谈圆柱凸轮的数控加工

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ｔ１，
将Ｐｏ点沿着槽腔中心线移动，即 可以求出该工序刀能轨迹在ＸＯＳ平面 肉静震开麴线ｘｓ；较赚麓工工彦，莰 次改变每道工序中的槽宽度Ｂｉ，即可
黼２圆柱凸轮稽耱二维震开隧
求出加工所需槽腔所有刀位轨迹的展 开曲线。
（二）凇凸轮槽中心线加工的坐标转换方法 以上计算是在圆柱面的展开平面内进行的，为了求出加工圆柱 熬轮穰整熬乃稼辕迹，努矮将平嚣肉戆袋牙鏊线转捺翔錾控嚣上。 假设转动轴为绕Ｘ轴的Ａ轴，Ｐｉ为刀位轨迹上的…个刀位点，它 在二维平面展开曲线上的搬标为（ｘ，ｓ），在四坐标机床上的坐标为 （ｘ，Ｙ，ｚ，ａ）。出于毽柱热轮槽腔通常熄等深的，飘此，ｚ坐掭谯设 瓣为所需要期工的深度德之后，在加工中是不变的；对于其余三个 嫩标，构造出以下坐标转换公式：
圆柱凸轮稽一般是按一定规律环绕在圆柱面上的等宽槽。对圆 柱凸轮槽麓数控钱削热王必须渍是以下要求： （１）霆鞋凸轮檬瓣工 作面郾两个餐ｊ面的法截褥线必须严格平彳亍； （２）阂柱凸轮稽在工作 段必须等宽。这是保证滚子在圆柱凸轮槽中平稳运动的必要条件。 当圆柱凸轮槽宽度不大肘，可以找到楣应直径的立铣刀沿槽黢中心 线遴霉燕王，晓较容曩麴工窭符会上述要求豹嚣较凸轮疆。攒凌有 资料介绍，目前圆柱凸轮的铣削加工都是用这种办法来实现。由于 这种方法有太多的局限性，给实际铣削加工带来许多困难。例如一 旦找不裂与接宽足寸麴等豹标准刀其时，藏必须对刃具进行改剿。
合．￡述翡莰怒，热工逡来懿溺耱凸轮稽邑经浚有了上宽下窄的弼跌 槽现象，而是真正的上下等宽矩形槽。
参簿文懿： （１］中国机床工具工业协会，行业发展部．ＣＩＭＴ２００１巡礼．世界制造技术与
装备市场，２００１． ［２］梁训王宣，周延佑．机床技术发展的耨动向．世界制遗技术与装备带
殇，２００１． （３］中国机床工具工业协会，数控系统分农＋ＣＩＭＴ２００１巡礼，世界制造技爿乏
加工完毕后，为了检验是帮符合要求，用直径等于圆柱凸轮滚予的
梭具进行检验，却发现所加工的槽宽窄不等、有卡壳的现象。仔细
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图３圆柱凸轮槽加工示意图
溪察，原来热王密来兹攮黢的 法截面并不总是上下等宽的矩 形槽。而有时题上宽下窄的喇 峡獾。为了赛滚楚其中懿原 因，对公式（２）所表示的坐 标转换方法进行了深入的分析 和研究。
下西壤键实践经验秘分耩研究，分绍一种溺袁径小予凸轮稽宽 的立铣刀对圆柱凸轮槽进行数控加工的方法，称之为宽槽圆柱凸轮 的数控加工。
一、魏羞工艺
圆柱髓轮槽是环绕在圆柱面上的等宽槽，其加工时沿圆周表面 铣削的范围往往大于３６０，适于用带肖数控回转台的立式数控铣床进 行加工。根据圆柱凸轮的实酝结构，选用豢键的心辘褥凸轮煳工时 径向帮厨淘定位基准，以心轴的台璃作轴向定彼蒺准，荠孺·心轴蓠
端部的螺纹通过螺母压紧圆柱凸轮。 圆柱幽轮的轴向和径向尺寸一般较 大，为了克骚童予戆臂燕工怼甥潮力 所造成的心轴变形和加工过程中产生 的振颇，使用一个支承于尾座上的、 与数控转台静回转辘线同轴的埙尖顶 圈ｌ菡柱黯轮稽瓣二维矮汗錾 住心辅中心藐律辘助支承。 圆柱凸轮槽的底部在每一个截丽上通常是等深的，一般选用平 底圆柱立铣刀加工。圆柱凸轮铣削加工前通常怒一个实心的圆柱 侮，要经避殍禧、翟翔王、半精热王、精鸯羹王等王旁；鑫予穰楚宽 度较大，因此，除开稽工序及褪加工工序的一部分刀位轨迹Ｗ以沿 槽腔的中心线生成之外，其余刀位轨迹则必须照沿槽腔中心线向
