巧用宏程序銑削曲邊三角形

河南中光學集團有限公司(南陽 473003）胡飛嘉 張 磊

我們在維修一臺進口老車床時，需制作一根形狀較為特殊的絲杠 (見圖1)。

圖1

其特殊之處在于右端160mm長的那一段。從剖視圖上可以看出，這段形狀并不是圓柱，其截面是由6段圓弧依次相切連接而成的曲邊三角形 (也稱為圓弧三角形、萊洛三角形)。這6段圓弧有3段是R5mm，另3段是R11mm。每一組相對的 R5mm和R11mm的圓心在一點上，3組圓弧共有3個圓心，這3個圓心位于邊長為6mm的等邊三角形的三個頂點上。等邊三角形的邊長6mm也就是R5mm和R11mm這兩端圓弧的半角差值。這6段圓弧的圓心角都是60°。這個曲邊三角形有一個顯著的特點:它雖然不是圓，但從任意方向來測量它的寬度，都是相等的(都是16mm)。

由于絲杠較長，要加工曲邊三角形部分，一個可行的方法是在數控銑床上用分度頭裝夾工件，用銑刀底齒來銑成這段外表面。我們在實際加工時，先把絲杠其余部分車成，曲邊三角形部分預車到φ17.4mm(事先作圖查詢可知，曲邊三角形的外切圓直徑是 16.93mm)。銑削時，用數控分度頭夾Tr22×5螺紋大徑，端面頂住，用φ8～φ25mm任一尺寸立銑刀來銑削 (見圖2)。

由于曲邊三角形的外形變化很有規律，因而用宏程序編程有明顯優勢，不僅程序簡練，而且調整尺寸方便，工件表面質量好。

圖2

工件坐標系X原點設在工件端面，Y、Z原點設在分度頭回轉中心，A原點任意。程序如下:

#5=5(銑刀半徑，根據實際情況打入)

#6=SQRT［12］(#6是三個圓心所在的等邊三角形的中心到頂點的距離，其中12mm是等邊三角形邊長的平方除以3。本圖中等邊三角形的邊長是6mm，62/3=12mm)

加工前，先把工件坐標系Z值向上抬0.2mm左右，粗銑一遍，測量對邊尺寸，根據實測值調整工件坐標系Z值，以便在精銑后能保證對邊尺寸。例如，粗銑后實測對邊尺寸是16.38mm，就把工件坐標系Z值再向下調整0.19mm，精銑后就能保證對邊尺寸16mm了。實際加工時間約2h，表面粗糙度值可達Ra=1.6μm，加工后的端面形狀如圖3所示。

圖3