這是一篇來自生產(chǎn)第一線的文章，文章的內(nèi)容雖不高深但很具有實用性。文章作者分析了空間凸輪傳統(tǒng)加工方式和采用手工編程在數(shù)控機床上加工方式的弊端，并在此基礎上詳細地說明了利用MasterCAM軟件加工空間凸輪的全過程。

許昌煙草機械有限責任公司的煙機設備中使用了多種凸輪機構，既有平面凸輪機構，又有空間凸輪機構，其中，空間凸輪機構中的關鍵零件空間凸輪的加工一直是機械加工的難點。常規(guī)方法采用分度頭銑削或靠模法加工，加工難度大，周期長，加工精度低，對操作工人技術水平要求高，因此，大部分空間凸輪零件需要外協(xié)加工。自從我們20世紀90年購置了數(shù)控機床后，利用配備了數(shù)控分度頭的數(shù)控銑床加工空間凸輪代替了傳統(tǒng)的加工方法，在很大程度上提高了凸輪的加工精度和效率，但是，空間凸輪的數(shù)控加工程序一直采用手工編制，手工編制加工程序有很多缺點，主要表現(xiàn)在以下三個方面：

(1)編程復雜，工作量大

在空間凸輪的工作圖中，凸輪的理論輪廓或工作輪廓尺寸是在其外圓柱的展開圖上以直角坐標形式給出，或列表給出。假如按1°將凸輪的輪廓尺寸在360°上均分（一般多是如此），則在程序中就要輸入360個坐標點，工作量大，容易出錯。但有時圖紙上凸輪輪廓坐標會以每10°均分形式給出，由于間隔過大，數(shù)據(jù)不能直接使用，需要編程員對凸輪輪廓進行插值細化，這在手工編程中難度很大，甚至是不可能的。

(2)程序修改不便

程序編好后，如果在工件首件試切過程中出現(xiàn)錯誤或需要改變，如順銑改為逆銑，則程序需重新調(diào)整，調(diào)整的過程是非常繁瑣的。

(3)凸輪輪廓加工精度較低

在手工編程中，程序中兩個坐標點之間是用直線連接的，即直線插補方式，由于手工編程方式的局限性，無法得到足夠多的坐標點，使得加工后空間凸輪的工作輪廓與實際輪廓有一定偏差，表面有棱，不順滑，精度較低。

針對傳統(tǒng)加工和采用手工編程加工的不足，我們充分利用CAD/CAM軟件，圓滿解決了空間凸輪的加工難題。下面，我通過一個具體實例說明如何利用 MasterCAM軟件加工空間凸輪的問題。凸輪工作圖如圖1所示，其中Φ20滾子中心軌跡H和轉角α之間的關系由列表給出，如表1所示。

表1 轉角α與升程H之間的關系

圖1 凸輪工作圖

一、空間凸輪加工過程

1.建立加工模型

點擊桌面圖標，起動MasterCAM軟件。計算凸輪外圓柱周長L=π*D=π*174≈546.637，根據(jù)周長L畫一條豎直線，如圖2所示。將直線36等分，對應每一個等分點，將表一中的H值依次輸入，得到37個輪廓點，如圖3所示。利用軟件中提供的繪制樣條曲線(Spline)命令，依次點擊上面得到的37 個點，得到凸輪的理論輪廓線。點擊軟件的輔助菜單區(qū)的 圖標，在彈出的對話框中建立圖層2，然后依次點擊 、 、，在彈出的對話框中設置如圖4所示的參數(shù)，然后選擇凸輪的理論廓線，將輪廓線向右偏置一個滾子半徑10mm，隱藏其他圖層后，得到凸輪的工作輪廓線，也就是我們所需要的加工模型，如圖5所示。

圖2繪制凸輪外輪廓周長

圖3 凸輪輪廓點示意

圖4 偏置命令參數(shù)設置

圖5 凸輪工作輪廓線

2. 建立粗加工刀具路徑

為了減少粗加工中刀具的空行程，如圖5所示，分別在凸輪工作輪廓線上的B點和C點處打斷，以便只分層粗加工A―B和C―D段。在軟件中依次點擊 、 、、 、 圖標按鈕，系統(tǒng)提示選擇串連，分別點擊A―B和C―D段，建立加工輪廓。點擊主菜單區(qū)的，彈出輪廓加工操作設置對話框，在對話框的刀具參數(shù)標簽頁下建立一把Φ16立銑刀，并設置相應參數(shù)，如圖6所示。點擊按鈕，在彈出的旋轉軸設置對話框內(nèi)設置選項，如圖7所示。選擇輪廓參數(shù)標簽頁，并作相應參數(shù)和選項設置，如圖八所示。點擊按鈕，在彈出的對話框中設置在X―Y方向粗加工的次數(shù)，如圖9所示。至此，粗加工參數(shù)設置完畢，點擊按鈕，生成如圖10所示的刀具路徑。在軟件的操作管理器中點擊 按鈕，對粗加工刀具路徑做實體仿真，仿真效果如圖11所示。

圖6 刀具參數(shù)設置