普通数控车床加工大导程封闭油线

时间：2010-12-20

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图1 零件图
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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：
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
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。
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;
G50X200.0 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)
G0X59.0 Z5.0;走斜线快速靠近零件
Z -7.5;刀具到达油线起点A
M98P0002 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
G0Z -82.5;刀具快速到达第二条曲线加工起点处
M98P0003 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
G0Z5.0;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;
G32W-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
G32W75.0 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。