安麗萍

(云南省玉溪技師學(xué)院，云南玉溪653100)

圖1所示零件是云南省第四屆數(shù)控技能大賽數(shù)控車(chē)工教師組、職工組配合件的其中一件，要在該零件右端橢圓外表面上進(jìn)行螺旋槽的車(chē)削，具有一定的難度，該題突出考核了參賽者對(duì)于利用宏程序來(lái)編寫(xiě)加工程序的方法及螺旋槽加工時(shí)刀具的選用及對(duì)刀。以下作者重點(diǎn)分析了該工件加工的難點(diǎn)及工藝，對(duì)實(shí)際操作者數(shù)控技能的提高有一定的參考意義，其中重點(diǎn)介紹螺旋槽部分的車(chē)削，所以圖1 中的部分標(biāo)注略。

圖1 零件加工圖

該零件的材料為φ60 的45 鋼，要求加工中不允許使用工裝、夾套、芯軸;且各表面均為直接車(chē)削加工后的表面，不得用其他辦法拋光。

1 工藝分析

1.1 加工難點(diǎn)分析

此零件的加工包括普通的車(chē)削，如外輪廓、切槽、內(nèi)孔等;其中較難加工是橢圓面上的圓弧槽，不但在車(chē)削橢圓時(shí)用到了宏程序，而且車(chē)削螺旋槽時(shí)還用到了宏程序的嵌套等，在車(chē)削螺旋槽時(shí)并不是一次加工而成，需要多次進(jìn)行切削加工，加工過(guò)程中如果切削量過(guò)大，還會(huì)導(dǎo)致崩刃甚至損壞刀具，因此如何編制宏程序、如何確定切削用量顯得尤為重要。

1.2 加工工藝分析

(1)裝夾方案

采用一夾一頂方式裝夾，即使用自定心卡盤(pán)夾持零件φ53 外圓部分，確定零件伸出合適的長(zhǎng)度(考慮機(jī)床的限位)，并用活動(dòng)頂尖頂緊右端。

(2)確定加工工藝路線

①粗、精加工右端橢圓外輪廓至尺寸要求;②切退刀槽;③粗、精加工螺旋槽至尺寸要求。

(3)刀具選擇與切削參數(shù)

刀具選擇及切削參數(shù)見(jiàn)表1。

表1 刀具及切削參數(shù)

2 車(chē)削程序

編程以FANUC 系統(tǒng)為例，利用G73 復(fù)合固定循環(huán)編程指令加工橢圓，采用G32 螺紋車(chē)削指令加工螺旋槽。

橢圓車(chē)削程序如下

O0001

G99 G40//程序初始化;

T0101//換1 號(hào)外圓車(chē)刀，選擇1 號(hào)刀補(bǔ);

M03 S600;//設(shè)置粗車(chē)轉(zhuǎn)速:主軸以600 r/min正轉(zhuǎn);

G00 Z2;//刀具快速移動(dòng)到復(fù)合固定循環(huán)加工Z向起點(diǎn);

X61 //刀具快速移動(dòng)到復(fù)合固定循環(huán)加工X 向起點(diǎn);

G73 U5.5 W0 R6 //粗車(chē)復(fù)合固定循環(huán)，走刀次數(shù)為6;

G73 P100 Q500 U1.5 W0 F0.15;//指定循環(huán)所屬的首末程序段，設(shè)置精車(chē)余量和粗車(chē)進(jìn)給速度;

N100 G00 G42 X49.52 F0.1;//精加工輪廓的起始點(diǎn)，精車(chē)進(jìn)給量;

G01 Z0;//G01 靠端面;

#1 =6;//定義變量#1 為Z 坐標(biāo)，并賦初值;

N200 #2 =SQRT［36* 36－#1* #1］* 17/36;//定義變量#2 為X 坐標(biāo)，并根據(jù)橢圓方程計(jì)算出X 值;

