MG250591-WD型采煤机右摇臂壳体的加工工艺规程及数控编程设计【说明书+CAD】
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mg250591
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黑龙江科技学院毕业设计（论文）任务书姓名任务下达日期年月日设计（论文）开始日期年月日设计（论文）完成日期年月日一、设计（论文）题目MG250/591WD型采煤机右摇臂壳体的加工工艺规程及数控编程二、设计的目的和意义MG250/591WD型采煤机是在广泛吸收国内外现有电牵引采煤机先进技术的基础上，针对我国目前煤机市场最新变化和需求而开发研制的，它具有电机横摆，结构先进，运行可靠，可实现电液互换，爬坡能力强等优点。而作为采煤机重要工作机构的截割部摇臂（主要完成落煤和装煤作业），其机壳加工工艺的好坏直接影响到采煤机的工作性能，所以对其加工工艺进行合理编制并进行数控程序的编制，有很大的意义。三、设计（论文）主要内容（1）MG250/591WD型采煤机右摇臂壳体零件图（3张0号）；（2）MG250/591WD型采煤机右摇臂壳体加工工艺规程；（3）MG250/591WD型采煤机右摇臂壳体部分加工工艺的数控程序；四、设计目标主要完成对MG250/591WD型采煤机右摇臂壳体的加工工艺规程设计以及部分加工工艺数控程序的编制。五、进度计划2007年3月13日至3月31日进行生产实习；4月1日至4月12日完成对设计题目的资料收集与查询；4月13日至5月15日完成对设计图纸的绘制；5月16日至6月14日完成毕业设计说明书的编写；6月15日至6月21日最后的审稿及说明书和图纸的打印。七、参考文献资料李文双主编机械制造工程学黑龙江科学技术出版社，2004；刘春生主编滚筒式采煤机理论设计基础中国矿业大学出版社，2003；海因茨，孔德主编采煤机械化手册煤炭工业出版社，1979；方沂主编数控机床编程与操作国防工业出版社，1999；等参考资料40余本。指导教师院（系）主管领导年月日产品型号MG250/591WD零件图号20MJ0601第1页共21页冷加工工艺过程卡片产品名称采煤机零件名称右摇臂壳体加工单位材料零件净重每台数量种类外形尺寸重量每件加工数量机1ZG30MN2317029毛坯铸工艺装备序号工序工序内容车间设备夹具刃具量具辅具工等工时单件备注0铸铸15划115080（俯视，N1N1）44290128（俯视，NN）3工艺基准块位置打样冲孔43M366H10铣115080100槽（俯视，N1N1）机1WD130A418290128槽（俯视，NN）15焊水道铆20钳领工艺基准块按图焊好机142产品型号MG250/591WD零件图号20MJ0601第2页共21页冷加工工艺过程卡片产品名称采煤机零件名称右摇臂壳体工艺装备序号工序工序内容车间设备夹具刃具量具辅具工等工时单件备注25镗3M366H底孔钻好机1WD130A4330钻套3M366H扣机1Z30804235划一、划检毛坯各部机1二、以电机孔为准，照顾面，保证各孔及台面位48置正确，各部位余量均匀够干，划下列尺寸线1工艺基准（块）面线022035838700220014215H7与240H7两孔中心连线绕工件一周三检查线必须划出40铣按线找正铣机1X2102440一、87002上面垫起放于工作台上1工艺基准（块）面铣留余量4二工艺基准（块）面放于工作台上产品型号MG250/591WD零件图号20MJ0601第3页共21页冷加工工艺过程卡片产品名称采煤机零件名称右摇臂壳体工艺装备序号工序工序内容车间设备夹具刃具量具辅具工等工时单件备注1187002铣成878，余量均匀留两面22001上面铣留余量4下面铣留余量40358上面铣留余量410445划镗孔线1215H7与240H7两孔中心连线绕工件一周机1462400H7行孔及外圆十字圆线（划在两端）3100H7行孔十字圆线4260H7行孔十字圆线（划在两端）5240H7行孔十字圆线6215H7行孔十字圆线7120H7行孔十字圆线（两处）8135H7行孔十字圆线（划在两端）9105H7行孔十字圆线（DD）1050F9行孔50镗工艺基准（块）面放于工作台上，按87002上面拉机14200产品型号MG250/591WD零件图号20MJ0601第4页共21页冷加工工艺过程卡片产品名称采煤机零件名称右摇臂壳体工艺装备序号工序工序内容车间设备夹具刃具量具辅具工等工时单件备注直找正，AA视图上面向床头一、1400H7行孔及外圆（1）490镗成482（2）400H7镗成392（3）250镗成242（4）560H7镗成568（5）645镗成653（6）各止口端面镗留余量42100H7行孔（1）110镗成102（2）100H7镗成92（3）75H7镗成67（4）30钻好（5）各止口、台面均留余量43260H7行孔（1）315镗成307（2）260H7镗成252（3）170H7镗成162产品型号MG250/591WD零件图号20MJ0601第5页共21页冷加工工艺过程卡片产品名称采煤机零件名称右摇臂壳体工艺装备序号工序工序内容车间设备夹具刃具量具辅具工等工时单件备注（4）160H8镗成152（5）行孔各尺寸面均镗留余量44135H7行孔（调个两面镗）（1）135H7镗成127（2）125H7镗成117（3）各尺寸台面镗留余量4（4）2001两面之间铣剩余部分按粗加工后形成的尺寸镗好5105H7行孔（DD）（1）105H7镗成97（2）台面镗留余量4二工件调个，主视图示向床头1500H8行孔（1）500H8、505、一刀下镗成05492，斜面按粗加工后尺寸镗好（2）340H8镗成332（3）各尺寸端面镗留余量4产品型号MG250/591WD零件图号20MJ0601第6页共21页冷加工工艺过程卡片产品名称采煤机零件名称右摇臂壳体工艺装备序号工序工序内容车间设备夹具刃具量