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螺紋加工機床

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Mastercam X6數控車削異形麵上螺紋加工(gōng)
2018-1-3  來源: 大連職業技術(shù)學院   作者:王銘曜




       摘 要:在異(yì)形麵上螺紋加工屬於特殊的(de)螺紋加工,不能直(zhí)接使用現有的數控指令對其加工(gōng),直接使用如M astercam 軟件進行自編也不能進(jìn)行加工。隻能使用宏程序,但是宏程序編寫時複雜,對編寫人(rén)員要求較高;針(zhēn)對這些問題通過對M astercam X 6自動生成的程序(xù)進行修改,解決數控車(chē)削異形麵上的螺紋加工。

       關鍵詞:數(shù)控車床;M astercam X 6;螺紋加工


       0 引 言

       在日常加工中使用(yòng)數控(kòng)車床加工直螺紋(wén)和錐螺紋比較多,可以直接采用螺紋切削循環G92指令和(hé)複合(hé)螺紋切削循環G76指令編寫程序加工。但是在(zài)越來越多的(de)數控車職業技能大賽中(zhōng)出現了在(zài)一般圓弧上、橢圓圓弧(hú)上等的(de)異形麵上加工(gōng)螺紋(wén)(如圖1所示),在使用螺紋切削循環G92指令和複合螺紋切削(xuē)循環(huán)G76指令無法對零件進行程序編製,如果手動編程必須采用宏程序使用G32指令,采用計算機自動編程相對簡單,目前數控車(chē)床的CAM軟件使(shǐ)用比(bǐ)較多的(de)是UG、Mastercam、CAXA數控車這3種軟件 ,數 控 車 一 般 隻 需 要 二 維 圖(tú) 形 UG 建(jiàn) 模 的 時 間 比Mastercam、CAXA要長,CAXA是國產軟件(jiàn),在(zài)職業技能大賽中使(shǐ)用比較多, 但企業使(shǐ)用比較(jiào)少,Mastercam與UG和CAXA相比在數控(kòng)車床(chuáng)自動編程加工中,操作簡單、參(cān)數設定方(fāng)便(biàn)、機械加工中應用廣泛的優點(diǎn),特別是(shì)在數控車應用更多。
  
       通過在一個橢(tuǒ)圓的圓弧麵上加工三角(jiǎo)螺紋介紹Mastercam X6數控車削異形麵(miàn)上螺(luó)紋加工的應用。

  
        
  
       1 、圓弧麵上的螺紋編程難點與思路

       如圖1所示,在長半軸a=45、短半(bàn)軸b=22.5的(de)橢圓圓弧麵上加工有三角(jiǎo)螺紋,螺距為2,這是比較典型的(de)在圓弧麵上車(chē)削加工螺紋的(de)零件,在職業技(jì)能大賽中(zhōng)有。對於這類零件的螺紋在車削加工中的基本步驟: 
  
       是首先使用外(wài)圓刀具加工螺紋(wén)的大徑,然後使(shǐ)用螺紋刀(dāo)具加工螺紋(wén)的小徑。但是現有的數控車床指令中對外(wài)圓的加工,隻是對直線和圓弧進行插補加工,對於非直線和圓(yuán)弧不能直接使用(yòng)命令進行加工,例如(rú)典型(xíng)的(de)非圓曲線,其中(zhōng)常見的有橢圓、雙曲線、拋物線、正弦曲線(xiàn)等等。
  
       這些實際加工中隻能使(shǐ)用宏程序插補加工。橢圓外輪廓(圖2)手動(dòng)編製程序的(de)時候,其需要應用橢圓的標準方程和(hé)參數方程,通過長度或角度作為初始變量來確定橢圓(yuán)上的不同位置(zhì)的點,對應數控車床上X方向和Z方向坐標對應的數值。
  
       在條(tiáo)件循環語句中對所編寫的橢圓的加工起始點和終(zhōng)止點進行定義,最後根(gēn)據零件加工工藝或外輪廓(kuò)的要求(qiú)套用仿形粗車循環G73指令後加工。手動(dòng)編製橢圓麵的三(sān)角螺紋加工程序(xù)時,編程方法與橢(tuǒ)圓外輪廓的編寫思路(lù)相同,但(dàn)是需要把橢圓加工程序段中的直線步進段G01指令(lìng)修改,將G01用螺紋加工G32指令(lìng)代替,其進給速度為F2。
  
       並且這種編寫隻是對三角螺紋車削(xuē)一刀,因為需要多次分層(céng)車(chē)削達到(dào)螺紋小徑,所以手動編(biān)寫時使用宏程序套嵌。當有的零件的橢圓中(zhōng)心不在零件的軸(zhóu)線上,或者橢圓軸線與零(líng)件軸線(xiàn)不平行或重合,即兩個軸線有一定的角度;數(shù)學計算複雜 , 需要對坐標進行(háng)平移和(hé)轉動 。 
  
