文章通過對雙螺旋線高速傳動凸輪的設計與制造過程介紹了FeatureCAM軟件的應用，借此來與廣大讀者分享加工經驗和解決方案。

　　經緯紡織機械股份有限公司是世界知名的紡機制造商，1996年同時在香港聯合交易所和深圳證券交易所上市，是一個跨地域經營、惟一擁有棉紡織成套設備研發、生產能力的集科、工、貿多種經營為一體的企業集團。FeatureCAM是世界最大的CAM軟件公司英國Delcam公司旗下著名的特征自動識別CAM系統，是基于特征、基于知識、第一個使用自動特征識別AFR技術的全功能CAM軟件，同時具有強大的交互式特征識別IFR功能，支持2～5 軸加工中心、車銑復合加工、車削加工及線切割編程。

　　紡織機械中有一種機械叫高速氣流紡，引入的是德國現代技術。其中有一關鍵零件是傳動凸輪。高速氣流紡的傳動凸輪類型采用了雙螺旋線，而我公司之前一直采用單螺旋線凸輪，國內又沒有加工經驗可供參考。更重要的是，由于該凸輪的工作速度高達8000r/min，對傳動的準確性、可靠性和噪音的要求都非常高。可以說，能否攻克該凸輪的加工難關，是整個技術引進的關鍵環節。

　　傳統的加工方法是使用笛卡爾坐標進行點對點計算，數據密集工作量大，且容易出錯;曲線曲面不光滑、容積誤差較大，制造周期長。我們嘗試用FeatureCAM編程，利用公司現有設備，克服傳統制造的缺陷，制造出精確的高速凸輪。從而使CAD/CAM技術真正應用到凸輪設計和制造中，既提高了凸輪設計的效率和加工精度，又縮短了制造周期。特別是在設計和制造形狀結構復雜化零件或曲面或模具時，CAD/CAM技術更顯示其它軟件無法比擬的強大功能和效率。

　　高速氣流紡傳動凸輪設計、建模、編程思路：

　　◎分析凸輪的加工工藝----需要構建凸輪曲線;

　　◎凸輪工件材料----圓柱凸輪材料為QT550耐磨耐高溫鑄鐵;

　　◎使用設備：必須有四軸功能四聯動加工中心的設備。刀具選用桿銑刀(平頭端銑刀);

　　◎創建凸輪曲線---采用FeatureCAM軟件自帶的凸輪曲線構造功能智能化創建凸輪的關鍵曲線;

　　◎使用FeatureCAM四軸加工模塊進行沿凸輪曲線自動生成銑槽加工刀具路徑;

　　◎使用FeatureCAM機床仿真模塊仿真加工路徑，進行驗證;

　　◎在四聯動加工中心加工凸輪。

　　在設計凸輪曲線時考慮到凸輪是高速運動去帶動高速引紗及紡紗，其凸輪的曲線要求特別光滑才能達到高速的效果。因此在設計的結構上點與拐點之間，加速上升時的軌跡必須保證凹槽光潔暢通。

　　一、生成凸輪曲線步驟

　　建立纏繞曲線，選擇Y軸纏繞，設計完工的曲線，如圖1、圖2所示。

圖1

圖2

　　二、生成刀具路徑步驟

　　加工時要選項為CW方向，也就是順時針去加工，曲線拐點為每0.25°勻速度上升至180°;然后返回起始原點。第二條平移中心Y軸-40mm繼續加工，分出粗加工和精加工，控制拐點尺寸精度和倒曲線邊角。如圖3所示。

　　選擇刀具Φ20桿銑刀進行粗加工，FeatureCAM自動計算出精加工留出的余量，主軸轉速1800r/min;進刀采用螺旋下刀方式，速度為100mm/min，而進入正常加工時進給速度為150～200mm/min。

　　在選擇刀具Φ20桿銑刀進行精加工，FertureCAM軟件附帶功率負載表可以參考。主軸轉速2000r/min，進刀采用螺旋下刀方式速度為200mm/min，而進入正常加工時進給速度200～250mm/min。

　　使用四軸聯動加工中心，操縱系統為西門子840C ，NC主格式為MPF格式;計算機進行模擬仿真加工，計算出實際的加工工時，修改不必要的多余加工路徑。如圖4所示。

圖3

圖4

　　三、刀具路徑動態三維實體切削仿真結果

　　刀具路徑動態三維實體切削仿真結果如圖5所示。

圖5

　　四、在FeatureCAM中把刀具路徑進行機床模擬仿真驗證

　　在數控加工過程中為了驗證程序的正確性，過去多采用木模或塑料模進行試切加工，此種方法效率低又浪費材料。用數控仿真方法來檢驗是近幾年發展起來的新技術，它具有降低制造成本、縮短設計制造周期、快速直觀、省時省力的優點，它使操作者通過圖形顯示預先檢測誤差，進行刀具的干涉和碰撞檢查。如圖6所示。

圖6

　　驗證通過后即可快速生成機床G代碼，如圖7所示。

圖7

　　四、結束語

　　應用CAD/CAM技術對圓柱凸輪進行制造設計與數控加工自動編程，大大提高了設計效率與凸輪的精度，克服了傳統方法、人為因素浪費人力、物力、財力且要多次修改等缺點所帶來的風險，縮短了設計制造的周期，提高了凸輪的質量。

　　隨著科技的進步時代的發展，自動編程將逐步取代繁瑣的手工編程。自動編程準確率高，效率高，也是未來機械加工追求的方向。