SINUMERIK 802DT數(shù)控系統(tǒng)循環(huán)應(yīng)用技巧

梁新平

(西安鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院，陜西西安710014)

1 SINUMERIK 802DT數(shù)控系統(tǒng)車削循環(huán)概述

1.1 車削循環(huán)的作用

對(duì)于加工余量較大的表面，需多次進(jìn)刀加工。為減少程序段的數(shù)量，縮短編程時(shí)間，減少程序所占的內(nèi)存，可采用循環(huán)編程。

1.2 車削循環(huán)的特點(diǎn)

車削循環(huán)主要用于切削余量比較大的場(chǎng)合。車削循環(huán)不但可以使程序段的長(zhǎng)度減少，縮減程序所占的內(nèi)存，而且把原來需要人工設(shè)計(jì)和計(jì)算的走刀路線由數(shù)控機(jī)床自動(dòng)完成。它通過指定切削參數(shù)、輪廓形狀和始終點(diǎn)坐標(biāo)，由系統(tǒng)自動(dòng)計(jì)算加工路徑、自動(dòng)完成切削過程，可使編程大大簡(jiǎn)化，是重要的編程方法。車削循環(huán)大幅提高了編程效率和質(zhì)量。不同的數(shù)控系統(tǒng)循環(huán)差異比較大。文中介紹SINUMERIK 802DT的常用車削循環(huán)。

1.3 車削循環(huán)類型

循環(huán)指令分為固定循環(huán)和復(fù)合循環(huán)。固定循環(huán)是數(shù)控系統(tǒng)生產(chǎn)廠家將數(shù)控機(jī)床常見的加工動(dòng)作，按規(guī)定的動(dòng)作順序，以子程序形式設(shè)計(jì)的指令集合，這些子程序可以通過一個(gè)G代碼指令直接調(diào)用;復(fù)合循環(huán)是編程人員指定精加工路線或形狀參數(shù)以及切削參數(shù)，系統(tǒng)自動(dòng)計(jì)算出粗加工路線和加工次數(shù)，自動(dòng)完成粗、精加工。目前，復(fù)合功能已成為衡量數(shù)控系統(tǒng)性能強(qiáng)弱的一項(xiàng)重要指標(biāo)。SINUMERIK 802DT的主要車削循環(huán)都是復(fù)合循環(huán)，其中常用的是切槽循環(huán)CYCLE93、毛坯切削循環(huán)CYCLE95 和螺紋切削循環(huán)CYCLE97，下面針對(duì)這3個(gè)循環(huán)的編程技巧進(jìn)行介紹。

2 車削循環(huán)應(yīng)用技巧

2.1 切槽循環(huán)CYCLE93

2.1.1 編程格式

CYCLE93 (SPD，DPL，WIDG，DIAG，STAG1，ANG1，ANG2，RCO1，RCO2，RCI1，RCI2，F(xiàn)AL1，F(xiàn)AL2，IDEP，DIB，VARI)

2.1.2 功能

切槽循環(huán)可以用于縱向和表面加工時(shí)對(duì)任何垂直輪廓單元進(jìn)行對(duì)稱和不對(duì)稱的切槽?？梢赃M(jìn)行外部和內(nèi)部的切槽。

2.1.3 參數(shù)說明

各參數(shù)意義如圖1所示。SPD為橫向軸的起點(diǎn);SPL為縱向軸的起點(diǎn);WIDG為凹槽槽寬;DIAG為凹槽槽深;STA1為輪廓與縱軸的夾角;ANG1為側(cè)面角1，在凹槽的起始點(diǎn);ANG2為側(cè)面角2，在凹槽的終點(diǎn);RCO1為倒角1，凹槽邊的外部起點(diǎn);RCO2為倒角2，凹槽底部的外部起點(diǎn);RCI1為倒角1，凹槽根部的外部起點(diǎn);RCI2為倒角2，凹槽根部的內(nèi)部起點(diǎn);FAL1為凹槽底部的精加工余量;FAL2為材料的精加工余量;IDEP為進(jìn)給深度;VARI為加工類型。