具辅具工等工时单件备注2240H7行孔（1）304刀检镗好（2）240H7镗成232（3）170H7镗成162（4）230镗成222（5）行孔各尺寸面镗留余量43215H7行孔（1）275镗成267（2）215H7镗成207（3）296镗成288（4）320刀检镗好（5）行孔各尺寸面镗留余量44120H7行孔（两处）（1）130镗成122（2）120H7镗成112（3）90H7镗成82（4）2M3326H钻成30产品型号MG250/591WD零件图号20MJ0601第7页共21页冷加工工艺过程卡片产品名称采煤机零件名称右摇臂壳体工艺装备序号工序工序内容车间设备夹具刃具量具辅具工等工时单件备注（5）320刀检镗好（6）各止口台面镗留余量45430H7行孔（1）492镗成484（2）430H7镗成422（3）280H7镗成272（4）430刀检镗好（5）行孔各尺寸面镗留余量4650F9行孔（1）50F9行孔钻扩镗好（2）窝铣好504（3）M126H底孔钻好（4）电机行孔外圆镗成13540055焊电机行孔外圆残圆铆60钳振动时效机1414产品型号MG250/591WD零件图号20MJ0601第8页共21页冷加工工艺过程卡片产品名称采煤机零件名称右摇臂壳体工艺装备序号工序工序内容车间设备夹具刃具量具辅具工等工时单件备注65划一重新划检毛坯各部机145二划下列尺寸线1工艺基准（块）面线022035838700220014215H7与240H7两孔中心连线绕工件一周70铣一87002上面垫起放于工作台上机1X2012A4401工艺基准（块）面铣好二工艺基准（块）面放于工作台上187002两面铣好22001上面铣好803下面铣好03584上面铣好175划划镗孔线机1451215H7与240H7两孔中心连线绕工件一周产品型号MG250/591WD零件图号20MJ0601第9页共21页冷加工工艺过程卡片产品名称采煤机零件名称右摇臂壳体工艺装备序号工序工序内容车间设备夹具刃具量具辅具工等工时单件备注2400H7行孔及外圆十字圆线（划在两端）3100H7行孔十字圆线4260H7行孔十字圆线（划在两端）5240H7行孔十字圆线6215H7行孔十字圆线7120H7行孔十字圆线（两处）8135H7行孔十字圆线（划在两端）9105H7行孔十字圆线（DD）80镗工艺基准（块）面放于工作台上，AA视图上面向面机1BFT1304100向床头，按87002上面拉直找正（误差002）拉坐标镗一、1400H7行孔及外圆（1）490镗好（2）400H7镗成02398（3）360镗好（4）250镗好（5）560H7镗成562（6）645镗好产品型号MG250/591WD零件图号20MJ0601第10页共21页冷加工工艺过程卡片产品名称采煤机零件名称右摇臂壳体工艺装备序号工序工序内容车间设备夹具刃具量具辅具工等工时单件备注（7）各止口端面镗留余量12100H7行孔（1）110镗成102（2）100H7镗成0298（3）75H7镗成073（4）100外圆镗好（5）各止口、台面均镗留余量13260H7行孔（1）315镗成313（2）260H7镗成0258（3）170H7镗成016（4）160H82（5）行孔各尺寸端面均镗留余量14135H7行孔（调个两面镗）（1）135H7镗成023（2）125H7镗成01（3）镗成03452产品型号MG250/591WD零件图号20MJ0601第11页共21页冷加工工艺过程卡片产品名称采煤机零件名称右摇臂壳体工艺装备序号工序工序内容车间设备夹具刃具量具辅具工等工时单件备注（4）镗成0316024（5）各尺寸台面镗留余量1（6）2001两面之间铣剩余部分镗好（包括倒角）5105H7行孔（DD）（1）105H7镗成0213（2）台面镗留余量1二、工件调个，主视图示向床头，按87002上面拉直找正（误差002）1430H7行孔，按400H7半精镗后尺寸找正（1）490镗好（2）430H7镗成0248（3）300及5镗好（4）280H7镗成027（5）刀检镗好（6）行孔各尺寸端面均镗留余量12120H7行孔（两处）（1）130镗好产品型号MG250/591WD零件图号20MJ0601第12页共21页冷加工工艺过程卡片产品名称采煤机零件名称右摇臂壳体工艺装备序号工序工序内容车间设备夹具刃具量具辅具工等工时单件备注（2）120H7镗成0218（3）90H7镗成0（4）100镗好（5）320刀检镗好（6）130及5镗好（7）各止口台面镗留余量14215H7行孔（1）275镗好（2）215H7镗成0213（3）296镗好（4）320刀检镗好（5）行孔各尺寸面镗留余量15240H7行孔（1）304刀检镗好（2）240H7镗成0238（3）170H7镗成016（4）230镗好（5）行孔各尺寸面镗留余量1产品型号MG250/591WD零件图号20MJ0601第13页共21页冷加工工艺过程卡片产品名称采煤机零件名称右摇臂壳体工艺装备序号工序工序内容车间设备夹具刃具量具辅具工等工时单件备注6500H8行孔按半精后的170H7找正（误差02）（1）500H8、一刀镗成斜面0502498按半精加工后尺寸镗好（2）505镗好（3）340H8镗成0238（4）190镗好（5）各尺寸端面镗留余量185镗一、工艺基准（块）面放于工作台上，AA视图上面机1BFT1304204向床头，按87002上面拉直找正（误差001）拉坐标精镗以下各行孔，精镗时包括止口、端面、倒角及环沟1主轴对正400H7行孔及外圆，按半精后400H7找正（误差001）（1）400H7行孔及外圆镗好（2）数控编程铣3356R槽2（1）100H7行孔镗好（2）槽铣好0541产品型号MG250/591WD零件图号20MJ0601第14页共21页冷加工工艺过程卡片产品名称采煤机零件名称右摇臂壳体工艺装备序号工序工序内容车间设备夹具刃具量具辅具工等工时单件备注（3）M126H底孔钻好3260H7行孔镗好4（1）135