引言

　　凸輪具備兩個(gè)特點(diǎn)：傳動(dòng)精度高和結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)易。如果制作凸輪軸在方法上采取數(shù)控機(jī)床，會(huì)產(chǎn)生巨大的成本。在新產(chǎn)品制作中，這種缺點(diǎn)得到了放大，成本更大。企業(yè)在大量生產(chǎn)的過(guò)程中，為了減少生產(chǎn)成本，采取一般的仿形加工方法制作凸輪軸。因此本文根據(jù)企業(yè)實(shí)際生產(chǎn)，希望借助調(diào)整數(shù)控加工技術(shù)，減少生產(chǎn)成本，更好地促進(jìn)企業(yè)的生產(chǎn)，進(jìn)而提高企業(yè)的效益。

一、數(shù)控機(jī)床加工凸輪軸面臨的主要問(wèn)題

　　（一）相位關(guān)系

　　根據(jù)傳統(tǒng)的加工技術(shù)，如果要在數(shù)控機(jī)床上進(jìn)行零件的加工，需要有下面的三個(gè)步驟：第一，制作相關(guān)的零件圖紙；第二，選擇適當(dāng)?shù)牡毒吆桶氤善罚坏谌凑占榷ǖ某绦蜻M(jìn)行安裝，開始零件的數(shù)控加工。不過(guò)由于凸輪軸的復(fù)雜性，在它的加工過(guò)程中是存在不確定因素，比如凸輪軸的各個(gè)挑頭的周向存在嚴(yán)格的位置相對(duì)關(guān)系。

　　（二）加工時(shí)間

　　凸輪軸具備加工效率低和加工時(shí)間長(zhǎng)的特點(diǎn)。因?yàn)橥馆嗇S的精度要求高于其他制作零件，因而在使用四軸加工中心銑削凸輪軸制作時(shí)，第四軸自身運(yùn)動(dòng)速度慢，尤其是采取球頭刀制作，同時(shí)需要注意工件的每切削一層主軸的旋轉(zhuǎn)角度是36～45轉(zhuǎn)。為了確保精度，還需要使用較小的切削層，特別需要注意每一次都要保持在0.5毫米以下，這樣的話至少要銑削兩層以上。因此，加工一個(gè)桃頭的時(shí)間最終需要至少40分鐘。

　　（三）機(jī)床振動(dòng)

　　考慮到凸輪軸凸輪型面自身所具備的特性，在開展半精制作時(shí)，工作面各處的工作量是有差異的。尤其是制作工作量大的時(shí)候，機(jī)床振動(dòng)就會(huì)加大。

　　（四）刀具選擇

　　如果是選擇球頭刀進(jìn)行凸輪軸的制作，會(huì)造成刀具的大量損耗。甚至如果選擇直徑小于六毫米的球頭刀時(shí)，球頭刀的工作效率會(huì)大打折扣，甚至于刀具工作中心切削的速度達(dá)到零。

二、凸輪軸凸輪型面數(shù)控加工新工藝

　　（一）合理安排裝夾方式，有效保證相位關(guān)系

　　如果在數(shù)控機(jī)床上進(jìn)行凸輪軸的制作時(shí)，要想保障凸輪軸相關(guān)部位的相對(duì)位置關(guān)系，就要注意工件的裝夾和定位。在實(shí)際操作中，如果要是在一次的裝夾下把整個(gè)挑頭的加工予以制作完成，就可以保持各個(gè)挑頭的周向的相對(duì)位置關(guān)系。不過(guò)存在的問(wèn)題是如何把握鍵槽和第一挑頭的相對(duì)位置關(guān)系。之后，開始鍵槽銑削工序時(shí)，根據(jù)不同的生產(chǎn)形式采取不同的方法：第一，批量生產(chǎn)時(shí)，需要設(shè)計(jì)專門的工裝，并且進(jìn)行多次調(diào)整，最終確定位置；第二，單件生產(chǎn)時(shí)，可以采取制作凸輪樣板的方法。在加工的時(shí)候，將樣板套在第一挑頭進(jìn)行定位，從而提供一個(gè)基準(zhǔn)。在具體的操作過(guò)程中，要根據(jù)粗精加工的不同要求，采取不同的方法，從而減少切削力，減少打滑。