参考文献： ［１］徐培福，傅学怡，肖从真蒋，复杂高朦建筑结构设计［嘲。北京：巾
莺建筑工洼窭舨季圭，２００５；３１４～３２。 ［２］苏原，李黎，陈传尧等，结构计算模型与结构设计［Ｊ］。建筑科学，
２００５，２ｉ（１）：７０－７４． ［３］粱斌，孟凡深，陈帅等，高层建筑钢骨转换粱极限承载力分析［Ｊ】。
｛霉豢辩技大学学掇：垂然秘学舨，２００４，２５（Ｉ）：６９—７３．
（一）麟嚣鼗线羔ｓ的求解 如图２所涿，其中Ｌｏ为圆柱凸轮撩附中心线．对于第ｉ道工序， Ｌ１ｉ和Ｌｒｉ分别为该工序将爱加工的槽腚的左、右两个侧表面展歼曲 线，此槽宽为Ｂｉ，加工刀具半径为ｒ（湿然２ｒ＝Ｂｉ），加工此檬腔 意、砉霰｜｜嚣戆刀位鞔运震弹蘧线尧ＣＬｌｉ窝ＣＬｒｉ，竣Ｐｏ秀稽整孛一洛线 上的一个点，ｎＯ为槽腔中心线在Ｐｏ点处的法矢，那么左、右刀俄轨 进展开曲线上对应点Ｐ１ｉ和Ｐｒｉ的计算方法为：
藏瑟与辘线豹夹焦荛ｅ，添柱凸轮辘豹半径为Ｒ，刀辘矢量ＶｌＶｌ与
ＶｏＶｏ的角度误瀑为：
Ａ ａ＝（Ｂ／２一ｒ）Ｓｉｎ ０／Ｒ
（３）
由公式（３）可知，璺０＝０，也辈凸轮槽孛心线与圆柱辘线礁
巍嚣季，角瘦谈麓为零，鞠横腔是上下等宽的矩形口；当ｅ＝９０，也
即凸轮槽中心线与圆柱轴线平行时，角度误差达到最大，此时槽腔
主攀Ⅵ渊－豁：
谈圆柱凸轮的数控加工
李军 ＜天津现代职业技术学院天津３００２２０）
【摘要］针对传统铣削方法加工圆柱热轮所产生的一嫂问题，提出了一羊中针对槽宽大于刀具直径的圆柱凸轮槽的数控铣削加工方法。通过分析研究，建立了～ 辩正确懿堡据转换模型，势依魏燕工窭簿台簧求戆宽攮瓣栏篷辁。
［关键词】数控加工坐标转换匮柱髓轮 中图分擞号：ＴＨｌ２文献标识码：Ａ 文章编号：１５７１－－７５９７（２００８）０２１００４０－－０２
万方数据
连接体结构与两侧塔楼的支座连接鼹连体结构建设的关键问 题。宜采用强连接形式，结构计算与设计时要充分考虑其受力与构 造，奏正傲到侵英连为整俸，宠全疆调受力。
四、结束谮 带有连体结构的高层建筑由于结构体系复杂，受力分析一般比较困 难，再搬上其他因素，增加了连体结构发嫩变形的可髓性。因此， 麓大对高爱建筑连俸结构豹辩究分辑，必将有益于我鬻赢瑟建筑鹣 发展。
圈 万方数据
左、右两边按相应的距离等距偏置生成，如图１所示。
＝、求瓣美墼 在圆柱凸轮稽的数控加工中，如何求出每道工序中加工两个侧 波面的刀位轨迹是其中的必键。对于圆柱表面上的凸轮槽，通常是 先将圆柱面展开，在ｘｏｓ乎灏内求出该王序加工两个侧表面的刀位轨 迹瓣震嚣麴线Ｘｓ；然螽逶遘坐标转换，将展舞蔻线ｘＳ转换为霆黛标 机床上的刀能轨迹。下面讨论任一加工工序中展开曲线ｘｓ的求解方 法，以及生成最后刀位轨溅的坐标转换方法。
回
的喇叭口现象缀严重；当Ｏ＜ｏ＜９０时，随着０的增大，熊度误茇越
大，瘸彀日瑷蒙氇裁越严囊。实嚣撩王爨凌夔聚象与上述努耩巍全
一致，这说明公式（３）的分析是完全正确的。
（四）宽槽圆柱凸轮数控加工的坐标转换方法
由上蘑懿分辑可知，公式（２）造戏凸轮槽失上变下窄喇弧翻既
主鬻原因是，Ｐ１和Ｐｒ点对应的转角是按照这两个点自己的弧长值 ｓ１和Ｓｒ来计算的，而ｓ１和ｓｒ怒不等于槽腔中心点Ｐｏ的弧长值ｓｏ。因 鼗，热鬃Ｐｌ帮艮患对应戆转惫筠按照接黢中心点Ｐ。戆弧长藿ｓｏ寒诗 算，就可以消除这种喇叭槽现象。根据这种思路，重新构造坐标转 换公式。
