基于UG的一种平面凸轮磨削方法在机床上的应用.pdf

D e s ig n a n d R e s e a rc h 设计与研究 基于 U G 的一种平面凸轮磨削方法在机床上的应用 何徐敏蔡传 磊 杭州杭机股份有 限公司， 浙江 杭州 3 1 1 3 0 5 摘要 介绍了一种基于 UG的新型平面凸轮磨削方法便是在这个基础上提出的 ， 并成功开发 了针对平面凸 轮磨削的专用机床。该机床较传统的凸轮加工有更高的精度与效率 ， 较低 的J j - r 成本 ， 有很大的经 济效益。 关键词 平面凸轮UG磨削加工机床 中图分类号 T G 5 8 0 ． 6 文献标识码 A T h e g r i n d i n g me t h o d o f f l a t c a m b a s e d o n UG u s e d i n ma c h i n e t o o HE Xu mi n，CAI Ch ua n l e i H a n g z h o u Ma c h i n e T o o l C o ． ，L t d ． ， Ha n g z h o u 3 1 1 3 0 5 ， C HN Abs t r a c tTh i s pa p e r i n t r o d u c e d t h e g r i n d i n g me t h o d o f f l a t c a m b a s e d o n UG u s e d i n ma c h i n e t o o l ，a n d s u c c e s s - f u l l y d e v e l o p e d a s p e c i a l ma c h i n e t o o l f o r p l a n a r c a m g r i n di n g ． Ke y wo r dsFl a t Ca m ； UG； Gr i n d i n g； Ma c hi n e To o l 该机床主要运用 了 U G软件 的强大仿真功能实现 了凸轮曲线的拟合 ， 通过 C 汇编语言编译 ， 设计生 成了磨削参数设定对话框 ， 作为 U G软件的一个插件 ， 机床只需设定磨削参数便可生成机床数控系统能识别 的加工语句。下面从 凸轮加工的整个过程讲述这种磨 削方法 的应用。 1 凸轮轮廓曲线参数的采集及拟合 凸轮轮廓曲线参数是通过三坐标采集一组 X， Y ， z 三维坐标数据 ， 采集时必须 以凸轮基准孔 圆心 为零位 ， 量销 子孔 中心连线 为起始点 开始采集 如图 1 ， 采集导 出的数据应为 ， y 的二 维坐标形 式 ， 修改形成 d a t 文件 ， 通过 U G插件导人数据拟合形 成凸轮曲线。 x，y 起始点 图1 参数采集及拟合 拟合时应根据加工要求选用合适的拟合误差 ， 过 大的拟合误差将影响凸轮 的加工精度； 过小的拟合误 差会延长拟合时间， 影响加工效率 ， 故拟合曲线是要使 用有很强运算能力的计算机或服务器。采集坐标时可 对于车床制造商来说 ， 可以将磨床机械参数与电参数 一 起进行优化 ， 从而制造出性能更加优 良的数控车床。 参考文献 [ 1 ] 彭浩． 数控 复合 磨 削技术 的发 展及研 究 现状 [ J ] ． 航空 制造 技术 ， 2 0 1 0 1 O 5 4 5 7 ． [ 2 ] 胡蒲希， 钱炜， 陈靖菲． 基于直线电动机伺服系统的数控铣削 自 适应 控制系统的数学建模 [ J ] ． 科学技 术与工程， 2 0 1 1 4 8 3 8 8 4 0 ． [ 3 ] D o n a l d s o n R R，P a t t e o n S R ．D e s i g n a n d c o n s t r u c t i o n o f a l a r g e v e r ti - c al a x i s d i a mo n d t u r n i n g ma c h i n e [ C ] ． L a w r e n c e L iv e r m o r e N a t i o n a l L a b o r a t o r y Re p o r t ， 1 9 8 3 ． [ 4 ] 文德． 