       使 用Mastercam X6數控車削異形(xíng)麵上螺紋加工(gōng)思路與手動編製思路相同,但是把大量的數學計算讓電腦完成,簡單、易於操作。

       2 、Mastercam X6數控(kòng)車削圓弧麵上螺紋(wén)加工(gōng)自動編程

       1)%螺(luó)紋橢圓外輪廓繪製。可利用Mastercam X6中的CAD功能進行繪(huì)製,或者把Auto CAD、CAXA中的文件用(yòng)Master CAM X6打開。零件外輪廓如圖(tú)2所示。

  
       
  
       2)外輪(lún)廓的粗加(jiā)工。

       外輪廓的加工是對圓(yuán)弧麵上螺紋(wén)的大徑加工,選擇Mastercam X6菜單欄上的“機床類型”選擇車床,再選擇刀具路徑,粗車後在串聯選項中串聯按鈕從零件(jiàn)右側選擇,根據零件的(de)加工要求從刀具路徑參數卡中的刀具庫中選擇相應的刀具;填寫進給率、下刀速(sù)率以及主軸轉速等參數。
  
       粗加工參數(shù)卡中粗車步進量、X方向餘量、Z方向餘量等根據所選(xuǎn)用的刀片材質和加工材料填寫;進刀切削設定為雙向下(xià)刀;確定後生成自動加工的走刀路線。
  
       3)外輪廓的精加工(gōng)。
  
       精車的刀(dāo)具路徑與粗車的(de)相同,填(tián)寫相應的刀具路徑(jìng)參數(shù)和精車參數。
  
       4)螺紋外輪廓的繪製。
  
 
       螺紋外輪廓(kuò)的繪製指的是螺紋小徑的繪製,是對(duì)比螺紋大(dà)徑偏移(yí)一個螺紋牙形的對應的深度,螺紋的起點需要設置在輪廓的延長線上或者Z方向有一定的距離。

       5)螺紋外輪廓的加工。
  
       選擇Mastercam X6菜單欄上的“刀具路(lù)徑”→精車→在串聯選(xuǎn)項中串聯,選擇被加工的螺紋外輪廓,點擊確定。填寫刀具路徑參數(shù)卡中的進給率和主軸(zhóu)轉速。精車參數中精車步進量填寫(xiě)的是螺紋每(měi)一次下刀的進給量,是一個固(gù)定的值;精修次數即螺紋加工中的走刀次數,可以(yǐ)根據螺距的大小等進行相(xiàng)應的設置。
  
       過程中的走刀(dāo)路線不是直(zhí)線,取決外圓輪(lún)廓的形狀,所以(yǐ)需要進行補償;進(jìn)刀參數中根據零件的形狀采用允許雙(shuāng)向下刀的進刀切削設定,自動生成走刀路線和程序。從編程思路看出需要將螺(luó)紋(wén)加工的程序段中的G1%用G32%替換,如該零件第一(yī)刀螺紋切削程序,螺紋起始(shǐ)程(chéng)序段(duàn)G99G1 Z10.091 F2. 修改成 G99 G32Z10.091 F2 後就可以加工,精修次數(shù)為幾刀就修改幾個程序段。
  
       如果不進行修改,在多刀螺紋切削時會出現亂扣現象。
 

       
  
       3 、結(jié) 語
  
       在發那科CKA6136數控車床上(shàng)進行橢圓麵的三角螺紋(wén)加工,通過試切件結果表明,可以使(shǐ)用Mastercam軟件對零件異形麵螺紋(wén)進行加工,加工效果理想。實際(jì)加工中對(duì)於零件輪廓由多個圓弧直線組成的複雜表麵,手動編程(chéng)需要較強的邏輯性、嚴謹性,能對參數方程、拋物線方程等的各種數學(xué)曲線方程進行同數控車床(chuáng)加(jiā)工坐標係及加工坐(zuò)標之間的轉換,宏程序表達式、各種變量、循環語句、循環語句的套嵌等,程(chéng)序編寫極其容易出錯,檢查(chá)程序也隻能逐行檢查,對編程加工人員有很高要求,而使用Mastercam軟件(jiàn)相對於(yú)手動編程不需要數(shù)學計算複雜(zá),加工異形麵螺(luó)紋簡單。
   
       手動編程使用宏程序對零(líng)件加工效率的快慢取決於(yú)進給速度和宏程序中步進變量的大小,而步進變量是插補的最小(xiǎo)基礎數(shù)值,所(suǒ)以(yǐ)直接影響零件外輪廓的形狀(zhuàng),對形狀要求(qiú)較高的零件步進不能太大,因此在加工效率上自(zì)動編程遠遠優於手動編程;總的來看使用軟件對零件加工(gōng)效率高、不依賴編程人(rén)員,加工效(xiào)果也十分的理想。
  
       需要注意的是在(zài)加(jiā)工異形麵螺紋時螺紋車刀與外圓車刀的選擇應注意刀具的角(jiǎo)度,防止出(chū)現刀具與工件幹涉(shè)出現撞刀現象。
 
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