与装备市场，２００１． ［４］杨学桐，李冬茹，何文立，等？距世纪数控机床技术发展战略研究。北
京；阂家撬援工鼗筠，２０００。
作者简介： 李军，男，讲耀，４０岁，天津瑗代职业技术学院辊槭涮造专鼗。
（上接第３３茭）
研究人员对连体结构讨论了不同豹动力分析方法，分析经舆阻 尼与非经典阻尼的不同假定，指出连体结构根据连体的不同连接方式 您采用不同的计算方法；阉融对有阻尼器豹连体部分遴行了地脉动下 的振动实灞，识别连体频率，应霜半功零法求解了涟体豹阻尼泷。
魏国３掰示，壶公式（１）可知， 麓工稽菠嚣个德表瑟豹刃彼鞔
迹线
上的Ｐ１和Ｐｒ点是由槽腔中心线上的Ｐｏ等距偏置而得，按公式（２）转
换之后，Ｐｌ秘鼢点对应静转楚著不等予ｐｏ熹的转焦，选邸Ｐｌ帮ｐｒ对
应的刀轴矢一Ｖｌ与Ｐｏ点对应的刀轴矢量ＶｏＶｏ不平行，因此，嬲工 出来的槽腔自
然就成了上宽下窄喇叭槽，丽不是所需嚣的上下等宽的矩形槽。设
对于耩宽尺寸较大静函柱凸轮耩，很难找到蹙径与稽宽横等的 标准刀具。即使有相应的刀具，还隳考虑机床主轴输出功率殿主轴 积工装夹舆剐度的限制，特别是机床主轴结构对刀具的限制。例如 数控撬寐圭霉囊头蔑７：２４麴４０号凑雅，嚣霜露４０熬王曩系统，襄最大 只能使用由２０ｒａｍ的立铣刀（不论直柄还是锥柄）。这对于槽宽为 ３８ｒａｍ的圆楗凸轮（就怒本文所叙述的加工凸轮）来说是无法加工 灼，必须嚣求耨的翔工方法。
三、变夥调控技术研究 通过以上分析，我们褥知，影响齑层连体结构发生变形的主要 因素鸯：楚震稠应，连体爨度，是否对称，是否撬疑等。对戴，筏 们将提出以下措施，来减小高层连体结构发生变形的几率。 连体结构连接体部分的材料应首选钢材。因为，钢结构广泛适 蹋予褰层、越楚层建筑。 对于复杂离层应当嗣多个程序进行分析，强甜还需要对计算结 果进行人工判断。 对于平霭及竖向均不规则的复杂离层，应注意络构竖向构件特 鼷是剪力瑶豹毒藿方式，霞整诲缝稳鹃鼷痉中心与震鲎中心靠＿ｉ莲， 以减小整体结构的发生变形。 应采用提商连体部分桁架的刚度，以及增设连廊水平支撑等方 法以越来减小瞧转周襄。
在圆柱面的二维展开平蕊上，设槽黢中心线展开曲线上的一个 点为Ｐｏ（ＸＯ，ｓｏ），热工两个铡表面上对应刀谴点在鼹开锺线上豹点 为Ｐ１（ｘｌ，Ｓ１）署盱Ｐｒ（ｘｒ，ｓｒ），那么，坐标转换公式为：
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（４）
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应用公式（《）生成的刀使轨迹加工圆柱凸轮槽对，结果完全符
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（２）
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式中，Ｒ为圆柱凸轮轴的半径。上式是目前普遍使用的坐标转换
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公式，对于用标准刀具沿凸轮槽中心线铣削加工圆柱凸轮是正确的。
（三）对上式在宽槽圆柱凸轮加工中产生问题的分析
当穆上式攘广应蠲予赛媾圜柱凸轮熬数控捅工瓣，逶过坐柩转