。 ??cos sin ??sin cos ………………………………（2） 3.4 仿形铣加工 图?3?为仿形铣加工单头弧面凸轮示意图。 减速电机驱动标准凸轮机构的凸轮轴?A。ux2?传动装置把被加工的弧面凸轮毛坯轴?D?连 接起来，ux1?传动装置又把标准凸轮机构的输出轴?O2?和铣削动力头旋转轴?O1?连接起来。铣 削动力头旋转中心轴?D?的中心距?C1?等于标准凸轮机构的中心距?C2。当轴?A?转动时，铣削 动力头和工件的传动关系完全与标准弧面凸轮机构一样，且铣刀直径大小等于标准弧面凸轮 机构的滚子直径大小。 4?热处理 4.1 高频淬火 高频淬火主要是对中碳钢凸轮表面进行淬火硬化，以提高表面耐磨性。在移动淬火时， 凸轮轨道面上将产生淬火痕迹。对沟槽凸轮进行高频淬火时，轨道面底部的淬火硬化较为困 难。 4.2 氮化处理 各种氮化方法的温度范围基本相同（500℃~570℃），属于低温处理，不产生相变，工 件的变形很小。当为中载凸轮时，母材硬度为?HRC?25~?HRC?30，可采用软氮化方法；当为 重载凸轮时，母材硬度在?HRC35?以上，可采用离子氮化处理方法。 4.3 渗碳淬火 渗碳淬火是提高韧性和耐磨性的常用热处理方法。凸轮渗碳淬火后需要经过磨削加工。 2 T/WLJC?14-2018 图?3 仿形铣加工示意图 5?磨削加工 5.1 磨削余量 在选择凸轮磨削时，需要考虑凸轮形状、热处理方法、机械加工精度等因素。弧面凸轮 一般加工余量为?0.3?mm~0.4?mm。 5.2 磨削砂轮 磨削凸轮需要根据凸轮沟槽的实际尺寸来订购指状砂轮，并根据工件材料和热处理硬度 选择砂轮的成分。为了提高磨削效率，根据凸轮形状的最小曲率半径，应尽量选择直径较大 的砂轮。 磨削凸轮主要选用立方氮化硼的陶瓷结合剂砂轮，其优点是： 1）磨削效率高。与一般的砂轮比较，不仅砂轮的磨损量极小，而且持续切削性能良好。 2）磨削表面质量高。能够磨削残留应力极小的没有淬火的凸轮表面。通过改变砂轮修 整参数，易于控制凸轮表面粗糙度。 3）能够磨削难加工材料。利用这种砂轮能够磨削高硬度和高强度的难加工材料。 3