圆柱凸轮非等径加工研究与圆柱凸轮CADCAM系统开发.docx

圆柱凸轮非等径加工研究与圆柱凸轮CADCAM系统开发
一、引言
随着制造技术的不断提高和精确度的要求，圆柱凸轮在机械加工领域中起到了至关重要的作用。圆柱凸轮是一种具有旋转对称性的零件，一般用于传递运动或力，常用于内燃机、汽车、机床等机械领域。圆柱凸轮的制造精度直接影响到其使用效果和寿命，因此需要采取相应的加工方法和措施来保证其几何形状和表面质量。
目前，圆柱凸轮的加工方式主要有两种：等速率成形和非等径进给。等速率成形指从某一直径出发，沿着轴向或斜线方向进给刀具削去圆柱凸轮表面上的材料，使得圆柱凸轮最终呈现出所需的几何形状。这种加工方式的优点是加工效率高，但受到加工精度的限制。非等径进给是指在圆柱凸轮表面上采用不等大小的进给量，并沿着不同的方向进行加工，从而达到更高的精度要求。但是这种加工方式需要具备较高的工艺技能和设备，所以需要对其进行深入研究和开发。
本文旨在研究圆柱凸轮非等径加工技术，并开发适用于圆柱凸轮加工的CADCAM系统，为圆柱凸轮的高精度加工提供技术支持。
二、圆柱凸轮非等径加工技术
1.基本原理
圆柱凸轮的非等径加工，是通过调整加工刀具的进给量，在圆柱凸轮表面不同位置和方向上实现不同的加工路线，从而达到所需的几何形状。这种加工方式与等速率成形不同，不仅可以得到更高的加工精度，而且可以应对更复杂的几何形状。
2.加工路线的设计
圆柱凸轮的加工路线设计，是圆柱凸轮非等径加工的关键之一。加工路线应该根据几何形状和加工要求来设计，既要避免刀具与工件碰撞，同时要保证加工精度。
加工路线可以分为三类：分层分级法、自适应控制法和参数化控制法。
分层分级法是将加工表面分为若干个等宽层，然后在每层表面上按照相同的加工参数进行加工。这种方法适用于几何形状简单的圆柱凸轮。
自适应控制法是根据加工路线所通过的点的情况，自动调整刀具的加工参数，以达到更高的精度。这种方法适用于几何形状较为复杂的圆柱凸轮。
参数化控制法是通过调整加工参数的值来控制刀具的加工形状和深度。这种方法适用于对加工效率要求较高的圆柱凸轮。
3.加工设备
圆柱凸轮的非等径加工需要较高精度的加工设备，包括加工中心、数控机床、等离子切割机等。选用合适的加工设备可以保证工件精度和表面质量。
4.缺陷处理
在圆柱凸轮的大面积加工中，由于加工参数设定不当或加工机床的操作不当，很容易在加工过程中出现不均匀的加工量或不规则的几何形状。这些缺陷将会影响整个产品的质量和性能。因此，必须对这些缺陷进行处理，采用后处理技术对加工表面进行修整和磨光，以提高加工精度和表面质量。
三、圆柱凸轮CADCAM系统开发
1.基本工作流程
圆柱凸轮CADCAM系统的基本工作流程主要包括以下几个步骤：
①导入CAD模型：将圆柱凸轮的CAD模型导入到系统中，创建三维模型。
②加工路线设计：根据圆柱凸轮的几何形状和加工要求，设计加工路线。
③刀具参数设定：根据加工路线的要求，对刀具参数进行设定。
④数控程序生成：根据设定的刀具参数和加工路线，生成数控程序。
⑤数控机床控制：通过数控机床，对圆柱凸轮进行加工。
⑥缺陷处理：对加工表面进行修整和磨光。
2.系统功能模块设计
圆柱凸轮CADCAM系统包括以下功能模块：
①CAD模型导入模块：该模块用于导入并创建圆柱凸轮的三维CAD模型。
②加工路线设计模块：该模块用于根据CAD模型的几何形状和加工要求，设计加工路线，包括分层分级法、自适应控制法和参数化控制法。
③刀具参数设定模块：该模块用于根据加工路线的要求，对刀具的加工参数进行设定，包括进给量、切削速度和削铣深度等。
④数控程序生成模块：该模块用于根据设定的刀具参数和加工路线，生成数控程序。
⑤数控机床控制模块：该模块用于控制数控机床，通过数控程序进行圆柱凸轮的加工。
⑥缺陷处理模块：该模块用于对加工表面进行修整和磨光，以达到加工精度和表面质量的要求。
3.系统开发技术
圆柱凸轮CADCAM系统的开发技术主要包括计算机辅助设计（CAD）、计算机辅助制造（CAM）、CNC加工控制技术和网络通信技术等。采用这些技术，可以建立一个实现从CAD模型到数控加工的自动化系统，提高圆柱凸轮制造的效率和精度。
四、结论
通过对圆柱凸轮非等径加工技术和CADCAM系统的研究和开发，可以提高圆柱凸轮的制造精度和表面质量，同时提高生产效率。非等径加工是一种有效的加工方式，可应用于多种复杂的零部件和加工领域。CADCAM技术的应用，可以提高制造领域的自动化水平和数字化化程度，带来更多的科技创新和经济效益。