普通数控车床加工大导程封闭油线

PXNC

图1 零件图

图2 展开示意图
( a( e- s8 O% x$ p) c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。
- o3 `) @- x6 _5 e8 f" c4 [5 s% K1 工艺方案与切削原理
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。
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：
  ?) Q. i9 H6 n( `9 _  x" C9 p( nS=NL/360
: n$ I$ n8 L6 Q& M式中：S——螺纹刀具起始点的相对距离，mm
9 j) F: U( W" CN——曲线相位差，度
L——螺纹导程，mm
3 m/ P& @. u" Z/ v6 j& ?  r- r5 I0 Z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。
2 程序编制
根据图纸给定的零件轮廓几何要素，得到如下成形程序：
2 i# c# O5 Z) t5 B/ w7 v6 g/ v主程序
3 m' j. K  Y  P8 y8 w2 I# fO0001;
) T& V" H: h$ @4 e* V7 j+ B' r; VG50
) N) q& a# H' K% q9 [X200.0 Z150.0;
* ~+ v$ K2 {4 d% }8 A2 s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)
, |/ ]3 @. b# d1 }# a: xG0
" L" [  n  r) `( Z& TX59.0 Z5.0;
走斜线快速靠近零件
1 {7 U3 n$ r3 _1 m* h" ~Z -7.5;
8 v: L/ q  s; r# ?9 |刀具到达油线起点A
M98
8 R3 y$ u' u; |& t0 `8 QP0002 L8;
调用子程序8次，车第一条油线
# E/ E8 l& E" DW -75.0;
修整切削深度
! D& D/ t7 R, Z5 Z/ m1 ?4 `" PW10.0 U -4.0;
) z4 x- v. D" ]8 J1 v  t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
. S6 E6 E4 C( U+ JP0003 L8;
+ d  z2 z( @: ?3 n调用子程序8次，车削第二条曲线
W75.0;
修整切削深度
. O; V6 \" S. i5 wW -10.0 U -4.0;
1 E* W& K+ O9 t1 _用锥螺纹方式退刀
( d8 s* i* J) [2 d, U( \+ B) T0 r1 \/ wG0
Z5.0;
退出零件内腔
X200.0 Z150.0;
! y$ B" A8 ^* p" G# u4 H( m, w1 o走斜线快速回到加工起点
M30;
主程序结束
子程序
O0002;
$ m  ?5 N5 u! U: ]# U* jG32
) l/ B9 b* j( XW-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
: m5 _7 z+ @/ r4 ]7 z+ {M99;
; }  f5 d; L. t: U: I9 o2 \子程序结束
6 ~0 g7 v; [- B$ r" f子程序
G32
3 \4 J1 S# H7 M% g1 bW75.0 U0.5 F150.0;
车削曲线右旋部分并直径方向进刀0.5mm
W75.0;
' e8 ~* o- M/ E2 E# Y$ z车削曲线右旋部分
: O: v- P1 e6 pM99;
2 c( I0 Z1 z5 S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。
文章关键词： 数控车床