數(shù)控鏜銑床基于SIEMENS 840D加工大型精密相交斜孔

■ 中國(guó)兵器集團(tuán)江山重工十五分廠 （湖北 441813） 李 慶 居大偉 張甲濤 謝正武 張 偉

需加工工件如圖1、圖2所示，工件外形尺寸為2 100mm×200mm×600mm，斜孔不但要保證與基準(zhǔn)面的傾斜角22°，還要嚴(yán)格保證兩孔的軸線相交和對(duì)稱度、斜孔的圓度。

1. 技術(shù)原理及方法

加工此類零件的技術(shù)難點(diǎn)和技術(shù)方案如下：

（1）加工角度22°±0.1°時(shí)，利用機(jī)床自帶的ROT旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系功能，XY方向插補(bǔ)來(lái)實(shí)現(xiàn)。

（2）加工孔的圓度0.03mm時(shí)，角銑頭的旋轉(zhuǎn)角度與ROT的角度相吻合（使用杠桿表和標(biāo)準(zhǔn)檢棒打表找正），避免在22°軸線方向形成橢圓。

圖 1

圖 2

（3）保證兩孔相交和對(duì)稱度時(shí)，使用自制心軸，采取打“壁厚差”的方法，調(diào)整程序中Y值來(lái)實(shí)現(xiàn)，消除了角銑頭回轉(zhuǎn)中心與主軸回轉(zhuǎn)中心之間的誤差，造成實(shí)際加工中直孔軸線與斜孔軸線不相交的現(xiàn)象。

綜上具體技術(shù)方案是首先在數(shù)控鏜銑床上，利用回轉(zhuǎn)工作臺(tái)，從兩端加工直孔，同時(shí)保證同軸度0.1mm，然后利用機(jī)床自帶的機(jī)械角銑頭，精確加工斜孔，主要分為以下幾步。

首先調(diào)整機(jī)械式角銑頭的角度，換上角銑頭（見(jiàn)圖3），旋轉(zhuǎn)角銑頭22°，在MDI狀態(tài)下，輸入ROT Z=-22。把旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系打開(kāi)，這樣在手動(dòng)情況下，X、Y會(huì)實(shí)現(xiàn)聯(lián)動(dòng)，最后把標(biāo)準(zhǔn)檢棒裝入角度銑頭上，打表找正，保證角銑頭旋轉(zhuǎn)角22°，消除機(jī)械旋轉(zhuǎn)誤差（見(jiàn)圖4）。

2. 編制加工程序

首先，設(shè)定坐標(biāo)系G56，直孔的回轉(zhuǎn)中心為G56的X0和Y0，直孔的端面為G56的Z0。具體程序如下：

R1=-550；//刀具長(zhǎng)度不一致時(shí)，修改此值。當(dāng)ROT功能打開(kāi)情況，并且Y＝0，刀具刀位點(diǎn)接近斜孔毛坯時(shí)，把此時(shí)工件坐標(biāo)系的X值賦值到R1。

R2=0；//假設(shè)角銑頭的回轉(zhuǎn)中心與主軸的回轉(zhuǎn)中心存在誤差，調(diào)整程序中R2值來(lái)消除誤差，保證兩軸線相交。

G56 G90 G0；//建立坐標(biāo)系。

ROT Z=-22；//坐標(biāo)系旋轉(zhuǎn)繞Z軸轉(zhuǎn)22°，程序結(jié)束時(shí)也不能取消ROT指令，直到斜孔加工完以后，在MDI狀態(tài)取消ROT指令。

GO X=R1-50；//X退刀

Y=R2 Z-200；//Z-200 為斜孔的回轉(zhuǎn)中心到直孔端面的距離

M3 S300 ；

X=R1-3 ；

G1 X=R1+70 F60 ；//R1后面的值根據(jù)所使用的刀具如鉆頭或鏜刀不同，可以適當(dāng)調(diào)整一下。

X=R1+200 F1000；

X=R1+270 F60 ；

X=R1-1 F1000；

G0 X=R1-50 ；

M30；//程序結(jié)束時(shí)也不能取消ROT指令，否則手動(dòng)狀態(tài)下，X、Y顯示值不是程序所需要的R1、R2。

鉆完孔后，先鏜一段斜孔，然后把自制心軸穿入直孔內(nèi)，使用杠桿表通過(guò)打“壁厚差”方法測(cè)量?jī)煽纵S線的距離（注意ROT功能一定要打開(kāi)），然后調(diào)整程序Y值，直到兩孔上下壁厚差的值相同，這樣才能保證兩孔相交。

3. 結(jié)語(yǔ)

此操作法簡(jiǎn)單可靠、便于操作，比較容易保證斜孔的傾斜角和圓度以及兩孔的軸線相交。由于是大型工件，外形尺寸大，使用此操作法加工可以省去專用工裝，并利用公司現(xiàn)有的設(shè)備，一次裝夾完成，加工精度高（見(jiàn)圖5）。

圖 3

圖 4

圖 5

[1] 李蓓華. 數(shù)控機(jī)床操作工 [M].北京：中國(guó)勞動(dòng)社會(huì)保障出版社，2004.

[2] 李海霞，姬東偉，馬玉良.VERICUT7.2 數(shù)控加工仿真技術(shù)培訓(xùn)教程 [M]. 北京：清華大學(xué)出版社，2013.