SIEMENS系統數控銑床對于空間斜面上孔槽的加工應用

陳振國

（安陽鋼鐵集團機制公司，河南 安陽 455004）

1 概述

銑削加工是機械加工中最常用的加工方法，切削加工是零件獲得所需結構形狀、尺寸精度和表面質量的主要途徑。它主要包括平面銑削和輪廓銑削。近年來雖著機械裝備領域的發展，機械零件不斷改變，零件的復雜程度的進一步加深和提高。目前對于具有空間結構的孔、槽加工，有一定的難度，用一般的數控機床很難加工，需要不斷改變裝夾基準，如里批量較大的情況還要制作大量的機床夾具，浪費大量人力與財力。

本文用普通的加工方法與數控先進加工方法對圖1工件進行加工對比，深入分析研究數控加工，根據數控機床的多項優點與功能，合理編制加工程序，進行一步開發數控程序在機械加工的應用。

2 機床操作及實例具體應用

如圖1工件形狀，主要加工斜面上2-φ10的孔及60寬的槽。加工時應用三坐標立式數控銑床XK2130，3軸，SIEMENS 840D系統進行加工。不管用那一種方法加工，都必須使機床刀具中心線與孔或槽的中心線平行，這樣既能很好保護刀具不受損壞，又能使的加工出來的零件，才能具有好的表面粗糙度與光潔度，其尺寸公差和形位公差也能保證；同時對于數控機床來說，有一個重要的環節，就是數值計算，我們要盡量避開復雜的數值計算，使程序簡化，縮短輔助時間，提高勞動效率。

圖1 工件

2.1 用普通方法加工

這種方法采用的是直銑頭，也就是機床的加長銑頭，其軸線與機床主軸軸線重合。為了能使刀具的軸線與孔或槽的中心線平行，只有一種方法，那就是做專用的工藝夾具（夾具為一30°斜塊），將此斜塊放于工件下面，使工件的上面處于水平，這樣再編程加工。

具體加工程序如下（對刀中心，X0、Y0位于工件槽的中心，Z0位于工件的上面，采用φ50的刀）：

銑槽：

2.2 采用空間旋轉的方法來加工工件

采用空間旋轉，使工件按圖1中的位置裝夾，然后將斜面結構虛擬的旋轉到一個與機床平行的平面上，使空間的斜面結構轉化為平面結構，來進行加工。首先在機床結構上我們選用萬能角度銑頭，將銑頭上裝刀具孔的中心線處于G19平面上，且與水平面呈30°，這就使刀具中心與工件槽或孔的中心線平行了；那么在程序上我們采用空間旋轉指令ROT/AROT，使機床自動計算各個點的旋轉位置與數值，我們在編程時可以不用過多的計算尺寸數值。ROT指令實際上就是變像的把機床坐標系給旋轉了，我們在使用時要分清旋轉方向。方向的區分原則為：選垂直于主軸軸線所在平面的那個坐標軸來判別，用右手螺旋定則來判定，即右手握住那個坐標軸，使大拇指指向所在軸的正方向，旋轉的方向由指根向指尖看，順時針為正，逆時針為負。ROT在使用時可以直接對G54～G59坐標系使用，AROT需要在ROT的基礎上才能使用。

其程序如下：

3 結語

以上兩種程序在武重XK2130數控龍門鏜銑床上得到了實際應用。用普通方法加工，受限于機床配置影響時，也就是說沒有萬能銑頭時使用，這種方法要前期進行要對工裝進行加工，需要多個方向找正，若結合面出現其它情況時，斜面上孔槽的位置公差難以保證。

對于工件較大，不易頻繁的翻活，且工件的表面有很高的形位公差要求，盡量采用空間旋轉的方法進行了加工，這樣縮短了準備機床夾具時間，定位精度也比較高，充分挖掘和發揮了數控機床的功能與高效優勢。

[1]胡建新.數控加工工藝與刀具夾具.北京：機械工業出版社，2010.

[2]胡育輝.SIEMENS系統數控銑床編程與維護.北京：電子工業出版社，2008.

[3]王亞輝等編.典型零件數控銑床/加工中心編程方法解析.北京：機械工業出版社，2011.