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        子程序在軸類零件加工中的應用

        2018-11-28 08:41:00黃勇超鄧發(fā)云
        機械管理開發(fā) 2018年11期
        關鍵詞:刀量軸類粗加工

        黃勇超, 鄧發(fā)云

        (廣州南洋理工職業(yè)學院信息工程學院, 廣東 廣州 510900)

        引言

        在FANUX數(shù)控系統(tǒng)中,軸類零件常用復合循環(huán)指令G71、G73和G70分層粗、精加工,其優(yōu)點是在設定參數(shù)后,一個程序就可完成加工,不需要子程序;缺點是復合循環(huán)指令G71、G73指令長,難以記憶。

        主程序通常多次調(diào)用子程序加工相同的結構[1]。如圖1所示的兩個環(huán)形槽結構,環(huán)形槽采用基本指令的子程序編程,主程序調(diào)用子程序2次,程序結構清晰。

        圖1 兩個環(huán)形槽結構

        1 軸類零件的子程序編程原理方法

        軸類零件一般采用棒料毛坯,通過多次調(diào)用子程序完成從粗加工到精加工的分層加工[2-4]。以圖2所示的成形面分層加工一例說明子程序編寫原理。

        圖2 成形面分層加工

        圖2中,刀具加工過程從右到左,通過平移零件的單邊外輪廓得到每次的切削路徑,然后退刀返回循環(huán)起點,完成一次閉循環(huán),如圖中的A1—B1—C1—D1—A1。其后,在循環(huán)起點,刀具在x向再反向移動一個背吃刀量進行下一次仿形閉循環(huán),如圖中A2—B2—C2—D2—A2。最后的仿形閉循環(huán)就是精加工,與圖紙的零件外輪廓重合。

        1.1 粗加工次數(shù)及首次加工起點坐標

        圖2中,已知棒料直徑D,零件最小直徑d有最大切削量,精加工余量Δu,粗加工背吃刀量ap,粗加工切削次數(shù)N。令:

        若(1)式整除,則粗加工切削次數(shù) N=n;若(1)式不整除,則N=n+1。

        建立x-z平面的編程坐標系,起點X坐標x1:

        起點Z坐標z1一般取0<z1<10 mm,刀具在z向上懸空。

        1.2 先后兩次循環(huán)的起點進刀量

        圖2中,零件通過終點相對于起點的x向增量實現(xiàn)仿形切削,x向采用相對坐標u的直徑編程。設本次循環(huán)的起點xk,則下一次循環(huán)的起點xk+1,有下面的關系:

        式中:k<=N-1。

        由(3)式知每次循環(huán)起點的進刀量uk:

        1.3 同一循環(huán)x向的退刀量U

        圖2中,每次仿形切削結束后,要返回它的循環(huán)起點。z向返回用絕對坐標zk表示:

        x向返回采用退刀量U抵消仿形切削的n次增量變化,可用下式計算:

        例如,下頁圖3中x向的退刀量U的計算:

        圖3 x軸方向返回循環(huán)起點

        2 應用舉例

        下面實例說明軸類零件的子程序編程。編程的零件如圖4所示。

        已知棒料Φ55 mm,外圓用1號車刀加工,粗、精加工主軸轉速分別為800 r/min和1 200 r/min;進給速度分別為120 mm/min和100 mm/min。粗加工背吃刀量2.5 mm,精加工余量為0.5 mm。

        分析及編程如下:

        1)確定粗加工次數(shù):最大切削余量為55-18=37mm,粗加工次數(shù)為

        2)確定加工的起點 x坐標:x=d+Δu+N×2ap=18+0.5+8×2×2.5=58.5 mm。

        3)編寫加工程序:

        00001

        N2G98G21G97;

        N4T0101M03S800M08;

        N6 G00 X58.5 Z5.F120 G42;//輸入粗加工起點坐標及其他參數(shù)

        N8 M98 P80002;//調(diào)用子程序8次

        N10 G01 U4.5 S1200 F100;//刀具 X向后移 4.5 mm,以便完成0.5 mm的精加工

        N12 M98 P0002;//調(diào)用子程序1次

        N14 G00 X80.Z100.G40;

        N16M09;

        N18M05;

        N20M30;00002

        N2G01U-5.;//刀具X向進5mm,開始一個新的閉循環(huán)

        N4Z0.;

        N6 U2.Z-1.;

        N8 Z-20.;

        N10 U10.Z-55.;

        N12U6.;

        N14 Z-60.;

        N16 G02 U10.Z-65.R5.;

        N18G01U4.W-2.;

        N20 Z-80.;

        N22U4.;

        N24 G00 Z5.;//Z向回循環(huán)起點

        N26 U-36.;//X向回循環(huán)起點

        U=-(2+10+6+10+4+4)=-36

        N28 M99; //返回主程序

        3 結論

        調(diào)用子程序的軸類零件編程,主程序根據(jù)零件某截面的最大切削量、精加工余量和背吃刀量確定粗加工次數(shù)及起點;子程序中,X向采用相對坐標編程,且回循環(huán)起點按每段加工產(chǎn)生的增量和計算退刀量U。

        子程序編程在理論上適用于任何軸類零件,加工質(zhì)量和復合循環(huán)G71、G73指令是相同的。

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