應(yīng)用成型刀銑削徑向放射槽的宏程序開(kāi)發(fā)

魯磊 趙忠剛

摘 要：本文分析了應(yīng)用數(shù)控銑床銑削徑向放射槽的常見(jiàn)缺陷及科學(xué)的避免方式，并以實(shí)例論述了在凱恩帝和發(fā)那科系統(tǒng)數(shù)控銑床上加工徑向放射槽的選刀及切削方式與通用宏程序的編輯過(guò)程。該方式使工件槽尺寸加工穩(wěn)定、編程快速。

關(guān)鍵詞：導(dǎo)向盤(pán);徑向放射槽;銑削;宏程序

0.引言

在機(jī)械加工領(lǐng)域，偶爾也會(huì)遇到銑削徑向放射槽的工件，目前許多道友多采用小直徑平底立銑刀及調(diào)用子程序的方式在數(shù)控銑床或加工中心上加工。由于導(dǎo)軌間隙的存在及“讓刀”現(xiàn)象，利用小直徑平底立銑刀銑削的槽的寬度會(huì)出現(xiàn)尺寸不一致的現(xiàn)象，經(jīng)常要對(duì)尺寸不合格的槽進(jìn)行返修;應(yīng)用調(diào)用子程序的方式也會(huì)編程也較為復(fù)雜繁瑣。筆者通過(guò)實(shí)踐探索，總結(jié)了一套較為優(yōu)質(zhì)高效的加工方法和通用宏程序模式?，F(xiàn)以加工圖1.導(dǎo)向盤(pán)為例進(jìn)行論述。

1.選刀及切削方式

機(jī)床間隙和加工過(guò)程中的“讓刀”現(xiàn)象是無(wú)法消除的，如果采用小直徑平底立銑刀對(duì)槽進(jìn)行循環(huán)加工，由于其在切削過(guò)程中多有X軸和Y軸聯(lián)動(dòng)的情況，且兩軸受力狀態(tài)在銑削不同方向的槽時(shí)均會(huì)發(fā)生不同的變化，由于其導(dǎo)軌間隙的存在使刀具運(yùn)動(dòng)量發(fā)生了小于程序編程量的現(xiàn)象，這就導(dǎo)致了每個(gè)槽加工狀態(tài)出了尺寸不穩(wěn)定的缺陷。為此，對(duì)于槽寬精度要求較高工件的采用成型刀銑削才是最佳選擇。

由于銑刀直徑的加工精度、銑刀及夾持系統(tǒng)的剛性、銑刀切削刃的對(duì)稱(chēng)度誤差及切削深度和每轉(zhuǎn)進(jìn)給量及被加工材料的硬度的不同，銑削后槽的寬度尺寸也是有一定誤差的。銑刀的直徑加工精度、銑刀及夾持系統(tǒng)的剛性、銑刀切削刃的對(duì)稱(chēng)度誤差及被加工材料的硬度是無(wú)法克服的，但切削深度和每轉(zhuǎn)進(jìn)給量是可以控制的。因此，銑削同一批次工件的槽時(shí)盡量采用相同的切削用量、以按層漸進(jìn)的銑削方式進(jìn)行加工，以使槽的加工尺寸相對(duì)穩(wěn)定，便于確定安裝件的寬度尺寸（安裝件配套自制時(shí)，該尺寸以槽的實(shí)際加工寬度為基礎(chǔ)進(jìn)行確定是較為科學(xué)的）。另外，盡量選擇偶數(shù)切削刃的銑刀，因奇數(shù)切削刃的銑刀在切削過(guò)程中讓刀較為嚴(yán)重，加工尺寸相對(duì)較不穩(wěn)定。

2.銑削徑向放射槽通用宏程序?qū)嵗?/p>

采用直徑40mm的平底合金立銑刀銑削圖1所示工件的十二槽時(shí)，工件坐標(biāo)系選擇G54，其原點(diǎn)為工件上平面的圓心，坐標(biāo)系如圖2所示。應(yīng)用凱恩帝系統(tǒng)的數(shù)控銑床加工，按照層層銑削的方式，編程如下：

O0001;

#2=2;（下刀初始值）

#3=8;（槽深度）

#4=2;（每次下刀遞增量）

G0 G90 G54 X0 Y0 Z100;

M03 S2000;（順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速2000轉(zhuǎn)/分鐘）

M08;（冷卻開(kāi)）

WHILE[#2LE#3]DO1;（當(dāng)#2小于等于#3時(shí)循環(huán)1繼續(xù)執(zhí)行）

#1=0;（初始槽的中心線(xiàn)與坐標(biāo)系X軸的正向夾角，初始角度賦值為0）

#5=12;（槽數(shù)）

#6=360-[360/#5];（最后被加工的槽的中心線(xiàn)的角度）

#7=450;（導(dǎo)向盤(pán)外圓直徑）

#8=230;（槽止端圓弧的圓心所在圓的直徑）

#9=[#7-#8]/2;（槽止端圓弧的圓心到工件外圓的距離）

#10=40;（平底立銑刀直徑）

#11=#7/2+#10/2+3;（銑削槽時(shí)的起點(diǎn)，下刀處）

#12=#8/2;（銑削槽時(shí)的終點(diǎn)，提刀處）

#13=200;（銑削時(shí)的直線(xiàn)運(yùn)行速度）

#14=360/#5;（槽間夾角）

WHILE[#1LE#6]DO2;（當(dāng)#1小于等于#6時(shí)循環(huán)2繼續(xù)執(zhí)行）

G68G90X0Y0R#1;（建立坐標(biāo)系旋轉(zhuǎn)指令）

G0Y0X#11;（刀具快速移動(dòng)到下刀處）

Z1;（快速下刀到距離工件上平面1mm處）

G01Z-#2F#13;（采用直線(xiàn)插補(bǔ)方式下刀）

X#12;（采用直線(xiàn)插補(bǔ)方式銑刀運(yùn)行到提刀處）

G0Z1;（采用快速方式提刀至工件上平面以上1mm處）

X#11;（刀具快速移動(dòng)到下刀處）

#1=#1+#14;（上述程式執(zhí)行一次角度遞增一次#14）

END2;（循環(huán)2結(jié)束）

#2=#2+#4;（上述程式執(zhí)行一次銑刀量遞增一次#4）

END1;（循環(huán)1結(jié)束）

G0G69Z200Y200;（快速移動(dòng)刀具遠(yuǎn)離工件并取消工件坐標(biāo)系旋轉(zhuǎn)）

M05M08;（停止主軸旋轉(zhuǎn)和關(guān)閉冷卻）

M30;（程序結(jié)束）

3.結(jié)尾語(yǔ)

該程序是應(yīng)用凱恩帝及發(fā)那科系統(tǒng)銑削徑向放射槽的通用宏程序，比許多教材上采取子程序銑削徑向放射槽的方式編程快速簡(jiǎn)便;該文中應(yīng)用偶數(shù)切削刃的成型刀按照層層遞進(jìn)的方式銑削徑向放射槽時(shí)，確保了各槽寬度尺寸加工的恒定性和統(tǒng)一性，便于選配安裝件的設(shè)計(jì)尺寸。

參考文獻(xiàn)：

[1]陳海舟. 數(shù)控銑削加工宏程序及應(yīng)用實(shí)例. 北京：機(jī)械應(yīng)用出版社，2008.

[2]沈春根，徐曉翔，劉義. 數(shù)控銑宏程序編程實(shí)例精講. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2017.