H7行孔镗好（调个两面镗）（2）槽铣好50416（3）2M126H底孔钻好5（1）105H7行孔镗好（DD）（2）槽铣好5046（3）2M126H底孔钻好6按90H7孔找正，2M332底孔扩好，45窝锪好二、工件调个，主视图示向床头，按87002上面拉直找正（误差001）1按260H7孔找正（误差001）（1）500H8行孔镗好（2）3R40镗好产品型号MG250/591WD零件图号20MJ0601第15页共21页冷加工工艺过程卡片产品名称采煤机零件名称右摇臂壳体工艺装备序号工序工序内容车间设备夹具刃具量具辅具工等工时单件备注2240H7行孔镗好3215H7行孔镗好4（1）120H7行孔镗好（两处）（2）R槽铣好505按120H7孔找正（误差001）（1）50F7行孔镗好（2）槽铣好504（3）M126H底孔钻好90划1主视图左上部190365槽线机14152（337）332330及20（HH）413252R580250R63M206H7M2726H（BB）产品型号MG250/591WD零件图号20MJ0601第16页共21页冷加工工艺过程卡片产品名称采煤机零件名称右摇臂壳体序号工序工序内容车间设备工艺装备工等工时单件备注夹具刃具量具辅具826（BB）9M3326H（CC）1012540R槽线（主视及EE）1120（AA及B向）1210（保证与20相通）（B向）14M3326H（BB）95镗一、1主视图左上部190365槽铣好机1WD130A4382（337）33216窗口铣好330R铣好，20钻好（HH）413252R铣好580250R20铣好62M126H底孔钻好7M22156H底孔钻好，窝锪好10钻好（H1H1）85M166H底孔钻好94M126H底孔钻好103M206H底孔钻好11M2726H底孔钻好，窝锪好（保证与30相产品型号MG250/591WD零件图号20MJ0601第17页共21页冷加工工艺过程卡片产品名称采煤机零件名称右摇臂壳体工艺装备序号工序工序内容车间设备夹具刃具量具辅具工等工时单件备注通）（BB）1226钻好并锪窝（BB）13M3326H底孔钻好，窝锪好，干平部位镗铣好（CC）1412540R槽铣好（主视及EE）15M3326H底孔钻好，窝锪好，干平部位镗铣好（BB）二、重新把活，10钻好，窝锪好100划一、主视图示机141212M126H2M3326H36M126H42M106H（EE）52M126H产品型号MG250/591WD零件图号20MJ0601第18页共21页冷加工工艺过程卡片产品名称采煤机零件名称右摇臂壳体工艺装备序号工序工序内容车间设备夹具刃具量具辅具工等工时单件备注66M166H7430H7120H7两孔中心连线8215H7孔横向中心线9240H7孔横向中心线10500H8孔横向中心线二、B向1215H7孔横向中心线2170H7孔横向中心线3260H7孔横向中心线4560H7外圆与30孔中心连线5M22156H630三、1M3326H（EE）2M3326H（NN）33M366H（俯视）4M2726H（BB）四俯视产品型号MG250/591WD零件图号20MJ0601第19页共21页冷加工工艺过程卡片产品名称采煤机零件名称右摇臂壳体工艺装备序号工序工序内容车间设备夹具刃具量具辅具工等工时单件备注12M126H2M22156H（H1H1）35M166H44M126H105镗12M126H底孔机1WD130A482M22156H底孔（H1H1）35M166H底孔44M126H底孔110钻一、主视图示机1Z3080458（一）按线钻12M126H底孔钻好2M3326H钻套好，窝锪好36M126H底孔钻好42M106H底孔钻好EE52M126H底孔钻好66M166H钻套好产品型号MG250/591WD零件图号20MJ0601第20页共21页冷加工工艺过程卡片产品名称采煤机零件名称右摇臂壳体工艺装备序号工序工序内容车间设备夹具刃具量具辅具工等工时单件备注（二）上胎钻116M126H底孔钻好C332438027M126H底孔钻好C332438137M126H底孔钻好C3324382412M166H钻套好C3324383二、B向1（1）14266H钻好并锪窝C3324384A（2）525H7预钻成16，窝锪好28M126H底孔C332438537M126H底孔C332438647M126H底孔C3324387520钻好，窝锪好（保证与10相通）（AA）6M22156H钻套好7套2M336H扣830钻好三、1M3326H钻套好,窝锪好（EE）2M2726H钻套好,窝锪好（BB）产品型号MG250/591WD零件图号20MJ0601第21页共21页冷加工工艺过程卡片产品名称采煤机零件名称右摇臂壳体工艺装备序号工序工序内容车间设备夹具刃具量具辅具工等工时单件备注3M3326H钻套好，窝锪好（NN）4套5M166H扣（俯视）115钳一、领序号14、15、16堵按图焊好机1440二、套扣1套所有M126H扣2套M22156H,5M166H扣（俯视）3套M2726H扣（BB）（CC）4套M3326H扣（两处）（BB）（CC）120钳去刺，清理机1420125钳1水压实验机1C357772A4242合格后清净吹干130涂涂漆装I摘要采煤机直接用于煤炭的地下开采，是煤炭生产中最主要的机械设备之一。改革开放以来，我国的采煤机研发有了长足的发展，但在性能和可靠性上与世界先进国家的采煤机相比，还存在一定的差距。为此，开发高产高效矿井综合配套技术是我国煤炭科技发展的主攻方向。为提升产品设计质量，完善快速设计和个性设计手段，采煤机的创新设计尚需要加大研究力度。MG250/591WD型电牵引采煤机是在鸡西煤机有限公司多年研制电牵引采煤机成功技术的基础上开发制造成功的。我这次设计的主要任务是对MG250/591WD型采煤机右截割部摇臂壳体进行加工工艺规程设计。创新之处在于在设计过程中根据具体情况应用了数控编程。