梁新平

(西安鐵路職業(yè)技術(shù)學院，陜西西安710014)

1 SINUMERIK 802DT數(shù)控系統(tǒng)車削循環(huán)概述

1.1 車削循環(huán)的作用

對于加工余量較大的表面，需多次進刀加工。為減少程序段的數(shù)量，縮短編程時間，減少程序所占的內(nèi)存，可采用循環(huán)編程。

1.2 車削循環(huán)的特點

車削循環(huán)主要用于切削余量比較大的場合。車削循環(huán)不但可以使程序段的長度減少，縮減程序所占的內(nèi)存，而且把原來需要人工設(shè)計和計算的走刀路線由數(shù)控機床自動完成。它通過指定切削參數(shù)、輪廓形狀和始終點坐標，由系統(tǒng)自動計算加工路徑、自動完成切削過程，可使編程大大簡化，是重要的編程方法。車削循環(huán)大幅提高了編程效率和質(zhì)量。不同的數(shù)控系統(tǒng)循環(huán)差異比較大。文中介紹SINUMERIK 802DT的常用車削循環(huán)。

1.3 車削循環(huán)類型

循環(huán)指令分為固定循環(huán)和復(fù)合循環(huán)。固定循環(huán)是數(shù)控系統(tǒng)生產(chǎn)廠家將數(shù)控機床常見的加工動作，按規(guī)定的動作順序，以子程序形式設(shè)計的指令集合，這些子程序可以通過一個G代碼指令直接調(diào)用;復(fù)合循環(huán)是編程人員指定精加工路線或形狀參數(shù)以及切削參數(shù)，系統(tǒng)自動計算出粗加工路線和加工次數(shù)，自動完成粗、精加工。目前，復(fù)合功能已成為衡量數(shù)控系統(tǒng)性能強弱的一項重要指標。SINUMERIK 802DT的主要車削循環(huán)都是復(fù)合循環(huán)，其中常用的是切槽循環(huán)CYCLE93、毛坯切削循環(huán)CYCLE95 和螺紋切削循環(huán)CYCLE97，下面針對這3個循環(huán)的編程技巧進行介紹。

2 車削循環(huán)應(yīng)用技巧

2.1 切槽循環(huán)CYCLE93

2.1.1 編程格式

CYCLE93 (SPD，DPL，WIDG，DIAG，STAG1，ANG1，ANG2，RCO1，RCO2，RCI1，RCI2，F(xiàn)AL1，F(xiàn)AL2，IDEP，DIB，VARI)

2.1.2 功能

切槽循環(huán)可以用于縱向和表面加工時對任何垂直輪廓單元進行對稱和不對稱的切槽?？梢赃M行外部和內(nèi)部的切槽。

2.1.3 參數(shù)說明

各參數(shù)意義如圖1所示。SPD為橫向軸的起點;SPL為縱向軸的起點;WIDG為凹槽槽寬;DIAG為凹槽槽深;STA1為輪廓與縱軸的夾角;ANG1為側(cè)面角1，在凹槽的起始點;ANG2為側(cè)面角2，在凹槽的終點;RCO1為倒角1，凹槽邊的外部起點;RCO2為倒角2，凹槽底部的外部起點;RCI1為倒角1，凹槽根部的外部起點;RCI2為倒角2，凹槽根部的內(nèi)部起點;FAL1為凹槽底部的精加工余量;FAL2為材料的精加工余量;IDEP為進給深度;VARI為加工類型。

圖1 切槽循環(huán)各參數(shù)含義

2.1.4 應(yīng)用技巧

參數(shù)中沒有定義切斷刀寬度。切槽循環(huán)中切斷刀刀寬需按如下方式定義:調(diào)用切槽循環(huán)之前，必須使能一個雙刀沿刀具，兩個切削沿偏移值必須以兩個連續(xù)刀沿保存，而且在首次循環(huán)調(diào)用之前必須激活第一個刀具號(切斷刀的左右刀尖刀補參數(shù)必須存在兩個連續(xù)的刀補號中，例如D1 和D2，切斷刀寬度通過這種方式通知數(shù)控系統(tǒng))，否則系統(tǒng)會顯示刀具參數(shù)定義不完整。切槽循環(huán)可以加工內(nèi)、外槽;可以加工對稱和不對稱槽;槽的兩邊可以是斜面，槽底和槽頂可以有倒角。

2.2 毛坯切削循環(huán)CYCLE95

2.2.1 編程格式

CYCLE95 (NPP，MID，F(xiàn)ALZ，F(xiàn)ALX，F(xiàn)AL，F(xiàn)F1，F(xiàn)F2，F(xiàn)F3，VARI，DT，DAM，_ VRT)

2.2.2 功能

使用毛坯切削循環(huán)，可以進行輪廓切削。該輪廓已編程在子程序中。輪廓可以包括凹凸切削。使用縱向和表面加工可以進行外部和內(nèi)部輪廓的加工。工藝可以隨意選擇(粗加工、精加工、綜合加工)。粗加工輪廓時，按最大的編程進給深度進行切削，且到達輪廓的交點后清除平行于輪廓的毛刺，進行粗加工直到編程的精加工余量。

2.2.3 參數(shù)說明

NPP為輪廓子程序名;MID為進給深度(無符號輸入);FALZ為縱向軸的精加工余量(無符號輸入);FALX為橫向軸的精加工余量(無符號輸入);FAL為輪廓的精加工余量;FF1為非切槽加工的進給率;FF2為切槽時的進給率;FF3為精加工的進給率;VARI為加工類型，范圍值:1，…，12;DT為粗加工時用于斷屑時的停頓時間;DAM為粗加工因斷屑而中斷時所經(jīng)過的長度;_ VRT:粗加工時從輪廓的退回行程，增量(無符號輸入)。