#4 =#2* 2;//X 坐標(biāo)應(yīng)是直徑值;

G01 X［16 + #4］Z［#1－ 6］;//調(diào)整坐標(biāo)，用G01 直線插補(bǔ)擬合橢圓;

#1 =#1－0.1;//設(shè)置Z 向步進(jìn)量;

IF［#1 GE－30］GOTO 200;//當(dāng)Z≥－30 時(shí)，跳轉(zhuǎn)至N200 執(zhí)行循環(huán);

N500 G01 G40 X55;//精加工程序結(jié)束nf;

G00 X200;//返回X 向換刀點(diǎn);

Z10;//返回Z 向換刀點(diǎn);

M05;//主軸停止;

M00;//程序停止;

M03 S800;//設(shè)置精車(chē)轉(zhuǎn)速800 r/min;

T0202;//換2 號(hào)精車(chē)刀，選擇2 號(hào)刀補(bǔ);

G00 Z2;//刀具移動(dòng)到復(fù)合固定循環(huán)Z 向起點(diǎn);

X61;//刀具移動(dòng)到復(fù)合固定循環(huán)X 向起點(diǎn);

G70 P100 Q500;//精車(chē)循環(huán);

G00 X100;//退刀;

M30;//程序結(jié)束;

切退刀槽程序(略)

螺旋槽車(chē)削程序如下:

O0002

G99 G40//程序初始化;

T0404//換4 號(hào)圓弧切槽刀，選擇4 號(hào)刀補(bǔ);

M03 S200;//粗車(chē)轉(zhuǎn)速:主軸以200 r/min 正轉(zhuǎn);

G00 Z6;//刀具快速移動(dòng)到Z 向起刀點(diǎn);

X55 //刀具快速移動(dòng)到X 向起刀點(diǎn);

#10 =0.1;//定義變量#10 為X 坐標(biāo)，并賦初值;

N10 #11 =15.5;//定義變量#11 為Z 坐標(biāo)，并賦初值

N20 #12 = SQRT［36* 36－ #11* #11］* 17/36;//定義變量#12 為X 坐標(biāo)，并根據(jù)橢圓方程計(jì)算出X 值;

#14 =#12* 2;//X 坐標(biāo)應(yīng)是直徑值;

G32 X［16 + #14－ 2* #10 + 0.5］Z［#11－ 6］F6;//調(diào)整坐標(biāo)，用G32 螺紋切削指令加工導(dǎo)程為6的螺旋槽;

#11 =#11－6;//設(shè)置Z 向步進(jìn)量;

IF［#11 GE－32］GOTO 20;//當(dāng)Z≥－32 時(shí)，跳轉(zhuǎn)至N20 執(zhí)行循環(huán);

G00 X55;//快速退刀至X55;

Z6;//返回Z 向起刀點(diǎn);

#10 =#10 +0.05//設(shè)置X 向步進(jìn)量;

IF［#10 LE 1.75］GOTO 10;//當(dāng)X≤1.75 時(shí)，跳轉(zhuǎn)至N10 執(zhí)行循環(huán);

G00 X100;//退刀;

M30;//程序結(jié)束;

3 車(chē)削中應(yīng)注意的問(wèn)題

(1)R4 圓弧切槽刀的對(duì)刀要以刀尖圓弧中心點(diǎn)O 為對(duì)刀點(diǎn)進(jìn)行對(duì)刀，如圖2所示。

(2)為了保證精度，橢圓車(chē)削過(guò)程中應(yīng)采用刀尖圓弧半徑補(bǔ)償進(jìn)行編程和加工。

(3)螺旋槽車(chē)削時(shí)步進(jìn)量不能太大，否則容易崩刃，車(chē)削過(guò)程中注意觀察，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題立即停車(chē)檢查。

零件加工后的照片見(jiàn)圖3。

圖2 圓弧切槽刀(局部)對(duì)刀點(diǎn)

圖3 加工后零件的照片

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