圖1 切槽循環(huán)各參數(shù)含義

2.1.4 應(yīng)用技巧

參數(shù)中沒有定義切斷刀寬度。切槽循環(huán)中切斷刀刀寬需按如下方式定義:調(diào)用切槽循環(huán)之前，必須使能一個(gè)雙刀沿刀具，兩個(gè)切削沿偏移值必須以兩個(gè)連續(xù)刀沿保存，而且在首次循環(huán)調(diào)用之前必須激活第一個(gè)刀具號(hào)(切斷刀的左右刀尖刀補(bǔ)參數(shù)必須存在兩個(gè)連續(xù)的刀補(bǔ)號(hào)中，例如D1 和D2，切斷刀寬度通過這種方式通知數(shù)控系統(tǒng))，否則系統(tǒng)會(huì)顯示刀具參數(shù)定義不完整。切槽循環(huán)可以加工內(nèi)、外槽;可以加工對(duì)稱和不對(duì)稱槽;槽的兩邊可以是斜面，槽底和槽頂可以有倒角。

2.2 毛坯切削循環(huán)CYCLE95

2.2.1 編程格式

CYCLE95 (NPP，MID，F(xiàn)ALZ，F(xiàn)ALX，F(xiàn)AL，F(xiàn)F1，F(xiàn)F2，F(xiàn)F3，VARI，DT，DAM，_ VRT)

2.2.2 功能

使用毛坯切削循環(huán)，可以進(jìn)行輪廓切削。該輪廓已編程在子程序中。輪廓可以包括凹凸切削。使用縱向和表面加工可以進(jìn)行外部和內(nèi)部輪廓的加工。工藝可以隨意選擇(粗加工、精加工、綜合加工)。粗加工輪廓時(shí)，按最大的編程進(jìn)給深度進(jìn)行切削，且到達(dá)輪廓的交點(diǎn)后清除平行于輪廓的毛刺，進(jìn)行粗加工直到編程的精加工余量。

2.2.3 參數(shù)說明

NPP為輪廓子程序名;MID為進(jìn)給深度(無符號(hào)輸入);FALZ為縱向軸的精加工余量(無符號(hào)輸入);FALX為橫向軸的精加工余量(無符號(hào)輸入);FAL為輪廓的精加工余量;FF1為非切槽加工的進(jìn)給率;FF2為切槽時(shí)的進(jìn)給率;FF3為精加工的進(jìn)給率;VARI為加工類型，范圍值:1，…，12;DT為粗加工時(shí)用于斷屑時(shí)的停頓時(shí)間;DAM為粗加工因斷屑而中斷時(shí)所經(jīng)過的長(zhǎng)度;_ VRT:粗加工時(shí)從輪廓的退回行程，增量(無符號(hào)輸入)。

2.2.4 應(yīng)用技巧

毛坯切削循環(huán)可以加工帶凹槽的輪廓;可以加工內(nèi)、外輪廓;可以完成粗加工、精加工和粗精加工;可以完成縱向、橫向切削;子程序名必須帶雙引號(hào);精加工輪廓子程序不能封閉，即子程序只到加工結(jié)束，不能退刀，否則出錯(cuò)。

2.3 螺紋加工循環(huán)CYCLE97

2.3.1 編程格式

CYCLE97 (PIT，MPIT，SPL，F(xiàn)PL，DM1，DM2，APP，ROP，TDEP，F(xiàn)AL，IANG，NSP，NRC，NID，VARI，NUMT)

2.3.2 功能

使用螺紋切削循環(huán)可以獲得在縱向和表面加工中具有恒螺距的圓形和錐形的內(nèi)外螺紋。螺紋可以是單頭螺紋和多頭螺紋。加工多頭螺紋時(shí)，依次加工每個(gè)螺紋。自動(dòng)執(zhí)行進(jìn)給時(shí)，可在每次恒進(jìn)給量切削或恒切削截面積進(jìn)給中選擇。右手或左手螺紋是由主軸的旋轉(zhuǎn)方向決定的，該方向必須在循環(huán)執(zhí)行前設(shè)置好。車螺紋時(shí)，進(jìn)給率和主軸轉(zhuǎn)速調(diào)整都不起作用。

