宏程序在車削橢圓面上螺旋槽時的應(yīng)用

安麗萍

(云南省玉溪技師學(xué)院，云南玉溪653100)

圖1所示零件是云南省第四屆數(shù)控技能大賽數(shù)控車工教師組、職工組配合件的其中一件，要在該零件右端橢圓外表面上進(jìn)行螺旋槽的車削，具有一定的難度，該題突出考核了參賽者對于利用宏程序來編寫加工程序的方法及螺旋槽加工時刀具的選用及對刀。以下作者重點(diǎn)分析了該工件加工的難點(diǎn)及工藝，對實(shí)際操作者數(shù)控技能的提高有一定的參考意義，其中重點(diǎn)介紹螺旋槽部分的車削，所以圖1 中的部分標(biāo)注略。

圖1 零件加工圖

該零件的材料為φ60 的45 鋼，要求加工中不允許使用工裝、夾套、芯軸;且各表面均為直接車削加工后的表面，不得用其他辦法拋光。

1 工藝分析

1.1 加工難點(diǎn)分析

此零件的加工包括普通的車削，如外輪廓、切槽、內(nèi)孔等;其中較難加工是橢圓面上的圓弧槽，不但在車削橢圓時用到了宏程序，而且車削螺旋槽時還用到了宏程序的嵌套等，在車削螺旋槽時并不是一次加工而成，需要多次進(jìn)行切削加工，加工過程中如果切削量過大，還會導(dǎo)致崩刃甚至損壞刀具，因此如何編制宏程序、如何確定切削用量顯得尤為重要。

1.2 加工工藝分析

(1)裝夾方案

采用一夾一頂方式裝夾，即使用自定心卡盤夾持零件φ53 外圓部分，確定零件伸出合適的長度(考慮機(jī)床的限位)，并用活動頂尖頂緊右端。

(2)確定加工工藝路線

①粗、精加工右端橢圓外輪廓至尺寸要求;②切退刀槽;③粗、精加工螺旋槽至尺寸要求。

(3)刀具選擇與切削參數(shù)

刀具選擇及切削參數(shù)見表1。

表1 刀具及切削參數(shù)

2 車削程序

編程以FANUC 系統(tǒng)為例，利用G73 復(fù)合固定循環(huán)編程指令加工橢圓，采用G32 螺紋車削指令加工螺旋槽。

橢圓車削程序如下

O0001

G99 G40//程序初始化;

T0101//換1 號外圓車刀，選擇1 號刀補(bǔ);

M03 S600;//設(shè)置粗車轉(zhuǎn)速:主軸以600 r/min正轉(zhuǎn);

G00 Z2;//刀具快速移動到復(fù)合固定循環(huán)加工Z向起點(diǎn);

X61 //刀具快速移動到復(fù)合固定循環(huán)加工X 向起點(diǎn);

G73 U5.5 W0 R6 //粗車復(fù)合固定循環(huán)，走刀次數(shù)為6;

G73 P100 Q500 U1.5 W0 F0.15;//指定循環(huán)所屬的首末程序段，設(shè)置精車余量和粗車進(jìn)給速度;

N100 G00 G42 X49.52 F0.1;//精加工輪廓的起始點(diǎn)，精車進(jìn)給量;

G01 Z0;//G01 靠端面;

#1 =6;//定義變量#1 為Z 坐標(biāo)，并賦初值;

N200 #2 =SQRT［36* 36－#1* #1］* 17/36;//定義變量#2 為X 坐標(biāo)，并根據(jù)橢圓方程計(jì)算出X 值;

#4 =#2* 2;//X 坐標(biāo)應(yīng)是直徑值;

G01 X［16 + #4］Z［#1－ 6］;//調(diào)整坐標(biāo)，用G01 直線插補(bǔ)擬合橢圓;

#1 =#1－0.1;//設(shè)置Z 向步進(jìn)量;

IF［#1 GE－30］GOTO 200;//當(dāng)Z≥－30 時，跳轉(zhuǎn)至N200 執(zhí)行循環(huán);

N500 G01 G40 X55;//精加工程序結(jié)束nf;

G00 X200;//返回X 向換刀點(diǎn);

Z10;//返回Z 向換刀點(diǎn);

M05;//主軸停止;

M00;//程序停止;

M03 S800;//設(shè)置精車轉(zhuǎn)速800 r/min;