　　（二）改變加工刀具，優(yōu)化刀具路徑，提高生產(chǎn)效率

　　多數(shù)企業(yè)出于確保加工質(zhì)量的目的，在制作凸輪軸凸輪型面的時(shí)候，往往采取球頭刀制作。球頭刀自身存在著缺點(diǎn)，決定了它難以開展大量的切削。同時(shí)，在每次的切削時(shí)的實(shí)際切削量實(shí)際較小，甚至相鄰的兩次切削刀的中間線距離也在逐漸變小，不然就會(huì)造成凸輪型面的質(zhì)量出現(xiàn)下降。因此，為了改進(jìn)技術(shù)，本文決定采取牛鼻刀來(lái)代替球頭刀。兩者相比，牛鼻刀剛度更好，刀桿的振動(dòng)性低，可以進(jìn)行更大范圍的切割。它也可以有效地增加切削量，進(jìn)而降低切削的層數(shù)，從而最終減少每一層的切削圈數(shù)，進(jìn)而達(dá)到減少加工時(shí)間的目的。此外，牛鼻刀自身具備剛度強(qiáng)，磨損量少的優(yōu)勢(shì)，從而增加刀具的加工時(shí)間，最后減少換刀的次數(shù)。經(jīng)過(guò)大量的實(shí)踐證明，使用牛鼻刀加工這種凸輪型面，最終增加凸輪軸的加工效率。球頭刀和牛鼻刀的軌跡對(duì)比如圖2所示：

　（三）改變切削方式，減少機(jī)床振動(dòng)，提高表面質(zhì)量

　　即使牛鼻刀具備刀桿的振動(dòng)較小和剛度優(yōu)良等優(yōu)點(diǎn)，不過(guò)在生產(chǎn)加工時(shí)，采用傳統(tǒng)的切削方式會(huì)造成刀具中心全部參與切削。同時(shí)，伴隨著機(jī)床的切削力特別大，這樣的情況下機(jī)床的振動(dòng)就會(huì)不能避免，也就會(huì)造成到凸輪型面的質(zhì)量。基于此種情況，企業(yè)需要改進(jìn)一般的切削方法，從而提高其表面質(zhì)量。

　　一般的切削方法就是刀具的軸線和工作中心在同一條直線上。具體到實(shí)際操作過(guò)程中，就是三個(gè)軸不同的形態(tài)，A軸旋轉(zhuǎn)，Y軸靜止，Z軸是上下的運(yùn)動(dòng)。在這個(gè)過(guò)程中，切削點(diǎn)在慢慢變化，不過(guò)軸線依然始終對(duì)著旋轉(zhuǎn)中心，刀具的中心一直在切割。刀具軸線與工件中心共線法切削如圖3所示：

圖3 刀具軸線與工件中心共線法切削

　　為了改進(jìn)傳統(tǒng)的方法，可以使用前導(dǎo)法向偏轉(zhuǎn)法切削加工。即在開始加工之前，把工件向反方向達(dá)到偏轉(zhuǎn)一定的角度，造成一種刀具的軸心和法向相互垂直，這樣就會(huì)形成刀具軸心與切削點(diǎn)法向出現(xiàn)一定的偏角。加工時(shí)，可以采用自動(dòng)編程法，需要注意編程的重點(diǎn)在切削參數(shù)的設(shè)置，也就是相對(duì)驅(qū)動(dòng)參數(shù)項(xiàng)的設(shè)置。前切削引導(dǎo)角度需要控制在合理的范圍，如果角度出現(xiàn)過(guò)大或過(guò)小，會(huì)造成加工技術(shù)的下降，一般需要控制在1°～3°之內(nèi)。

結(jié)束語(yǔ)：

　　由于技術(shù)的進(jìn)步，數(shù)控技術(shù)也在不斷地發(fā)展。同時(shí)，人們對(duì)于傳動(dòng)結(jié)構(gòu)的傳動(dòng)精度提出了更高的要求。企業(yè)已經(jīng)通過(guò)數(shù)控機(jī)床來(lái)制作凸輪軸，并且專業(yè)的數(shù)控機(jī)床已經(jīng)被企業(yè)所采用。這篇文章以實(shí)踐的形式，重點(diǎn)改進(jìn)了數(shù)控的加工技術(shù)。這種改進(jìn)促進(jìn)了凸輪軸的生產(chǎn)，在降低了生產(chǎn)成本的同時(shí)又保證了凸輪軸的加工質(zhì)量。