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

8 h6 u5 Y7 x/ A

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。 2 x& c3 N- N9 q; u8 s; f

1 工艺方案与切削原理

1 c! t d8 u; F

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。 : ]% V4 f, \5 x! t% |- O

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： ! ]3 V* M9 y& H3 f* i+ G* _

S=NL/360
式中：S——螺纹刀具起始点的相对距离，mm & p, B7 d. ~% u) [: C# V4 |' w

N——曲线相位差，度

L——螺纹导程，mm : d0 F, ?+ U% ~+ r8 V' 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。 ( W; u3 r: s% h+ p9 d3 R

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： / c' G2 p% O9 D, s5 ^5 d7 b. s5 w3 X& P: J" [6 y& g G) k3 k0 r% w I1 |3 O3 u( \, ~* k; c! ^; H. ?/ F: v: u8 o+ w W2 k" X- |# l& r! \, l0 F9 x2 g% {1 ~2 Q0 u r% R* G. B# f, I4 D3 q1 C k" l$ f1 z6 i! B7 B6 Y3 x5 o; \* r: T0 {) h# K }- V' [+ c* z9 d9 P. T+ \& t( Z: w5 }8 ~) ]6 Q1 C2 z( `% j. m! i2 J, s/ d6 f6 ?. p+ P/ [1 R# {! i4 `$ c! x$ q4 N5 I8 |2 E K% i# A: [; v% L& V+ T- S/ }' j E& A7 b& [6 n4 P4 `5 c# ~" Y$ Q o5 Z- G6 {, Z* H( |/ X0 s( M* d1 L' [8 b8 Y0 o" m" H) ]1 p8 f4 R8 `9 o+ l j+ s7 N/ s: |+ |$ i! ^6 H8 n7 [0 v" l, G- _# c$ O! p, {' a0 x$ h. X5 i; j9 D# y0 Y7 \7 K9 V8 e8 O( Z0 f) B, l) p( F9 N' [+ Y1 k/ x# a6 L' U1 t J' Y) ^% N0 {5 b6 L& T: t3 j! [% t# Z4 `6 v$ M, S5 `' d3 {4 A2 E" o( u6 ] x. j* @- L% G$ |2 x& @2 }" M# ~3 [& K7 {1 u8 h5 c3 z# T+ U/ {) {0 T) L1 a" O, p+ x) L" |" ^* l3 }% }8 \$ a Q6 p* h$ E+ R2 f, e( i1 l1 W) m# F6 f" T1 D ?1 f8 |5 @ u1 A, k/ y6 w4 |' m( l' O/ F3 K. T- S+ p b4 p0 L) t: |2 O" o% W) l `' A

	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。