关键字采煤机加工工艺规程数控编程IIABSTRACTCOALMININGMACHINEUSESINTHECOALDIRECTLYUNDERGROUNDMINING,ISINTHECOALPRODUCTIONONEOFMOSTMAINMECHANICALDEVICESSINCETHEREFORMANDOPENPOLICY,THECOALMININGMACHINERESEARCHANDDEVELOPMENTHADTHECONSIDERABLEDEVELOPMENT,BUTCOMPARESINTHEPERFORMANCEANDINTHERELIABILITYWITHTHEWORLDADVANCEDCOUNTRIESCOALMININGMACHINE,ALSOHASCERTAINDISPARITYTHEREFORE,THEDEVELOPMENTHIGHPRODUCTIONHIGHLYEFFECTIVEMINEPITSYNTHESISNECESSARYTECHNOLOGYISOURCOUNTRYCOALSCIENCEANDTECHNOLOGYDEVELOPMENTMAINATTACKDIRECTIONINORDERTOPROMOTETHEPRODUCTDESIGNQUALITY,THECONSUMMATIONFASTDESIGNANDTHEINDIVIDUALITYDESIGNMETHOD,THECOALMININGMACHINEINNOVATIONDESIGNSTILLNEEDEDTOINCREASETHERESEARCHDYNAMICSTHEMG250/591WDELECTRICITYHAULINGCOALMININGMACHINEISDEVELOPSINTHEJIXICOALMACHINELIMITEDCOMPANYMANYYEARDEVELOPMENTELECTRICITYHAULINGCOALMININGMACHINESUCCESSTECHNOLOGYFOUNDATIONMAKESSUCCESSFULLYTHEAUTHORTHISDESIGNPRIMARYMISSIONISCARRIESONTHEPROCESSINGTECHNOLOGICALPROCESSDESIGNTOTHEMG250/591WDCOALMININGMACHINERIGHTCUTTINGDEPARTMENTROCKINGSHAFTSHELLPLACEOFTHEINNOVATIONLAYINTHEDESIGNPROCESSACTSACCORDINGTOTHESPECIALDETAILSTOAPPLYTHENUMERICALCONTROLPROGRAMMINGKEYWORDSCOALMININGMACHINEPROCESSINGTECHNOLOGICALPROCESSNUMERICALCONTROLPROGRAMMING目录III摘要ABSTRACT第1章绪论1第2章MG250/591WD型采煤机概述421MG250/591WD型采煤机简介422工作原理423采煤机结构组成及其各部分的功用5231截割部5232牵引部6233行走部6234液压传动部6235冷却喷雾系统6236电气系统624主要技术特点725主要技术参数及配套设备8251主要技术参数8252主要配套设备9第3章MG250/591WD型采煤机右摇臂壳体工艺规程设计1131壳体零件的功用和结构特点11311壳体零件的功用11312壳体零件的结构特点11313矿井用壳体零件的特点1132壳体零件的主要技术要求1233零件图样分析1334工艺分析1435加工工艺规程14第4章右摇臂壳体数控加工工艺1541数控加工工艺的内容1542数控加工工艺的特点1543加工中心的选择15IV44数控加工工艺分析与设计19441零件加工的可行性分析19442零件的工艺性分析19443走刀路线的选择20444对刀点与换刀点的确定20445加工余量的确定21446切削用量的选择2145加工中心的工艺及工艺装备22451工艺性分析22452工艺过程设计22453零件的装夹2346加工中心编程的特点2447零件主要工序数控程序编制24第5章工艺过程的技术经济分析28第6章绿色制造30第7章专题论文32结论38致谢39参考文献40附录1外文翻译及原文42附录2数控加工程序56附录3工艺规程771附录1外文翻译及原文外文翻译宽槽圆柱凸轮数控加工技术的研究摘要针对传统铣削方法加工圆柱凸轮所产生的一些问题，提出了一种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，建立了一种正确的坐标转换模型，并依此加工出符合要求的宽槽圆柱凸轮。关键词数控加工坐标转换宽槽圆柱凸轮圆柱凸轮槽一般是按一定规律环绕在圆柱面上的等宽槽。对圆柱凸轮槽的数控铣削加工必须满足以下要求1圆柱凸轮槽的工作面即两个侧面的法截面线必须严格平行；2圆柱凸轮槽在工作段必须等宽。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时，可以找到相应直径的立铣刀沿槽腔中心线进行加工，比较容易加工出符合上述要求的圆柱凸轮槽。据现有资料介绍，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。例如一旦找不到与槽宽尺寸相等的标准刀具时，就必须对刀具进行改制。对于槽宽尺寸较大的圆柱凸轮槽，很难找到直径与槽宽相等的标准刀具。即使有相应的刀具，还要考虑机床主轴输出功率及主轴和工装夹具刚度的限制，特别是机床主轴结构对刀具的限制。例如数控机床主轴头为724的40号内锥，配用JT40的工具系统，则最大只能使用20MM的立铣刀不论直柄还是锥柄。这对于槽宽为38MM的圆柱凸轮就是本文所叙述的加工凸轮来说是无法加工的，必须寻求新的加工方法。