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
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。
1 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：
* U7 N" f) n" Y3 y# L  m' yS=NL/360
式中：S——螺纹刀具起始点的相对距离，mm
: w- B0 _1 F3 p1 L4 h- D: {N——曲线相位差，度
L——螺纹导程，mm
$ G( G; g. ^7 }" F1 I9 z% 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：
主程序
O0001;
5 n" _/ M! {8 xG50
+ h" `' y% O' YX200.0 Z150.0;
4 q) _8 {1 @! F6 a$ G3 D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)
4 L9 @/ k# e2 @4 K. |  x! r! s+ \G0
X59.0 Z5.0;
8 G; H# X1 H( p/ o* ?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;
' p$ l8 Z) M( K, t3 F, q( e修整切削深度
5 \2 w0 m! C: nW10.0 U -4.0;
用锥螺纹加工方式退刀以
6 a/ h) P( [% y) hG0
Z -82.5;
刀具快速到达第二条曲线加工起点处
% n5 Z8 \! q+ l" `" Y0 a4 nM98
! _" y: `- R) e0 NP0003 L8;
9 X2 Z+ I2 D7 Z# c! T调用子程序8次，车削第二条曲线
) [8 K( X6 C: f  G3 F! b2 H( sW75.0;
修整切削深度
7 A+ G& Q# u  r3 P7 y' `W -10.0 U -4.0;
用锥螺纹方式退刀
) W" ]1 i1 B( N: \G0
Z5.0;
退出零件内腔
X200.0 Z150.0;
; U& r6 P: s4 S4 }走斜线快速回到加工起点
M30;
主程序结束
) l  q" V, J% ?0 a3 Z* \% W( E子程序
3 U1 {0 Q9 ^" T8 `/ w0 l: YO0002;
1 Q# R- r1 Y! G2 \1 F) ]3 ^! w' ~G32
; f$ c$ A. g$ H4 z0 p+ R5 W# c& ]W-75.0 U0.5 F150.0;
' h8 h+ Z) h  x7 |车削曲线右旋部分并直径方向进刀0.5mm
! n. ?0 ^+ j# u5 |+ cW75.0;
6 k9 n  {# ^  k3 y% N1 ]车削曲线左旋部分
  ^* v  g$ w0 F; lM99;
子程序结束
+ V6 o3 k% \* I0 |子程序
G32
; P2 P. v: t9 L) _5 ^: ]W75.0 U0.5 F150.0;
( @7 W& A. k3 B. H+ y2 S6 I! j车削曲线右旋部分并直径方向进刀0.5mm
W75.0;
  o. Z2 i- s" v; f" Q2 H* Y车削曲线右旋部分
M99;
! [8 d: a2 C; H/ d0 e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