第6章 沟槽凸轮的设计与加工,教学目的: 掌握圆弧的画法、串连补正、圆弧的尺寸标注等绘图知识，掌握挖槽粗加工、外形铣削精加工、倒角加工等加工知识，掌握操作三菱加工中心加工沟槽凸轮的过程,教学重点： 掌握圆弧的画法、掌握挖槽粗加工 教学难点： 外形铣削串联的方向的选择,圆弧进刀与螺旋进刀的设定. 教学内容:,6.1 沟槽凸轮的零件图,沟槽凸轮零件如图6-1所示沟槽凸轮内外轮廓及Ø 25和Ø 12的孔的表面粗糙度要求为Ra3.2，其余为Ra6.3，全部倒角为1×1，材料为40Cr图6-1,6.2 绘图思路,绘制圆弧,修剪,串连补正,尺寸标注,,,,,,图6-2 绘图思路,6.3 沟槽凸轮的建模,6.3.1 绘制中心线 (1) 将图形视角设为俯视图（T），当前层别设为 1 ， 命名为“中心线”，点选 图素属性 按钮，将线型设为中心线 (2) 绘制水平中心线 单击 绘图 → 直线 → 水平线 命令，在Y坐标为 0 的位置，绘制好水平中心线 (3) 绘制垂直中心线 单击 主菜单 → 绘图 → 直线 → 垂直线 命令，在X坐标为0及30的位置绘制两垂直线 6.3.2 指定圆心与直径绘制圆 绘制Ø25和Ø12的圆，可采用 点直径圆 方式画圆，方法如下： （1）将当前层别设为 2， 命名为“线框图”，点选 图素属性 按钮，将线型设为实线 。
（2）单击 主菜单 → 绘图 → 圆弧 → 点直径圆 命令，过程如图6-3所示图6-3,6.3.2 指定圆心与直径绘制圆,（3）在系统提示区出现提示：输入半径，输入25，回车 （4）捕捉原点为圆心，画好Ø 25的圆，如图6-4所示 （5）同样的方法可画好Ø 12的圆如图6-5所示现介绍另一种方法 6.2.3 指定圆心与半径绘制圆 绘制Ø12的圆，可采用 点半径圆 方式画圆，方法如下： (1) 单击 返回 → 点半径圆 命令，过程参考图6-3 (2) 在系统提示区出现提示：请输入直径，输入6 ，回车 捕捉右边的垂直线与水平线的交点为圆心，画好半径为6的圆，如图6-5所示,,,图6-4 图6-5,Ø 25,6.3.4 用极坐标方式（已知圆心）绘制圆或圆弧,绘制半径为R47的圆弧，可采用 极坐标 方式画圆，方法如下： (1) 单击 返回 → 极坐标 → 已知圆心 命令，过程如图6-6所示 (2) 在系统提示区出现提示：极坐标画圆弧:请指定语圆心，捕捉原点为圆心 (3) 在系统提示区出现提示：请输入半径，输入47 ，回车 (4) 在系统提示区出现提示：请输入起始角度，输入90 ，回车。
(5) 在系统提示区出现提示：请输入终止角度，输入270 ，回车 (6) 绘制好R47的圆弧，如图6-7所示 (7) 同样办法可画好R32的圆弧，下面介绍另一种画法图6-6 图6-7,6.3.5用极坐标方式（任意角度）绘制圆或圆弧,绘制R32的圆弧可采用 极坐标（任意角度） 方式画圆，方法如下： （1）单击 返回 → 极坐标 → 任意角度 命令，过程参考图6-6 （2）在系统提示区出现提示：极坐标画圆弧:请指定语圆心，捕捉Ø12的圆的圆心为圆心 （3）在系统提示区出现提示：请输入半径，输入32 ，回车 （4）在系统提示区出现提示：使用滑鼠指出起始角度的概略位置，在右边的垂直中心线的左下方点选一点如图6-8所示 （5）在系统提示区出现提示：使用滑鼠指出终止角度的概略位置，在右边的垂直中心线的左上方点选一点画好R32的圆弧，如图6-8所示 6.3.6 绘制切弧 绘制R97的圆弧，可采用 切弧 方式画圆弧，方法如下： （1） 单击 返回 → 切弧 → 切两物体 命令，过程如图6-9所示图6-8 图6-9,起始点,终止点,6.3.6 绘制切弧,（2）在系统提示区出现提示：绘制圆弧,切两物体:请输入半径，输入97 ，回车。