下面根据实践经验和分析研究，介绍一种用直径小于凸轮槽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、加工工艺圆柱凸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，适于用带有数控回转台的立式数控铣床进行加工。根据圆柱凸轮的实际结构，选用带键的心轴作凸轮加工时径向和周向定位基准，以心轴的台肩作轴向定位基准，并用心轴前端部的螺纹通过螺母压紧圆柱凸轮。圆柱凸轮的轴向和径向尺寸一般较大，为了克服由于悬臂加工时切削力所造成的心轴变形和加工过程中产生的振颤，使用一个支承于尾座上的、与数控转台的回2转轴线同轴的顶尖顶住心轴中心孔作辅助支承。圆柱凸轮槽的底部在每一个截面上通常是等深的，一般选用平底圆柱立铣刀加工。圆柱凸轮铣削加工前通常是一个实心的圆柱体，要经过开槽、粗加工、半精加工、精加工等工序；由于槽腔宽度较大，因此，除开槽工序及粗加工工序的一部分刀位轨迹可以沿槽腔的中心线生成之外，其余刀位轨、迹则必须是沿槽腔中心线向左、右两边按相应的距离等距偏置生成，如图1所示。图1圆柱凸轮槽的二维展开图二、求解模型在圆柱凸轮槽的数控加工中，如何求出每道工序中加工两个侧表面的刀位轨迹是其中的关键。对于圆柱表面上的凸轮槽，通常是先将圆柱面展开，在XOS平面内求出该工序加工两个侧表面的刀位轨迹的展开曲线XS；然后通过坐标转换，将展开曲线XS转换为四坐标机床上的刀位轨迹。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迹的坐标转换方法。1展开曲线XS的求解如图2所示，其中LO为圆柱凸轮槽的中心线，对于第I道工序，LLI和LRI分别为该工序将要加工的槽腔的左、右两个侧表面展开曲线，此槽宽为BI，加工刀具半径为R显然2RBI，加工此槽腔左、右侧面的刀位轨迹展开曲线为CLLI和CLRI，设PO为槽腔中心线上的一个点，NO为槽腔中心线在PO点处的法矢，那么左、右刀位轨迹展开曲线上对应点PLI和PRI的计算方法为13图2圆柱凸轮槽的二维展开图将PO点沿着槽腔中心线移动，即可以求出该工序刀位轨迹在XOS平面内的展开曲线XS；按照加工工序，依次改变每道工序中的槽宽度BI，即可求出加工所需槽腔所有刀位轨迹的展开曲线。2沿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，为了求出加工圆柱凸轮槽腔的刀位轨迹，必须将平面内的展开曲线转换到圆柱面上。假设转动轴为绕X轴的A轴，PI为刀位轨迹上的一个刀位点，它在二维平面展开曲线上的坐标为X,S，在四坐标机床上的坐标为X,Y,Z,A。由于圆柱凸轮槽腔通常是等深的，因此，Z坐标在设置为所需要加工的深度值之后，在加工中是不变的；对于其余三个坐标，构造出以下坐标转换公式2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。3对上式在宽槽圆柱凸轮加工中产生问题的分析当将上式推广应用于宽槽圆柱凸轮的数控加工时，通过坐标转换计算的刀位轨迹在实际加工中却产生了一些问题。在圆柱凸轮槽加工完毕后，为了检验是否符合要求，用直径等于圆柱凸轮滚子的检具进行检验，却发现所加工的槽宽窄不等、有卡壳的现象。仔细观察，原来加工出来的槽腔的法截面并不总是上下等宽的矩形槽，而有时是上宽下窄的喇叭槽。为了弄清楚其中的原因，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。4如图3所示，由公式1可知，加工槽腔两个侧表面的刀位轨迹线上的PL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和PR点对应的转角并不等于PO点的转角，也即PL和PR对应的刀轴矢量VLVL与PO点对应的刀轴矢量VOVO不平行，因此，加工出来的槽腔自然就成了上宽下窄喇叭槽，而不是所需要的上下等宽的矩形槽。设截面与轴线的夹角为，圆柱凸轮轴的半径为R，刀轴矢量VLVL与VOVO的角度误差为AB/2RSIN/R3图3圆柱凸轮槽加工示意图由公式3可知，当0，也即凸轮槽中心线与圆柱轴线垂直时，角度误差为零，即槽腔是上下等宽的矩形口；当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，此时槽腔的喇叭口现象最严重；当090时，随着的增大，角度误差越大，喇叭口现象也就越严重。实际加工出现的现象与上述分析完全一致，这说明公式3的分析是完全正确的。4宽槽圆柱凸轮数控加工的坐标转换方法由上面的分析可知，公式2造成凸轮槽为上宽下窄喇叭口的主要原因是，PL和PR点对应的转角是按照这两个点自己的弧长值SL和SR来计算的，而SL和SR是不等于槽腔中心点PO的弧长值SO。因此，如果PL和PR点对应的转角均按照槽腔中心点PO的弧长值SO来计算，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。在圆柱面的二维展开平面上，设槽腔中心线展开曲线上的一个点为POXO,SO，加工两个侧表面上对应刀位点在展开曲线上的点为PLXL,SL和PRXR,SR，那么，坐标转换公式为54应用公式4生成的刀位轨迹加工圆柱凸轮槽时，结果完全符合上述的设想，加工出来的圆柱凸轮槽已经没有了上宽下窄的喇叭槽现象，而是真正的上下等宽矩形槽。