應用成型刀銑削徑向放射槽的宏程序開發

魯磊 趙忠剛

摘 要：本文分析了應用數控銑床銑削徑向放射槽的常見缺陷及科學的避免方式，并以實例論述了在凱恩帝和發那科系統數控銑床上加工徑向放射槽的選刀及切削方式與通用宏程序的編輯過程。該方式使工件槽尺寸加工穩定、編程快速。

關鍵詞：導向盤;徑向放射槽;銑削;宏程序

0.引言

在機械加工領域，偶爾也會遇到銑削徑向放射槽的工件，目前許多道友多采用小直徑平底立銑刀及調用子程序的方式在數控銑床或加工中心上加工。由于導軌間隙的存在及“讓刀”現象，利用小直徑平底立銑刀銑削的槽的寬度會出現尺寸不一致的現象，經常要對尺寸不合格的槽進行返修;應用調用子程序的方式也會編程也較為復雜繁瑣。筆者通過實踐探索，總結了一套較為優質高效的加工方法和通用宏程序模式。現以加工圖1.導向盤為例進行論述。

1.選刀及切削方式

機床間隙和加工過程中的“讓刀”現象是無法消除的，如果采用小直徑平底立銑刀對槽進行循環加工，由于其在切削過程中多有X軸和Y軸聯動的情況，且兩軸受力狀態在銑削不同方向的槽時均會發生不同的變化，由于其導軌間隙的存在使刀具運動量發生了小于程序編程量的現象，這就導致了每個槽加工狀態出了尺寸不穩定的缺陷。為此，對于槽寬精度要求較高工件的采用成型刀銑削才是最佳選擇。

由于銑刀直徑的加工精度、銑刀及夾持系統的剛性、銑刀切削刃的對稱度誤差及切削深度和每轉進給量及被加工材料的硬度的不同，銑削后槽的寬度尺寸也是有一定誤差的。銑刀的直徑加工精度、銑刀及夾持系統的剛性、銑刀切削刃的對稱度誤差及被加工材料的硬度是無法克服的，但切削深度和每轉進給量是可以控制的。因此，銑削同一批次工件的槽時盡量采用相同的切削用量、以按層漸進的銑削方式進行加工，以使槽的加工尺寸相對穩定，便于確定安裝件的寬度尺寸（安裝件配套自制時，該尺寸以槽的實際加工寬度為基礎進行確定是較為科學的）。另外，盡量選擇偶數切削刃的銑刀，因奇數切削刃的銑刀在切削過程中讓刀較為嚴重，加工尺寸相對較不穩定。

2.銑削徑向放射槽通用宏程序實例

采用直徑40mm的平底合金立銑刀銑削圖1所示工件的十二槽時，工件坐標系選擇G54，其原點為工件上平面的圓心，坐標系如圖2所示。應用凱恩帝系統的數控銑床加工，按照層層銑削的方式，編程如下：

O0001;

#2=2;（下刀初始值）

#3=8;（槽深度）

#4=2;（每次下刀遞增量）

G0 G90 G54 X0 Y0 Z100;

M03 S2000;（順時針旋轉，轉速2000轉/分鐘）

M08;（冷卻開）

WHILE[#2LE#3]DO1;（當#2小于等于#3時循環1繼續執行）

#1=0;（初始槽的中心線與坐標系X軸的正向夾角，初始角度賦值為0）

#5=12;（槽數）

#6=360-[360/#5];（最后被加工的槽的中心線的角度）

#7=450;（導向盤外圓直徑）

#8=230;（槽止端圓弧的圓心所在圓的直徑）

#9=[#7-#8]/2;（槽止端圓弧的圓心到工件外圓的距離）

#10=40;（平底立銑刀直徑）

#11=#7/2+#10/2+3;（銑削槽時的起點，下刀處）

#12=#8/2;（銑削槽時的終點，提刀處）

#13=200;（銑削時的直線運行速度）

#14=360/#5;（槽間夾角）

WHILE[#1LE#6]DO2;（當#1小于等于#6時循環2繼續執行）

G68G90X0Y0R#1;（建立坐標系旋轉指令）

G0Y0X#11;（刀具快速移動到下刀處）

Z1;（快速下刀到距離工件上平面1mm處）

G01Z-#2F#13;（采用直線插補方式下刀）

X#12;（采用直線插補方式銑刀運行到提刀處）

G0Z1;（采用快速方式提刀至工件上平面以上1mm處）

X#11;（刀具快速移動到下刀處）

#1=#1+#14;（上述程式執行一次角度遞增一次#14）

END2;（循環2結束）

#2=#2+#4;（上述程式執行一次銑刀量遞增一次#4）

END1;（循環1結束）

G0G69Z200Y200;（快速移動刀具遠離工件并取消工件坐標系旋轉）

M05M08;（停止主軸旋轉和關閉冷卻）

M30;（程序結束）

3.結尾語

該程序是應用凱恩帝及發那科系統銑削徑向放射槽的通用宏程序，比許多教材上采取子程序銑削徑向放射槽的方式編程快速簡便;該文中應用偶數切削刃的成型刀按照層層遞進的方式銑削徑向放射槽時，確保了各槽寬度尺寸加工的恒定性和統一性，便于選配安裝件的設計尺寸。

參考文獻：

[1]陳海舟. 數控銑削加工宏程序及應用實例. 北京：機械應用出版社，2008.

[2]沈春根，徐曉翔，劉義. 數控銑宏程序編程實例精講. 北京：機械工業出版社，2017.