现代超精密加工技术的发展 和应用 [ J ] ． 世 界产品与技 ， 1 9 9 8 等 3 1 0 1 2 ． [ 5 ] 袁哲俊 ， 周明． 加速发展我国的精 密和超精 密加工技术 [ J ] ． 工具技 术 ， 1 9 9 4 2 1 7 2 2 ． [ 6 ] 叶云岳． 国内外直 线 电机技术 的发 展与 应用综 述 [ J ] ． 电器 工业 ， 2 0 0 3 1 1 2 - 1 6 ． [ 7 ] 秀欣， 马同禄． 直线电机及其应用简介 [ J ] ． 机械工程师， 2 0 0 3 9 9 5 9 6． 编辑谭弘颖 收稿 日期 2 0 1 3 0 3 1 2 文章编号 1 3 0 6 3 1 ≥ 0 _ - - 一 一 如果 您擐发表对本文的看法 请将文章缩号填入读者意觅调查裹中的 相应自 ￡ 置。 8 7 设计与研究 D e s ig n a n d R e se a rC h 选择性地调节点阵的疏密程度 ， 曲率变化较 大的曲线 段应采集较密的点阵 ， 反之采集较疏 的点阵。 2 加工参数设定及 程序 生成 该加工方法 的参数设定是通过可视化的对话框来 完成 ， 操作简便 、 直观 ， 可根据磨削要求选择粗磨 、 半精 磨 、 精磨及抖动磨削 ， 设定完成后选择要加工的已拟合 完成的曲线即可生成加工程序 ， 通过运算将 以 X， 的形式输 出。这里的 坐标 为砂 轮轴相对 工件坐标 系的坐标 ， 为曲线上各点 的极坐标 如图 2 。 ．、 厂 丫 ＼ I ， ／ ～／ 图2 参数设定及生产程序 3 工件的安装及； n - r 工件采用的是“ 一面两孔”的安装方式 ， 即以凸轮 一 个面为定位面 ， 两销子孑 L 为定位孔 ， 校正 中间圆孔 ， 销子孔和中间孑 L 的位置精度需在前一道工序 中保证 ， 校正误差基本在 0 ． 0 0 3 m m 以内； 固定指示器 ， 使测头 触及工装前侧基准平面， 移动 轴 ， 并旋转工作 台， 调 整指示器读数 的最大变化值在 0 ． 0 0 3 m m以内， 即设 ， 卜 、 ／ c ／ 一 ／ ／ ＼ ／ ， 图3 工件安装及加工 定该位置为工作 台零位 ， 该位置为凸轮加工的起始位 置 如图 3 。工装及工件 的固定采用 电永 磁吸盘夹 紧。 该机床的加工为匀线速加工 ， 机床示意 图如 图 4 所示 ， 加工时为横 向进给 轴 和工作 台 回转 C轴 联 动， 当曲线瞬间曲率变化很大时 ， 对两轴的响应时间有 较高的要求 ， 故机床加工前调试对 和 c轴的电动机 特性参数做 了优化 ， 两轴采用 的均为西门子电动机 ， 这 一 做法将很大程度上提高 凸轮的加工精度。另外 ， 加 工前需检查 当曲线有 内包络的时候 ， 砂轮半径的选择 应小于那段的最小曲率半径 ， 以防止加工时发生干涉。 当曲线均为外包络时， 砂轮半径应选择尽量大些 ， 以提 高加工效率。该机床还增加了抖动磨削功能， 用户可 在生成程序时选择性增加 ， 抖动磨削可提高工件的表 面质量。 4 结语 图4 专用机床实物图 本文 以上所描述的这种新型的平面凸轮的加工方 法 已完成 了在机床产品上的应用， 具备了高精度 、 高效 率 、 低成本的特点。经过应用该机床磨 削凸轮轮廓度 能达到 0 ． 0 2 m m， 远远高 于用 户采 用坐标 磨床磨 的 0 ． 0 5 m m 的结果 ， 加工效率为一天 2～3件 ， 同样 比起 用户原先 的 1件／ 天提高了 2倍有余 ； 该机床的结构较 为紧凑 ， 工作台采用伺服电动机通过蜗轮蜗杆减速器 驱动 ， 横向与垂直进给采用伺服电动机经滚珠丝杠驱 动 ， 机床较进 口坐标磨床有很大的经济性 ， 故该机床在 印刷机械行业推广将有很好 的经济效益。 编辑余捷 收稿日 期 2 0 1 3 0 3 1 2 文 章编 号 l 3 O 2 如果 您想发表对本文的看法， 请将文 章编号填入读者意见调查表中的相应位置。 名词解释 磁粉离合器主、 从动部分间隙中充填磁粉 ， 借助于磁粉问的结合力和磁粉与工作面之间的摩擦力传递动力或运动的离合器。 内锥体部件空心金属圆台外表面上固定有摩擦衬片或摩擦材料层， 并与外锥体内表面组成摩擦副的部件。 LU 。 o平弗 删