T0202;//換2 號精車刀，選擇2 號刀補(bǔ);

G00 Z2;//刀具移動到復(fù)合固定循環(huán)Z 向起點(diǎn);

X61;//刀具移動到復(fù)合固定循環(huán)X 向起點(diǎn);

G70 P100 Q500;//精車循環(huán);

G00 X100;//退刀;

M30;//程序結(jié)束;

切退刀槽程序(略)

螺旋槽車削程序如下:

O0002

G99 G40//程序初始化;

T0404//換4 號圓弧切槽刀，選擇4 號刀補(bǔ);

M03 S200;//粗車轉(zhuǎn)速:主軸以200 r/min 正轉(zhuǎn);

G00 Z6;//刀具快速移動到Z 向起刀點(diǎn);

X55 //刀具快速移動到X 向起刀點(diǎn);

#10 =0.1;//定義變量#10 為X 坐標(biāo)，并賦初值;

N10 #11 =15.5;//定義變量#11 為Z 坐標(biāo)，并賦初值

N20 #12 = SQRT［36* 36－ #11* #11］* 17/36;//定義變量#12 為X 坐標(biāo)，并根據(jù)橢圓方程計(jì)算出X 值;

#14 =#12* 2;//X 坐標(biāo)應(yīng)是直徑值;

G32 X［16 + #14－ 2* #10 + 0.5］Z［#11－ 6］F6;//調(diào)整坐標(biāo)，用G32 螺紋切削指令加工導(dǎo)程為6的螺旋槽;

#11 =#11－6;//設(shè)置Z 向步進(jìn)量;

IF［#11 GE－32］GOTO 20;//當(dāng)Z≥－32 時，跳轉(zhuǎn)至N20 執(zhí)行循環(huán);

G00 X55;//快速退刀至X55;

Z6;//返回Z 向起刀點(diǎn);

#10 =#10 +0.05//設(shè)置X 向步進(jìn)量;

IF［#10 LE 1.75］GOTO 10;//當(dāng)X≤1.75 時，跳轉(zhuǎn)至N10 執(zhí)行循環(huán);

G00 X100;//退刀;

M30;//程序結(jié)束;

3 車削中應(yīng)注意的問題

(1)R4 圓弧切槽刀的對刀要以刀尖圓弧中心點(diǎn)O 為對刀點(diǎn)進(jìn)行對刀，如圖2所示。

(2)為了保證精度，橢圓車削過程中應(yīng)采用刀尖圓弧半徑補(bǔ)償進(jìn)行編程和加工。

(3)螺旋槽車削時步進(jìn)量不能太大，否則容易崩刃，車削過程中注意觀察，發(fā)現(xiàn)問題立即停車檢查。

零件加工后的照片見圖3。

圖2 圓弧切槽刀(局部)對刀點(diǎn)

圖3 加工后零件的照片

【1】顧雪艷.數(shù)控加工編程操作技巧與禁忌［M］.北京:機(jī)械工業(yè)出版社，2007.

【2】賈軍，黎勝容.典型零件數(shù)控車加工生產(chǎn)實(shí)例［M］.北京:機(jī)械工業(yè)出版社，2011.

【3】沈建峰，金玉峰.數(shù)控編程200 例［M］.北京:中國電力出版社，2008.

【4】沈建峰，虞俊.數(shù)控車工(高級)［M］.北京:機(jī)械工業(yè)出版社，2007.

【5】程玉，黃康.數(shù)控加工中刀尖圓弧半徑補(bǔ)償與刀具磨耗補(bǔ)償實(shí)例分析［J］.機(jī)床與液壓，2011，39(2):34－36.

【6】王建平.復(fù)雜曲面微細(xì)零件切削加工研究［J］.機(jī)床與液壓，2011，39(10):49－51.

【7】甘成君.淺談數(shù)控車床工件裝夾的Z 軸定位方法［J］.機(jī)床與液壓，2011，39(14):140－141.

【8】李東君.關(guān)于數(shù)控教材中G73 封閉粗車循環(huán)指令分析與應(yīng)用［J］.機(jī)床與液壓，2011，39(22):30－32.

【9】鄧子林，黃競業(yè).基于宏程序的數(shù)控車梯形螺紋參數(shù)化加工應(yīng)用研究［J］.機(jī)床與液壓，2011，39(24):43－45.