2.2.4 應(yīng)用技巧

毛坯切削循環(huán)可以加工帶凹槽的輪廓;可以加工內(nèi)、外輪廓;可以完成粗加工、精加工和粗精加工;可以完成縱向、橫向切削;子程序名必須帶雙引號;精加工輪廓子程序不能封閉，即子程序只到加工結(jié)束，不能退刀，否則出錯。

2.3 螺紋加工循環(huán)CYCLE97

2.3.1 編程格式

CYCLE97 (PIT，MPIT，SPL，F(xiàn)PL，DM1，DM2，APP，ROP，TDEP，F(xiàn)AL，IANG，NSP，NRC，NID，VARI，NUMT)

2.3.2 功能

使用螺紋切削循環(huán)可以獲得在縱向和表面加工中具有恒螺距的圓形和錐形的內(nèi)外螺紋。螺紋可以是單頭螺紋和多頭螺紋。加工多頭螺紋時，依次加工每個螺紋。自動執(zhí)行進給時，可在每次恒進給量切削或恒切削截面積進給中選擇。右手或左手螺紋是由主軸的旋轉(zhuǎn)方向決定的，該方向必須在循環(huán)執(zhí)行前設(shè)置好。車螺紋時，進給率和主軸轉(zhuǎn)速調(diào)整都不起作用。

2.3.3 參數(shù)說明

圖2 螺紋切削循環(huán)各參數(shù)含義

各參數(shù)含義如圖2所示。PIT為螺紋的導程;MPIT為螺紋的公稱尺寸;SPL為縱向起始點;FPL為縱向終點;DM1為螺紋起始點直徑;DM2為終點的螺紋直徑;APP為空刀導入量;ROP為空刀退出量;TDEP為螺紋深度;FAL為精加工余量;NRC為粗加工次數(shù);NID為停頓次數(shù);IANG為切入角度;NSP為第一螺紋起始點偏移;NUMT為螺紋頭數(shù);VARI為加工類型。

2.3.4 編程技巧

可以加工圓柱螺紋和端面螺紋;可以加工圓柱螺紋和錐螺紋;使用螺紋切削循環(huán)可以方便加工單頭、多頭(對稱和不對稱)螺紋;多頭螺紋只要設(shè)置好第一條螺紋起始點偏移，其他螺紋系統(tǒng)自動進行偏移;可以加工左右旋螺紋。

3 應(yīng)用實例

在數(shù)控車床上加工如圖3所示的軸類零件，毛坯為φ80 mm的棒料，需編寫其粗、精車外圓、切槽、車螺紋、切斷程序。坐標系、對刀點及所用的刀具，如圖3所示。

圖3 加工零件圖

3.1 加工工藝設(shè)計

(1)加工工藝過程:粗精車外輪廓→切4×4 退刀槽→車M40×3的螺紋→切斷。

(2)加工所用的刀具:T01為外圓車刀;T02為切槽刀，刃寬為3 mm (必須手動設(shè)置兩個連續(xù)的刀沿D1 和D2，D2 比D1 在位置補償中z 向大3 mm，用于向系統(tǒng)提供刀寬數(shù)據(jù));T03為螺紋車刀。

(3)編程原點取在工件右端面中心，如圖3所示。

(4)夾具:三爪卡盤，以工件的左端面和外圓柱定位。

(5)選擇切削參數(shù):①粗車外輪廓:主軸轉(zhuǎn)速S=800 r/min，進給速度F=0.3 mm/r，切削深度Δd=2 mm，循環(huán)起點A (80，5)，精車余量Δu=0.5 mm，Δw=0.2 mm;②精車外輪廓圓:切削速度v=100 m/min (恒線速)，進給速度F=0.05 mm/r;③切槽:主軸轉(zhuǎn)速S=300 r/min，進給速度F=0.1 mm/r，起點B (55，－50);④車螺紋:主軸轉(zhuǎn)速S=300 r/min;螺距P=3 mm，牙型高度h=1.949 mm，分7次切削，循環(huán)起點C (45，5);⑤切斷:主軸轉(zhuǎn)速S=300 r/min，進給速度F=0.05 mm/r，起點D (85，－224)。

3.2 編寫程序

主程序:

子程序:L10. SPF//毛坯切削循環(huán)子程序

4 結(jié)論

車削零件的毛坯大多數(shù)為圓柱棒料或鑄件、鍛件毛坯，余量較大，如果使用常用指令編寫粗、精加工程序，會使程序特別長，而且易出錯。西門子802DT數(shù)控系統(tǒng)提供了功能強大、使用方便的車削循環(huán)，可以大大縮短程序，提高編程效率，對于手工編程，掌握循環(huán)指令是非常重要的。利用802DT數(shù)控系統(tǒng)循環(huán)指令編程時，一定要查編程手冊確定各參數(shù)的含義及書寫順序，否則極易出錯。

【1】胡如祥.數(shù)控加工編程與操作[M].大連:大連理工大學出版社，2008.

【2】陳天祥.數(shù)控加工技術(shù)及編程實訓[M].北京:清華大學出版社，2005.

【3】張麗華，馬利克.數(shù)控編程與加工技術(shù)[M].大連:大連理工大學出版社，2006.

【4】西門子自動化部.SINUMERIK 802D 編程手冊[M]，2004.