（3）在系统提示区出现提示：请选取图素,圆角半径=97，选择R47的圆弧 （4）在系统提示区出现提示：倒圆角:请选取另一个图素，选择R32的圆弧 （5）图中会出现多个相切的圆弧，在系统提示区出现提示：请选择所需的圆角，选择一个符合需要的圆弧，如图6-10所示 （6） 同样的方法，可绘制R267的圆弧，如图6-11所示图6-10 图6-11,选择该圆弧,6.3.7 圆弧的修剪,图6-12,通过修剪延伸的方法，将圆弧的多余部分修整掉 （1） 单击 主菜单 → 修整 → 修剪延伸 → 两个物体 命令 （2） 分别点选两相交的圆弧，修剪结果如图6-12所示，得到凸轮外形图凸轮外形,6.3.8 串联补正,,,,分析图6-1所示工程图，沟槽凸轮轮廓线可以用串联补正的方法得到方法如下： （1） 单击 主菜单 → 转换 → 串联补正 → 串联 命令 过程如图6-13所示 （2） 点选图6-12中任意一段圆弧，整个圆弧段改变颜色，并出现一个箭头 （3） 点选 执行 命令，出现如图6-14所示的对话框填选如图所示 • 处理方式为：⊙复制 • 补正 ⊙ 左补正，当串联的箭头方向为逆时针方向时，采用左补正，保证向内补正。
• 补正距离为7图6-13 图6-14,6.3.8 串联补正,（4）点选 确定 按钮，得到“凸轮外轮廓”，结果如图6-15所示 （5）同样的方法，可得到内轮廓“凸轮内轮廓”，补正距离为17，如图6-16所示图6-15 图6-16,串连方向,凸轮外形,凸轮外轮廓,凸轮内轮廓,6.3.9 尺寸标注,1. 设定辅助菜单 将图层设为2，命名为尺寸标注，颜色设为15（白色），线型设为细实线 2. 半径的标注 （1） 单击 绘图 → 尺寸标注 命令，点选R15的圆弧出现尺寸线及尺寸R15.00 （2） 若想不要小数后面的两个零，改变小数位数为0为，方法如下：从键盘输入字母“N”，在系统提示区出现提示：“输入小数位数”,输入 0 ，回车 （3） 移动鼠标到合适位置，点左键确定，标注好R15的圆弧尺寸在尺寸数字之前，有一个表示为半径的符号R，如图6-17所示 （4） 同样办法可标注好R25，R30，R32，R40，R47的圆弧的半径，如图6-17所示 3．直径的标注 分别点选直径为Ø12，Ø25的圆，可标注圆弧的直径在尺寸数字之前，有一个表示直径的符号Ø，如图6-17所示。
图6-17,4．注解文字,若直接点选R80，R90，R97，R250，R260，R267的圆弧，也可标注圆弧的半径，但尺寸线通过圆心，造成尺寸线很长，图面较零乱现采用引导线加注解文字来标注方法如下： （1） 单击 绘图 → 尺寸标注 →引导线 → 中点 命令，过程如图6-18所示 （2） 点选 R97圆弧，拉动鼠标到合适位置，单击左键，再水平拉动鼠标到合适位置，单击左键，按 Esc 键，可画好引导线如图6-19所示图6-18 图6-19,指引线,4．注解文字,(3) 单击 返回 → 注解文字 命令，过程参考图6-18，出现如图6-20所示对话框 (4) 输入R97，单击 确定 按钮，拉动鼠标到对应的指引线位置，单击鼠标左键，将尺寸R97标注好，如图6-21 所示注意检查标注的尺寸是否与实际尺寸相符 （5）同样的方法可标注好R80，R90，R250，R260，R267的圆弧，如图6-21所示图6-20 图6-21,5．两圆的中心距的标注,（1）单击 绘图 → 尺寸标注 → 标示尺寸 → 水平标示 → 圆心点 命令，点选Ø25的圆。
