FeatureCAM 銑齒的編程設計研究及應用
2016-8-1 來源：陜西建設機械股份有限公司 作者：吉寧波
摘要：文章通過對鏈輪齒形的工藝分析，應用solidworks進行三維建模，使用FeatureCAM軟件進行程序生成并仿真，從而實現使用立式加工中心，采用立銑刀銑削的方式對鏈輪進行加工。
關鍵詞：鏈輪齒形；工藝分析；三維建模；程序生成
1、 概述
鏈輪是帶嵌齒式扣鏈齒的輪子，用以與節鏈環或纜索上節距準確的塊體相嚙合一種實心或帶輻條的齒輪，與（滾子）鏈嚙合從而傳動運動，廣泛被應用于紡織機械、工程機械、儀表儀器等領域進行機械傳動。
鏈輪齒形加工一般使用滾齒機或成形銑刀銑齒的方式進行加工，但對于沒有此類設備的企業，在加工批量較小的鏈輪時，進行外協加工的成本較高、工期較長。本文選用立式加工中心銑削齒形的方式，主要用于單件小批量的齒形加工。
2 、工藝分析與設計
相關項目與工藝內容，見表1。
表1 相關項目與工藝內容
3、加工模加工模型的建立與程序的生成
3.1 模型的建立
使用solidworks軟件建立三維模型。首先,通過繪制鏈輪截面輪廓，再通過旋轉功能生成零件。在齒形面，根據GB1243-97繪制出一組齒形，再進行旋轉陣列生成完整齒形。最后使用拉伸切除功能生成三維模型，如圖1所示。
圖1 鏈輪齒形
3.2 毛坯與加工特征的設置
鏈輪齒形加工的特征設置參數與程序生成在FeatureCAM軟件上進行。
首先，對加工模型的毛坯與編程坐標系進行設置。使用毛坯屬性，設置毛坯的形狀、尺寸參數、材質等數據。同時設置零件的加工零點。設置加工坐標系。
其次采用FeatureCAM軟件中的側邊特征識別功能，選取齒形面形成加工路徑，如圖2所示。
圖2 特征提取
具體操作如下：首先選取新的特征按鍵；選取側邊特征，同時勾選FeatureRECOGNITION提取功能；最后通過點選需要加工面，完成加工特征的識別。
最后設置具體的加工參數與刀具參數。本文刀具選用D20立銑刀進行分層加工。加工參數設置中，可根據實際加工情況與刀具情況，設置Z向增量。本文由于所選設備：小巨人VTC200CN立式加工中心，適用于少吃刀，快進給的零件加工。因此，本次加工設置的z向增量為1.5 mm，X/Y平面采用螺旋進刀方式，每次吃刀量為刀具半徑的33%。
完成參數設置后，通過軟件生成粗加工刀具路徑，如圖3所示。
圖3 齒形加工刀具路徑
3.3 程序的生成
刀具路徑設置完成后，通過NC代碼生成功能，選取相應機床后處理,成加工程序。生成的部分程序如下（此程序選Fanuc OM.cnc機床后處理）：
O0001
G00 G17 G40 G49 G80 G94
G91 G28 Z0
T1 M6
G00 G54 G90 X-118.333 Y41.384 S1000 M03
G43 H1 Z25.0 M08
Z3.0
G01 Z-1.5 F250.
X-107.519 Y39.369 F500.
G02 X-105.755 Y39.886 I5.658 J-16.031
X-99.197 Y41.089 I15.351 J-65.218
X-102.984 Y46.577 I53.184 J40.749
X-103.865 Y48.189 I14.455 J8.947
G01 X-112.937 Y54.411
X-119.097 Y17.514
X-111.608 Y25.572
G02 X-104.152 Y33.072 I9.747 J-2.233
X-90.222 Y34.668 I13.747 J-58.404
G03 X-88.311 Y39.283 I0.008 J2.7
G02 X-97.032 Y50.261 I42.297 J42.555
……
G02 X-108.88 Y9.302 I22.792 J55.502
X-112.898 Y19.086 I5.842 J8.116
G01 X-116.733 Y29.395
G00 Z25.0
G0 G91 G28 Z0 M09
G49 G90 X0. Y0.
M30
3.4 軟件模擬仿真
通過FeatureCAM軟件模擬加工仿真功能，通過與三維建模的零件進行對比，可以反映程序是否有明顯過切現象。如圖4所示。齒形面綠色代表尺寸合格（由于本文程序仿真，只加工了齒形面，藍色面為未加工的內容，實際加工中在其他工序完成）。
圖4 齒形加工仿真對比
4、結語
本企業采用此齒形編程設計加工后的工件，各項檢驗指標均符合使用要求，且降低了生產成本，提高了加工效率，經驗值得相關企業借鑒和推廣。
參考文獻：
[1] 王先逵.機械加工工藝手冊第2版[M].北京:機械工業出版社,2015.
[2] GB/T 1243-1997,短節距傳動用精密滾子鏈和鏈輪[S].
[3] SolidWorks2012從入門到精通[M].北京:清華大學出版社,2012.
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