陳振國
(安陽鋼鐵集團機制公司,河南 安陽 455004)
銑削加工是機械加工中最常用的加工方法,切削加工是零件獲得所需結(jié)構(gòu)形狀、尺寸精度和表面質(zhì)量的主要途徑。它主要包括平面銑削和輪廓銑削。近年來雖著機械裝備領(lǐng)域的發(fā)展,機械零件不斷改變,零件的復雜程度的進一步加深和提高。目前對于具有空間結(jié)構(gòu)的孔、槽加工,有一定的難度,用一般的數(shù)控機床很難加工,需要不斷改變裝夾基準,如里批量較大的情況還要制作大量的機床夾具,浪費大量人力與財力。
本文用普通的加工方法與數(shù)控先進加工方法對圖1工件進行加工對比,深入分析研究數(shù)控加工,根據(jù)數(shù)控機床的多項優(yōu)點與功能,合理編制加工程序,進行一步開發(fā)數(shù)控程序在機械加工的應用。
如圖1工件形狀,主要加工斜面上2-φ10的孔及60寬的槽。加工時應用三坐標立式數(shù)控銑床XK2130,3軸,SIEMENS 840D系統(tǒng)進行加工。不管用那一種方法加工,都必須使機床刀具中心線與孔或槽的中心線平行,這樣既能很好保護刀具不受損壞,又能使的加工出來的零件,才能具有好的表面粗糙度與光潔度,其尺寸公差和形位公差也能保證;同時對于數(shù)控機床來說,有一個重要的環(huán)節(jié),就是數(shù)值計算,我們要盡量避開復雜的數(shù)值計算,使程序簡化,縮短輔助時間,提高勞動效率。
圖1 工件
這種方法采用的是直銑頭,也就是機床的加長銑頭,其軸線與機床主軸軸線重合。為了能使刀具的軸線與孔或槽的中心線平行,只有一種方法,那就是做專用的工藝夾具(夾具為一30°斜塊),將此斜塊放于工件下面,使工件的上面處于水平,這樣再編程加工。
具體加工程序如下(對刀中心,X0、Y0位于工件槽的中心,Z0位于工件的上面,采用φ50的刀):
銑槽:
采用空間旋轉(zhuǎn),使工件按圖1中的位置裝夾,然后將斜面結(jié)構(gòu)虛擬的旋轉(zhuǎn)到一個與機床平行的平面上,使空間的斜面結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)化為平面結(jié)構(gòu),來進行加工。首先在機床結(jié)構(gòu)上我們選用萬能角度銑頭,將銑頭上裝刀具孔的中心線處于G19平面上,且與水平面呈30°,這就使刀具中心與工件槽或孔的中心線平行了;那么在程序上我們采用空間旋轉(zhuǎn)指令ROT/AROT,使機床自動計算各個點的旋轉(zhuǎn)位置與數(shù)值,我們在編程時可以不用過多的計算尺寸數(shù)值。ROT指令實際上就是變像的把機床坐標系給旋轉(zhuǎn)了,我們在使用時要分清旋轉(zhuǎn)方向。方向的區(qū)分原則為:選垂直于主軸軸線所在平面的那個坐標軸來判別,用右手螺旋定則來判定,即右手握住那個坐標軸,使大拇指指向所在軸的正方向,旋轉(zhuǎn)的方向由指根向指尖看,順時針為正,逆時針為負。ROT在使用時可以直接對G54~G59坐標系使用,AROT需要在ROT的基礎上才能使用。
其程序如下:
以上兩種程序在武重XK2130數(shù)控龍門鏜銑床上得到了實際應用。用普通方法加工,受限于機床配置影響時,也就是說沒有萬能銑頭時使用,這種方法要前期進行要對工裝進行加工,需要多個方向找正,若結(jié)合面出現(xiàn)其它情況時,斜面上孔槽的位置公差難以保證。
對于工件較大,不易頻繁的翻活,且工件的表面有很高的形位公差要求,盡量采用空間旋轉(zhuǎn)的方法進行了加工,這樣縮短了準備機床夾具時間,定位精度也比較高,充分挖掘和發(fā)揮了數(shù)控機床的功能與高效優(yōu)勢。
[1]胡建新.數(shù)控加工工藝與刀具夾具.北京:機械工業(yè)出版社,2010.
[2]胡育輝.SIEMENS系統(tǒng)數(shù)控銑床編程與維護.北京:電子工業(yè)出版社,2008.
[3]王亞輝等編.典型零件數(shù)控銑床/加工中心編程方法解析.北京:機械工業(yè)出版社,2011.