（2）单击 圆心点 命令，点选Ø12的圆移动鼠标到合适位置 （3）从键盘输入字母“G”，出现如图6-22所示的对话框，填选如下： • 小数位数：3 • 公差设定： • • （4）点选“确定”按钮，移动鼠标到合适位置，点左键确定，标注好尺寸 “30±0.015”，如图6-1所示图6-22,6. 分析检查,分析检查所建模型尺寸是否与工程图相符合在图6-22中，没有Z方向的图形与尺寸在编程时，Z方向的尺寸可从工程图中获得，直接输入有关参数，就可以解决Z方向的尺寸问题 6.4 编制挖槽的加工刀具路径 6.4.1 加工工艺分析 从图6-1分析，一般采用铸造毛坯，再用机加工的方法，可较方便的加工出该产品现采用16mm板材，下料的尺寸为115×100Ø25及Ø12的孔已用其他方法加工出来了，上下端面也已加工到位，剩下凸轮凹槽及外形用三菱加工中心加工，机床的最高转速为12000转/分 1. 装夹方法 工件装夹需要设计专用夹具，利用Ø25及Ø12的孔定位，采用压板装夹，如图6-23所示Ø25的孔的定位中心到夹具的左边的距离为90，到夹具的前边的距离为70。
这两个尺寸将作为对零及设定G54工作坐标的依据2. 毛坯设定,单击 刀具路径 → 工作设定 命令， 设定毛坯大小尺寸为 X115，Y100，Z15，工件原点（7.5，0，0）,材料为40Cr.,,图6-23,螺栓不能太高，以防与刀具干涉,夹具,凸轮,M12螺栓,M6螺栓,3. 加工工艺,2D挖槽，粗加工凸轮凹槽外形铣削，加工凸轮外形外形铣削，精加工凸轮凹槽倒角， 采用2D外形铣削,,图6-24 凸轮加工工艺流程图,,6.4.2加工凸轮外形刀具路径,图6-25,加工凸轮外形，可用Ø25R5圆鼻合金刀，采用2D外形加工的方法进行粗加工，Z轴方向步进距离为 0.5mm一般来说，该面要求不高，可直接加工到位，加工余量为0mm 1. 外形铣削对话框 （1）将层别设为1，关闭层别2，则所有尺寸被隐藏将图形视角，构图平面，刀具平面设为俯视图（T），其余与绘图时的设置相同 （2）单击 主菜单 → 刀具路径 → 外形铣削 → 串联 命令 （3）选取凸轮外形轮廓线为加工范围，外形轮廓线改变颜色，并出现一个起点与箭头，保证为顺时针方向 （4）点选主菜单中的 执行 命令，进入外形铣削对话框如图6-25所示。
2. 选择刀具参数 输入主要刀具参数如下： ·进给率： 1200 毫米/分 ·Z轴进给率： 1000毫米/分 ·提刀速率： 2000 毫米/分 ·主轴转速 1700 转/分 ·冷却液 喷气 其余为默认值3. 选择2D外形铣削参数,,,点选 外形铣削参数 按钮，出现如图6-26所示对话框，填选如图所示 （1） 主要输入选择以下参数： ·进给下刀位置：1.0 ·深度 –20.2 ，加工深度要大于凸轮的高度15的尺寸加一个刀具的刀角半径值 ·XY方向预留量 0 凸轮外形表面不需要精加工 ·点选 ·点选 ·点选 图6-26,3. 选择2D外形铣削参数,图6-27 图6-28,（2）点选 平面多次铣削 按钮，出现如图6-27所示对话框，填选如图所示 输入： ·粗铣次数 2 ·间距 10 点选 确定 按钮，返回图6-26 （3） 点选 Z轴分层铣深 按钮，出现如图6-28所示对话框，填选如图所示 输入：·最大粗切深 0.5 ·点选 。
点选 确定 按钮，返回图6-263. 选择2D外形铣削参数,（4）点选 进/退刀向量 按钮，出现如图6-29所示对话框，填选如图所示 输入：进/退刀圆弧半径为 10 ，点选 确定 按钮，返回图6-26 （5） 其余各。