2.3.3 參數(shù)說明

圖2 螺紋切削循環(huán)各參數(shù)含義

各參數(shù)含義如圖2所示。PIT為螺紋的導(dǎo)程;MPIT為螺紋的公稱尺寸;SPL為縱向起始點(diǎn);FPL為縱向終點(diǎn);DM1為螺紋起始點(diǎn)直徑;DM2為終點(diǎn)的螺紋直徑;APP為空刀導(dǎo)入量;ROP為空刀退出量;TDEP為螺紋深度;FAL為精加工余量;NRC為粗加工次數(shù);NID為停頓次數(shù);IANG為切入角度;NSP為第一螺紋起始點(diǎn)偏移;NUMT為螺紋頭數(shù);VARI為加工類型。

2.3.4 編程技巧

可以加工圓柱螺紋和端面螺紋;可以加工圓柱螺紋和錐螺紋;使用螺紋切削循環(huán)可以方便加工單頭、多頭(對(duì)稱和不對(duì)稱)螺紋;多頭螺紋只要設(shè)置好第一條螺紋起始點(diǎn)偏移，其他螺紋系統(tǒng)自動(dòng)進(jìn)行偏移;可以加工左右旋螺紋。

3 應(yīng)用實(shí)例

在數(shù)控車床上加工如圖3所示的軸類零件，毛坯為φ80 mm的棒料，需編寫其粗、精車外圓、切槽、車螺紋、切斷程序。坐標(biāo)系、對(duì)刀點(diǎn)及所用的刀具，如圖3所示。

圖3 加工零件圖

3.1 加工工藝設(shè)計(jì)

(1)加工工藝過程:粗精車外輪廓→切4×4 退刀槽→車M40×3的螺紋→切斷。

(2)加工所用的刀具:T01為外圓車刀;T02為切槽刀，刃寬為3 mm (必須手動(dòng)設(shè)置兩個(gè)連續(xù)的刀沿D1 和D2，D2 比D1 在位置補(bǔ)償中z 向大3 mm，用于向系統(tǒng)提供刀寬數(shù)據(jù));T03為螺紋車刀。

(3)編程原點(diǎn)取在工件右端面中心，如圖3所示。

(4)夾具:三爪卡盤，以工件的左端面和外圓柱定位。

(5)選擇切削參數(shù):①粗車外輪廓:主軸轉(zhuǎn)速S=800 r/min，進(jìn)給速度F=0.3 mm/r，切削深度Δd=2 mm，循環(huán)起點(diǎn)A (80，5)，精車余量Δu=0.5 mm，Δw=0.2 mm;②精車外輪廓圓:切削速度v=100 m/min (恒線速)，進(jìn)給速度F=0.05 mm/r;③切槽:主軸轉(zhuǎn)速S=300 r/min，進(jìn)給速度F=0.1 mm/r，起點(diǎn)B (55，－50);④車螺紋:主軸轉(zhuǎn)速S=300 r/min;螺距P=3 mm，牙型高度h=1.949 mm，分7次切削，循環(huán)起點(diǎn)C (45，5);⑤切斷:主軸轉(zhuǎn)速S=300 r/min，進(jìn)給速度F=0.05 mm/r，起點(diǎn)D (85，－224)。

3.2 編寫程序

主程序:

子程序:L10. SPF//毛坯切削循環(huán)子程序

4 結(jié)論

車削零件的毛坯大多數(shù)為圓柱棒料或鑄件、鍛件毛坯，余量較大，如果使用常用指令編寫粗、精加工程序，會(huì)使程序特別長(zhǎng)，而且易出錯(cuò)。西門子802DT數(shù)控系統(tǒng)提供了功能強(qiáng)大、使用方便的車削循環(huán)，可以大大縮短程序，提高編程效率，對(duì)于手工編程，掌握循環(huán)指令是非常重要的。利用802DT數(shù)控系統(tǒng)循環(huán)指令編程時(shí)，一定要查編程手冊(cè)確定各參數(shù)的含義及書寫順序，否則極易出錯(cuò)。

【1】胡如祥.數(shù)控加工編程與操作[M].大連:大連理工大學(xué)出版社，2008.

【2】陳天祥.數(shù)控加工技術(shù)及編程實(shí)訓(xùn)[M].北京:清華大學(xué)出版社，2005.

【3】張麗華，馬利克.數(shù)控編程與加工技術(shù)[M].大連:大連理工大學(xué)出版社，2006.

【4】西門子自動(dòng)化部.SINUMERIK 802D 編程手冊(cè)[M]，2004.