普通数控车床加工大导程封闭油线

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图1 零件图

图2 展开示意图

加工图1所示零件(材料：2OCrMnTi，正火，170～200HB )，由于它具有150mm的大导程，且为封闭的环8字形状。我们在数控车床上采用了锥螺纹切削法，顺利地完成了该零件的加工。 ( ?3 Y. ?# ]" }- m% ^

1 工艺方案与切削原理

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该油线由图2展开图所示两条相位差180°的封闭曲线组成。如在普通车床土采用靠模成改制尾座加工，很难一次完成，只能车出一条曲线后将工件旋转180°再重新装夹车削。而采用挂轮将手摇分度头与铣床的进给机构联动后，铣削该零件也同样存在着相位问题。同时，为了得到较为理想的曲线形状，要求采用的铣刀其直径越小越好。由此必然导致铣刀刀杆细长，刚性较差，降低切削效率。 8 P1 J! y ?/ T

而数控车床运用特殊的工艺方法就可以弥补普通车铣床的缺陷。首先，数控车床车削螺纹时由主轴位置编码器发出一个一转信号，数控系统在接收到这个信号后，螺纹刀具马上开始起动，切削螺纹，调整刀具起始点间的相对距离可通过调整相位来达到，即： 8 R. y7 K- _5 I

S=NL/360
式中：S——螺纹刀具起始点的相对距离，mm

N——曲线相位差，度 9 Z" n% [& M% b5 z5 v9 T

L——螺纹导程，mm

对于图1零件，S=180×150/360=75mm ，即第一条曲线加工完毕后，移动刀具至距原起点75mm处，车削第二条曲线，两者合成符合图纸要求的封闭8字形油线。其次，为了保证零件的美观，进刀退刀轨迹与曲线轮廓必须完全吻合。我们运用锥螺纹切削工艺方法，在曲线轮廓成形加工的每一个循环中增加一次切削深度，达到图纸要求后，再用锥螺纹指令退刀，效果理想。 : r( X! G* F8 I3 h l0 j) M) O7 x$ d

2 程序编制

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根据图纸给定的零件轮廓几何要素，得到如下成形程序： # ~; z" r- O; `/ ?* C5 r" h( [8 o Z/ F% {& n; X* u5 p1 e) N, z }; i1 M" z6 _8 |. s& a* Z) A6 T) A" n5 w- ]" l# h7 m7 c: S' K7 \6 N3 a/ b9 H6 ^* r0 q- O. e1 J' y* l' D Q( {: c _; F: z |/ K' ^8 i/ k/ ?1 K8 I) h- b" |3 |4 F! e1 a* u2 h) Z9 A w: t! Q' ]8 X w3 G5 B& ?: |% _/ _/ e( P/ t( H% d S" n7 o( d. j. f0 b9 O/ n" ]% h! | {( S' M0 W1 z! j$ P# B1 m2 Q9 l$ X) C0 `+ b5 u4 n* J% r- N, D2 K0 E r' H7 s# }; o5 K4 [: `3 c( ?* R! u- H5 U/ i# b( K F. M3 ]- Y1 j4 m% y0 ^; S6 R( M/ A; r* z6 ]0 D; Z' J" g# {9 H: W" K: G: ?) A' E* L6 t- f9 a/ A0 A z: o% E0 ]+ G: y5 z: |# k$ n6 K, i' A; |" O! a8 J K! H9 _9 S0 a, [9 a m3 N" p) i# S- S/ }' P- d& ~8 f. F. i+ h% p; X2 \3 M5 q* l/ n5 L* h3 J: z4 E9 m6 S: s9 A# {3 L! W$ S9 w" w' `/ k3 e% f1 J, Y# z2 N/ T$ }4 _* |) Q7 R, y" O9 u( k: K! v% _9 |5 Q; b9 W0 _" b4 w8 E: Q y, X2 Z1 S4 O/ O+ _, a8 V7 f3 I O0 a! p9 n% D- v- |$ h- P5 y/ `# Z& V$ [' n: K. c0 M3 ` I6 M4 u& I, ?* Q. x3 o5 ]4 \6 }# ~0 k8 K6 l" U' p. ]& Q: Y, J! q4 S3 d, }5 U: q1 _( H7 l' S: d" R6 b* b: U* |0 n- S$ _, l2 P W9 b, C! u" A0 p1 v) f) q$ C6 W8 F' h. y/ F: f5 O% C/ N3 ^" e1 z8 T8 c3 F. r0 [( J; P8 a& S, b0 W( @5 [% Z" g$ V r- q; p' c2 c) d0 [* y, J1 m) R3 V; e

	主程序	O0001;
G50	X200.0 Z150.0;	确定加工起点和坐标原点(坐标原点设在零件圆心与前端面的交点处)
G0	X59.0 Z5.0;	走斜线快速靠近零件
	Z -7.5;	刀具到达油线起点A
M98	P0002 L8;	调用子程序8次，车第一条油线
	W -75.0;	修整切削深度
	W10.0 U -4.0;	用锥螺纹加工方式退刀以
G0	Z -82.5;	刀具快速到达第二条曲线加工起点处
M98	P0003 L8;	调用子程序8次，车削第二条曲线
	W75.0;	修整切削深度
	W -10.0 U -4.0;	用锥螺纹方式退刀
G0	Z5.0;	退出零件内腔
	X200.0 Z150.0;	走斜线快速回到加工起点
M30;		主程序结束
	子程序	O0002;
G32	W-75.0 U0.5 F150.0;	车削曲线右旋部分并直径方向进刀0.5mm
	W75.0;	车削曲线左旋部分
M99;		子程序结束
	子程序
G32	W75.0 U0.5 F150.0;	车削曲线右旋部分并直径方向进刀0.5mm
	W75.0;	车削曲线右旋部分
M99;		子程序结束

上述所编程序系零件的轮廓成形程序，若用于正式加工，还需编入主轴的转速、刀具编号及换刀等指令，并配合冷却液指令。要注意的是，主轴的转速设定既要满足切削扭矩的需要，也要符合具体数控车床中最大进给速度的限制。

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