摘 要：空间凸轮是机械设备中存在的一类零件，用多轴数控编程加工，加工效率高，且节约成本，下面从粗加工、半精、精加工对其编程加工进行了完整论述，从而保证了零件的加工质量，提高了加工效率。对相关技术人员有一定借鉴作用。
空间凸轮是机械设备中存在的一类零件，在以前没有出现多轴数控机床时，其加工的难度很大，通常用仿形法加工，效率低。随着多轴机床和CAM编程软件出现，如今工厂基本都用多轴数控编程加工，加工效率高，且节约成本，大大减少工作人员的工作量，改善其工作环境，已是一种发展趋势。
1. 总体数控编程加工方法
如图1零件，选用毛坯为直径140mm，高108mm的铝合金材料。在数控车床上车出如图2形状。然后根据零件结构形状，要用多轴加工中心进行数控加工。总体思路是：整体粗加工，局部粗加工，各区域分别半精，各区域分别精加工。
2．具体数控编程加工方法
首先零件带缺口的那一区域粗加工型腔铣，采用定轴加工，刀轴方向为圆孔的轴线方向。根据加工零件的加工区域大小，加工刀具用合金平刀D8，分层切深0.3，余量0.3，转速2300r/min，进给800mm/min。精度公差0.05。刀路如图3。
圆周凹槽的粗加工，首先粗加工凹槽中间部分，采用多轴的可变轮廓铣的流线加工，以凹槽底面的线作为刀路产生线，并刀轴设置为垂直于驱动体。加工刀具用合金平刀D8，分层切深0.3，余量0.3，转速2300r/min，进给800mm/min。精度公差0.05。刀路如图4。
然后粗加工凹槽的两侧部分，采用多轴的可变轮廓铣的曲面区域加工，选用凹槽的侧面曲面作为驱动面，因为凹槽的底部圆角为R3，所以选用合金球刀D6R3进行加工，分层切深0.25，余量0.3，转速3000r/min，进给800mm/min。精度公差0.05。刀路如图5。凹槽另一侧面以同样方式加工。
然后对零件带缺口的那一区域进行半精加工，首先对如图中间凸台上表面进行半精加工，采用定轴加工，刀轴方向为圆孔的轴线方向。采用平面铣加工方式，加工刀具用合金平刀D8，一刀过，底面余量0.1，转速2300r/min，进给800mm/min。精度公差0.03。刀路如图6。同理采用平面铣加工方式，加工刀具用合金平刀D8，对零件带缺口的那一区域的底部大平面进行半精加工，刀距为70%D，一刀过，底面余量0.1。精度公差0.03。刀路如图6。
采用平面铣分层加工方式，加工刀具用合金平刀D8，对零件带缺口的那一区域的垂直面进行半精加工，留余量0.15。转速2300r/min，进给800mm/min。精度公差0.03。刀路如图7。
然后对零件带缺口的那一区域进行凸台中间的凹坑半精加工，然后采用固定轮廓铣，采用驱动方法为曲面驱动，选用凹槽内的面作为驱动面，采用螺旋环绕的走刀方式，刀间距0.35，加工刀具用合金球刀D6R3，余量0.15，转速3000r/min，进给800mm/min。精度公差0.03。刀路如图8。
凹坑底部的D8孔可先用中心钻钻中心孔，钻深2mm即可，便于定位，以便后面钻孔不打滑。转速2000r/min，进给100mm/min。精度公差0.03。
凹坑底部的D8孔再用钻头D7.6左右的钻头，因为孔较浅，深仅为16mm，选用UG的标准钻孔方式一次性钻到底。转速800r/min，进给100mm/min。如图9。
采用固定轮廓铣的流线加工，对零件带缺口的那一区域的曲面进行半精加工。加工刀具用合金平刀D4R2，刀间距0.35，余量0.15，转速3300r/min，进给800mm/min，精度公差0.03。刀路如图10。
采用固定轮廓铣的区域铣削加工，以Z轴为刀轴方向，选用如图曲面进行半精加工，加工刀具用合金平刀D4R2，刀间距0.35，余量0.15，转速3300r/min，进给800mm/min。精度公差0.03。刀路如图11。
然后精加工零件。首先精加工缺口区域的所有平面。对如图中间凸台上表面和底部大平面进行精加工，加工用新刀具合金平刀D8，刀距为50%D，一刀过，底面余量0。精度公差0.01。刀路如图6所示，与半精刀路差不多。
采用平面铣加工方式，加工用新刀具合金平刀D8，对零件带缺口的那一区域的垂直面进行精加工，留余量0。转速2300r/min，精加工垂直面要慢进给200mm/min。精度公差0.01。刀路如图7，与半精刀路差不多。
凹坑底部的D8孔用新刀具合金平刀D8，因为孔较浅，深仅为16mm，选用UG的标准钻孔方式镗孔。转速2000r/min，进给100mm/min。刀路如图9。
然后对零件带缺口的那一区域进行凸台中间的凹坑精加工，然后采用固定轮廓铣，采用驱动方法为曲面驱动，选用凹槽内的面作为驱动面，采用螺旋环绕的走刀方式，刀间距0.2，加工用新刀具用合金球刀D6R3，余量0，转速3000r/min，进给800mm/min。精度公差0.01。刀路如图8，与半精刀路差不多。
采用固定轮廓铣的流线加工，对零件带缺口的那一区域的曲面进行精加工。加工刀具用新合金球刀D4R2，刀间距0.2，余量0，转速3300r/min，进给800mm/min。精度公差0.01。刀路如图10，与半精刀路差不多。
采用固定轮廓铣的区域铣削加工，以Z轴为刀轴方向，选用如图11曲面进行精加工，加工刀具用新合金球刀D4R2，刀间距0.2，余量0，转速3300r/min，进给800mm/min。精度公差0.01。刀路如图11，与半精刀路差不多。
圆周凹槽的精加工，首先精加工凹槽中间部分，采用多轴的可变轮廓铣的流线加工，以凹槽底面的线作为刀路产生线，并刀轴设置为垂直于驱动体。加工刀具用新合金平刀D8，一刀过，余量0，转速2800r/min，进给800mm/min。精度公差0.01。刀路如图12。
然后精加工凹槽的两侧部分，采用多轴的可变轮廓铣的曲面区域加工，选用凹槽的侧面曲面作为驱动面，因为凹槽的底部圆角为R3，所以选用合金球刀D6R3进行加工，分层切深0.2，余量0，转速3000r/min，进给800mm/min。精度公差0.01。刀路如图5，与半精刀路差不多。凹槽另一侧面以同样方式加工。
把以上所有编程后处理，生成NC代码，传输给多轴数控机床，便可把空间凸轮加工出来。
3. 结语
空间凸轮是机械设备中存在的一类零件，以上从粗加工、半精、精加工对其编程加工进行了完整论述，使大家对其加工工艺、加工思路、编程方法等有较为清楚的认识，从而保证了零件的加工质量，提高了加工效率。对相关技术人员有一定借鉴作用。