参考文献1CHANGWC,VANYTRESEARCHINGDESIGNTRENSFORTHEREDESIGNOFPRODUCTFROMDESIGNSTUDIES2003242173_1802MOUJ,LIUCRANERRORCORRECTIONMETHODFORCNCMACHINETOOLSUSINGREFERENCEPARTSTRANSACTIONSOFNAMRE/SME,19943SUTTONGPTHEMACHINETOOLTASKFORCHBALHARBOURBALHABOURHOTEL,19804GENEFFRANKLINFEEDBACKCONTROLOFDYNAMISSYSTEMS,4E英文原文6WIDETROUGHCOLUMNCAMNUMERICALCONTROLPROCESSINGRESEARCHSUMMARYSOMEQUESTIONSPRODUCESWHICHINVIEWOFTHETRADITIONALMILLINGMETHODPROCESSINGCOLUMNCAM,PROPOSEDONEKINDINVIEWOFTHETROUGHSPACIOUSLYINTHECUTTINGTOOLDIAMETERCOLUMNCAMPATHNUMERICALCONTROLMILLINGPROCESSINGMETHODTHROUGHTHEANALYSISRESEARCH,HASESTABLISHEDONEKINDOFCORRECTCOORDINATESTRANSFORMATIONMODEL,ANDPROCESSESACCORDINGTOTHISCONFORMSTOTHEREQUESTWIDETROUGHCOLUMNCAMKEYWORDSNUMERICALCONTROLPROCESSINGCOORDINATESTRANSFORMATIONWIDTHTROUGHCOLUMNCAMMAINTEXTTHECOLUMNCAMPATHISGENERALLYSURROUNDSACCORDINGTOTHECERTAINRULEINTHEROUNDCYLINDERANDSOONTHEWIDETROUGHMUSTSATISFYBELOWTOTHECOLUMNCAMPATHNUMERICALCONTROLMILLINGPROCESSINGREQUESTS1THECOLUMNCAMPATHWORKINGSURFACENAMELYTWOSIDESPLANEOFNORMALSECTIONLINESMUSTBESTRICTPARALLEL2THECOLUMNCAMPATHMUSTWAITFORTHEWIDTHINTHEWORKSECTIONTHISISGUARANTEESTHEROLLERINTHECOLUMNCAMPATHTHESTEADYMOTIONESSENTIALCONDITIONWHENCOLUMNCAMPATHWIDTHNOTBIG,MAYFINDTHECORRESPONDINGDIAMETERTHEENDMILLTOCARRYONTHEPROCESSINGALONGTHETROUGHCAVITYMIDDLELINE,COMPAREDWITHISEASYTOPROCESSCONFORMSTOTHEABOVEREQUESTCOLUMNCAMPATHACCORDINGTOTHEEXISTENCEINFORMATIONINTRODUCEDTHAT,ATPRESENTTHECOLUMNCAMMILLINGPROCESSINGALLISREALIZESWITHTHISMEANSBECAUSETHISMETHODHASTOOMANYLIMITATIONS,BRINGSMANYDIFFICULTIESFORTHEACTUALMILLINGPROCESSINGFOREXAMPLEWHENCANNOTFINDWITHTHETROUGHWIDTHSIZEEQUALSTANDARDCUTTINGTOOL,MUSTCARRYONTOTHECUTTINGTOOL7CHANGESTHESYSTEMREGARDINGTHETROUGHWIDTHSIZEBIGCOLUMNCAMPATH,ISVERYDIFFICULTTOFINDTHEDIAMETERANDTHETROUGHWIDTHEQUALSTANDARDCUTTINGTOOLEVENIFHASTHECORRESPONDINGCUTTINGTOOL,BUTALSOMUSTCONSIDERTHEENGINEBEDMAINAXLEOUTPUTANDTHEMAINAXLEANDTHEWORKCLOTHESJIGRIGIDITYLIMIT,SPECIALLYENGINEBEDMAINAXLESTRUCTURETOCUTTINGTOOLLIMITFOREXAMPLETHENUMERICALCONTROLENGINEBEDHOSTAXLENECKIS72440INNERCONES,USESFORPARTSJT40THETOOLSYSTEM,THENMOSTGREATLYONLYCANUSE20MMENDMILLNOMATTERSTRAIGHTHANDLEBITHOLDERTHISREGARDINGTHETROUGHWIDTHISTHE38MMCOLUMNCAMISPROCESSINGCAMWHICHTHISARTICLENARRATESSAIDISUNABLETOPROCESS,MUSTSEEKTHENEWPROCESSINGMETHODUNDERANDANALYZESTHERESEARCHACCORDINGTOTHEEXPERIENCE,INTRODUCEDONEKINDISSMALLERTHANTHECAMPATHWIDTHENDMILLWITHTHEDIAMETERTOCARRYONTHENUMERICALCONTROLPROCESSINGTOTHECOLUMNCAMPATHTHEMETHOD,CALLSITTHEWIDTHTROUGHCOLUMNCAMNUMERICALCONTROLPROCESSINGFIRST,PROCESSINGCRAFTTHECOLUMNCAMPATHISSURROUNDSINTHEROUNDCYLINDERANDSOONTHEWIDTHTROUGH,WHENITSPROCESSINGOFTENISBIGGERTHAN360ALONGTHECIRCUMFERENCESURFACEMILLINGSCOPEISSUITABLEFORWITHTOHAVETHENUMERICALCONTROLROTARYABUTMENTTHEVERTICALNUMERICALCONTROLMILLINGMACHINETOCARRYONTHEPROCESSINGACCORDINGTOTHECOLUMNCAMACTUALSTRUCTURE,SELECTSTHEBELTKEYTHESPINDLEMAKESWHENTHECAMPROCESSINGTHERADIALDIRECTIONANDTHEWEEKTOTHELOCALIZATIONDATUM,MAKESTHEAXIALLOCALIZATIONDATUMBYTHESPINDLELEDGE,ANDTHENOSETHREAD8CONTRACTSTHECOLUMNCAMWITHTHESPINDLEINFRONTOFTHROUGHTHENUTTHECOLUMNCAMAXIALANDTHERADIALDIRECTIONSIZEISGENERALLYBIG,INORDERTOOVERCOMEBECAUSETHEBRACKETPROCESSESTIMETHECUTTINGFORCECREATESINTHESPINDLEDISTORTIONANDTHEPROCESSINGPROCESSPRODUCESINSPIRESTREMBLES,USESASUPPORTINGONTHETAILSTOCK,WITHSTANDSTHESPINDLECENTERBOREWITHTHENUMERICALCONTROLTURNPLATEROTATIONSPOOLTHREADCOAXIALAPEXTOMAKETHEAUXILIARYSUPPORTINGTHECOLUMNCAMPATHBASEONEACHSECTIONUSUALLYISANDSOONDEEP,SELECTSTHEFLATBASECOLUMNENDMILLPROCESSINGGENERALLYBEFORETHECOLUMNCAMMILLINGPROCESSINGUSUALLYISASOLIDCIRCULARCYLINDER,MUSTPASSTHROUGHWORKINGPROCEDUREANDSOONSLOT,ROUGHMACHINING,HALFPRECISIONWORK,PRECISIONWORKBECAUSETHETROUGHCAVITYWIDTHISBIG,THEREFORE,EXCEPTTHETROUGHWORKINGPROCEDUREANDAROUGHMACHININGWORKINGPROCEDUREPARTOFKNIVESPOSITIONSPATHMAYALONGBESIDETHETROUGHCAVITYMIDDLELINEPRODUCTION,OTHERKNIFEPOSITIONPATHSTHENMUSTBEALONGTHETROUGHCAVITYCENTERALIGNMENTLEFT,ARERIGHTNEARBYTWOACCORDINGTOTHECORRESPONDINGFIGURE1COLUMNCAMPATHTWODIMENSIONALDEVELOPEDVIEWSECOND,SOLUTIONMODEL9INTHECOLUMNCAMPATHNUMERICALCONTROLPROCESSING,HOWEXTRACTSINEACHWORKINGPROCEDURETOPROCESSTWOSIDESSURFACESTHEKNIFEPOSITIONPATHISKEYREGARDINGTHEPERIPHERYONCAMPATH,USUALLYISLAUNCHESFIRSTTHEROUNDCYLINDER,EXTRACTSTHISWORKINGPROCEDUREINTHEXOSPLANETOPROCESSTWOSIDESSURFACESTHEKNIFEPOSITIONPATHTOLAUNCHCURVEXSTHENTRANSFORMSTHROUGHTHECOORDINATES,WILLLAUNCHTHECURVEXSTRANSFORMATIONWILLBEONFOURCOORDINATESENGINEBEDSKNIFEPOSITIONPATHUNDERDISCUSSESNOMATTERWHATINAPROCESSINGWORKINGPROCEDURELAUNCHESCURVEXSTHESOLUTIONMETHOD,ASWELLASPRODUCTIONFINALKNIFEPOSITIONPATHCOORDINATESTRANSFORMATIONMETHOD1LAUNCHESCURVEXSTHESOLUTIONLIKECHART2SHOWS,LOISTHECOLUMNCAMPATHMIDDLELINE,REGARDINGTHEIWORKINGPROCEDURE,LLIANDLRIRESPECTIVELYTHETROUGHCAVITYWHICHISGOINGTOPROCESSBETHISWORKINGPROCEDURELEFT,THERIGHTTWOSIDESSURFACELAUNCHESTHECURVE,THISWIDTHISBI,PROCESSESTHECUTTINGTOOLRADIUSISROBVIOUSLY2RBI,PROCESSESTHISCAVITYTOBELEFT,THERIGHTSIDEKNIFEPOSITIONPATHLAUNCHESTHECURVEISCLLIANDCLRI,SUPPOSESPOISINATROUGHCAVITYMIDDLELINESPOT,POISTHETROUGHCAVITYMIDDLELINEINTHEPOPLACELAWARROW,THENISLEFT,THERIGHTKNIFEPOSITIONPATHLAUNCHESINTHECURVECORRESPONDINGPOINTSPLIANDTHEPRICOMPUTATIONALMETHODIS110FIGURE2COLUMNCAMPATHTWODIMENSIONALDEVELOPEDVIEWPOALONGTHETROUGHCAVITYMIDDLELINEMIGRATION,NAMELYMAYEXTRACTTHISWORKINGPROCEDUREKNIFEPOSITIONPATHTOLAUNCHCURVEXSINTHEXOSPLANEACCORDINGTOTHEPROCESSINGWORKINGPROCEDURE,CHANGESINEACHWORKINGPROCEDUREINTURNTROUGHWIDTHBI,THENEXTRACTSTHEPROCESSINGTONEEDTHETROUGHCAVITYALLKNIVESPOSITIONPATHTOLAUNCHTHECURVE2ALONGCAMPATHMIDDLELINEPROCESSINGCOORDINATESTRANSFORMATIONMETHODABOVETHECOMPUTATIONISLAUNCHESINTHEPLANEINTHEROUNDCYLINDERTOCARRYON,INORDERTOEXTRACTTHEPROCESSINGCOLUMNCAMPATHCAVITYTHEKNIFEPOSITIONPATH,MUSTLAUNCHTHEPLANEINTHECURVETOTRANSFORMTOTHEROUNDCYLINDERINTHESUPPOSITIONROTATINGAXISFORCIRCLESXAXISAAXIS,PIISINAKNIFEPOSITIONPATHKNIFEPOSITIONSPOT,ITLAUNCHESINTHECURVEINTHETWODIMENSIONALSURFACETHECOORDINATESFORX,S,ONFOURCOORDINATESENGINEBEDSCOORDINATESISX,Y,Z,A。BECAUSETHECOLUMNCAMPATHCAVITYUSUALLYISANDSOONDEEP,THEREFORE,THEZCOORDINATESINESTABLISHAFTERDEPTHSWHICHNEEDSTOPROCESS,INTHEPROCESSINGISINVARIABLEBELOW112INTHEFORMULA,RISTHECOLUMNCAMSHAFTRADIUSTHEPREVIOUSTYPEISTHEPRESENTUNIVERSALUSECOORDINATESTRANSFORMATIONFORMULA,REGARDINGUSESTHESTANDARDCUTTINGTOOLTOPROCESSTHECOLUMNCAMALONGTHECAMPATHMIDDLELINEMILLINGISCORRECT3HASTHEQUESTIONANALYSISTOTHEPREVIOUSTYPEINTHEWIDTHTROUGHCOLUMNCAMPROCESSINGWHENAPPLIESTHEPREVIOUSTYPEPROMOTIONINTHEWIDTHTROUGHCOLUMNCAMNUMERICALCONTROLPROCESSING,HASHADSOMEQUESTIONSACTUALLYTHROUGHTHECOORDINATESTRANSFORMATIONCOMPUTATIONKNIFEPOSITIONPATHINTHEACTUALPROCESSINGFINISHEDAFTERTHECOLUMNCAMPATHPROCESSING,INORDERTOEXAMINEWHETHERCONFORMSTOTHEREQUIREMENT,WITHTHEDIAMETERWASEQUALTOTHECOLUMNCAMBOWLEXAMINESHASCARRIESONTHEEXAMINATION,DISCOVEREDACTUALLYPROCESSESTHETROUGHWIDTHDOESNOTWAITFORTHEPHENOMENONWHICH,HASJAMSTHECAREFULOBSERVATION,PROCESSESORIGINALLYONTROUGHCAVITYPLANEOFNORMALSECTIONNOTALWAYSINFERIORWIDTHRECTANGULARTROUGH,BUTSOMETIMESISONUNDERTHEWIDTHTHENARROWLOUDSPEAKERTROUGHINORDERTOCLARIFYREASON,2EXPRESSEDTHECOORDINATESTRANSFORMATIONMETHODTOTHEFORMULATOCARRYONTHETHOROUGHANALYSISANDTHERESEARCHLIKECHART3SHOWS,1MAYKNOWBYTHEFORMULA,PROCESSESTHETROUGHCAVITY12TWOSIDESSURFACESKNIFEPOSITIONPATHONLINEPLANDTHEPRSPOTISBYTHETROUGHCAVITYMIDDLELINEINPOEQUALSPACEBIASBUT,2TRANSFORMSAFTERTHEFORMULA,PLANDTHEPRPOINTCORRESPONDENCECORNERISNOTEQUALTOAPOCORNER,ALSOISPLANDPRCORRESPONDINGCUTTERBARVECTORVLVLANDPOPOINTCORRESPONDENCECUTTERBARVECTORVOVONOTPARALLEL,THEREFORE,PROCESSESTHETROUGHCAVITYHASBECOMEONUNDERNATURALLYTHEWIDTHTHENARROWLOUDSPEAKERTROUGH,BUTISNOTONINFERIORWIDTHRECTANGULARTROUGHWHICHNEEDSSUPPOSESTHESECTIONANDTHESPOOLTHREADIN
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