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圓柱插補功能在數控車銑加工中心的應用

2018-2-21 來源：廣東（dōng）省中山市技師學院作者：黃友訓

【摘要】隨著社會生產和科學技術的發展，機械產品日趨（qū）精密複雜（zá），這推動了數控加工技術的（de）高速發展，數（shù）控車銑加工中心應運（yùn）而生，它能（néng）通過一次裝夾零件完成多種加工（gōng）工序（xù），大大提高生產效率，而掌握車銑加工中心編程（chéng）方（fāng）法就成（chéng）為使用車銑（xǐ）加（jiā）工中心的關鍵技（jì）術。本文介紹數控車銑加工中心的功能、特點和使用圓柱插補功（gōng）能加工圓柱凸輪槽零件的編程方（fāng）法。

關鍵詞：數控車銑加工中心；C軸編程；圓柱凸輪槽加（jiā）工

1、引言

複合加工又叫完全加工、多功能加工，早期曾將加工中心稱為複（fù）合（hé）加工機床。但是隨著複合（hé）加工技術的不斷發展與進步，現在的複合（hé）加工機床與以前所稱的複合加工機（jī）床有了（le）本質上的（de）區別。複合加工機床通（tōng）過一次（cì）裝夾（jiá）零件完成多種加工工序，縮短（duǎn）了加（jiā）工時（shí）間，提高了加工精度，因而受到用戶（hù）的歡迎。數控車銑複合機床是複合加工機床的一種（zhǒng）主要機型，通常是在數控車床上實現平麵銑削、鑽（zuàn）孔、攻絲、銑槽等銑削加工工序（xù），具有車削、銑削以（yǐ）及鏜削等複合功能，能夠實現一次裝夾完成複雜零件的加（jiā）工理念。車銑複合加工機床的（de）運動包（bāo）括銑刀旋（xuán）轉、工件旋轉、銑刀（dāo）軸向進給和徑向進（jìn）給四（sì）個（gè）基（jī）本運動。依據工件（jiàn）旋轉軸線與刀具（jù）旋轉軸線相對位置的不同，車銑複合加工主要可分為軸向車銑加工、正交車銑加工以及一般車銑加（jiā）工。其中軸向車銑是應用範圍最廣泛的車（chē）銑加（jiā）工方法。軸向車銑加工由於銑刀與工件的（de）旋轉軸線相互平行，因此（cǐ）它不（bú）但可以加工外圓柱表麵（miàn），也可加工（gōng）內孔表麵，通常為X、Z、C的（de）3軸車銑加工中心。如（rú）圖（tú）1和圖2所示。

圖1 車銑加工中（zhōng）心

圖2 車銑加工中心零件加工

2 、車銑複合加工中心功能（néng）介（jiè）紹

車銑複合加工中心除可同時進行車削所有功能外，還可以進行動力刀徑向加工、鑽孔、攻牙、端麵切槽、側麵切槽、側麵銑削、角度鑽孔、曲線（xiàn）銑削等等。可以由一台機床完成一個零（líng）件的所有（yǒu）加工步驟，實現了一次裝夾完成全部或者大部分加工工序，從（cóng）而大大縮短零件製造（zào）工藝鏈。這樣一（yī）方麵（miàn）減少了由於裝夾改變導致的（de）生產輔助時間，同時也減少了工裝夾具製造周期和等待時間，能夠顯著提高生產效率。與此同時車銑中心減少了裝夾次數，提（tí）高了加工精度。裝夾次數的減少（shǎo）避免了由於定位基準轉化而導致的誤差積累。同時，目前的車（chē）銑（xǐ）複合加工設備大都具有在線檢測（cè）的功（gōng）能，可（kě）以實現製造過程關鍵數據的（de）在（zài）位檢測和精度控（kòng）製，從而提高零件的加工精度。

3 、車銑複合加工（gōng）中心上的圓柱插補功能（néng）

以圖 3 所（suǒ）示的圓（yuán）柱上的凸輪槽加工為例，設備采用 FANUC 控（kòng）製係統的數控車銑中心，在（zài）此基礎上（shàng）研究圓柱插補功能（néng）。圓柱插補功能主要在圓柱表麵展開的狀態下進（jìn）行程序編（biān）寫，它能方便地對圓柱上（shàng）的凸（tū）輪槽進行加工，而（ér）且浚凸輪槽的（de）軌跡可以是任意的曲線，但是凸輪槽的截麵形狀和凸（tū）輪槽的寬度尺寸的精度保證（zhèng）有一定難（nán）度（dù），需要采用相（xiàng）應的刀頭（tóu）形狀和刀（dāo）具軸向補償來解決。圓柱插補功能指令如下：

格式（1）：G7.1旋轉軸的名（míng）稱工作半（bàn）徑（jìng）。含義：執行圓柱插補指令，它（tā）將旋轉軸的名稱作為圓柱插補指（zhǐ）令執行的首地址，工（gōng）作半徑作為加工的命令（lìng）值。

格式（2）：G7.1旋轉軸（zhóu）的名稱 0。含義：取消圓柱插補指令。

圖3 圓柱凸輪零件

4 、圓（yuán）柱插補（bǔ）功（gōng）能的應用案例

車（chē）銑中心加工技術的發展，也對（duì）數控編程技術提出了更高的要求，通常使用（yòng）自動（dòng）編程（chéng）與手工編程相結合的兩（liǎng）種方式，使用自動編程首先要購入CAD/CAM軟件，編程人員要掌握（wò）數控（kòng）車削、多軸銑削、鑽孔等多種加工方式的編程方法，而且（qiě）對於工序（xù）間的轉換與進退刀方式（shì）需要定位準（zhǔn）確可靠，一但發生碰撞則對（duì）刀具和（hé）機床損壞（huài）較大。學習車銑中（zhōng）心加工的編程，掌握（wò）手工編程和仿真技術是必不可少的環節。下麵以兩個案例來介紹基於GE FANUC-21I-T數（shù）控（kòng）係統的手工編程。應用案例（lì）：車銑加工中心加工如圖 4 所示圓柱凸輪，凸輪外圓直徑（jìng）為 60mm，凸輪槽（cáo）寬為6mm，槽深為3mm，工件材料（liào）為鋁件。

（1）圖樣分析。

根據圖 4 所示，毛坯材料選用直徑80×60mm 的鋁棒（bàng）。采用三爪卡（kǎ）盤裝夾，刀（dāo）具選用外徑（jìng）車刀同6mm高速鋼立銑刀。先采用外（wài）徑車刀加工工件（jiàn）端（duān）麵及外圓，再采用6mm銑刀加（jiā）工凸輪（lún）槽（cáo），X方向（xiàng）上分兩層進行切削，每層切深1.5mm，走刀路線為1-2-3-4-5-6-7-8 點，再從 8-7-6-5-4-3-2-1 返回。