宏程序在车削椭圆面上螺旋槽时的应用

安丽萍

(云南省玉溪技师学院，云南玉溪653100)

图1所示零件是云南省第四届数控技能大赛数控车工教师组、职工组配合件的其中一件，要在该零件右端椭圆外表面上进行螺旋槽的车削，具有一定的难度，该题突出考核了参赛者对于利用宏程序来编写加工程序的方法及螺旋槽加工时刀具的选用及对刀。以下作者重点分析了该工件加工的难点及工艺，对实际操作者数控技能的提高有一定的参考意义，其中重点介绍螺旋槽部分的车削，所以图1 中的部分标注略。

图1 零件加工图

该零件的材料为φ60 的45 钢，要求加工中不允许使用工装、夹套、芯轴;且各表面均为直接车削加工后的表面，不得用其他办法抛光。

1 工艺分析

1.1 加工难点分析

此零件的加工包括普通的车削，如外轮廓、切槽、内孔等;其中较难加工是椭圆面上的圆弧槽，不但在车削椭圆时用到了宏程序，而且车削螺旋槽时还用到了宏程序的嵌套等，在车削螺旋槽时并不是一次加工而成，需要多次进行切削加工，加工过程中如果切削量过大，还会导致崩刃甚至损坏刀具，因此如何编制宏程序、如何确定切削用量显得尤为重要。

1.2 加工工艺分析

(1)装夹方案

采用一夹一顶方式装夹，即使用自定心卡盘夹持零件φ53 外圆部分，确定零件伸出合适的长度(考虑机床的限位)，并用活动顶尖顶紧右端。

(2)确定加工工艺路线

①粗、精加工右端椭圆外轮廓至尺寸要求;②切退刀槽;③粗、精加工螺旋槽至尺寸要求。

(3)刀具选择与切削参数

刀具选择及切削参数见表1。

表1 刀具及切削参数

2 车削程序

编程以FANUC 系统为例，利用G73 复合固定循环编程指令加工椭圆，采用G32 螺纹车削指令加工螺旋槽。

椭圆车削程序如下

O0001

G99 G40//程序初始化;

T0101//换1 号外圆车刀，选择1 号刀补;

M03 S600;//设置粗车转速:主轴以600 r/min正转;

G00 Z2;//刀具快速移动到复合固定循环加工Z向起点;

X61 //刀具快速移动到复合固定循环加工X 向起点;

G73 U5.5 W0 R6 //粗车复合固定循环，走刀次数为6;

G73 P100 Q500 U1.5 W0 F0.15;//指定循环所属的首末程序段，设置精车余量和粗车进给速度;

N100 G00 G42 X49.52 F0.1;//精加工轮廓的起始点，精车进给量;

G01 Z0;//G01 靠端面;

#1 =6;//定义变量#1 为Z 坐标，并赋初值;

N200 #2 =SQRT［36* 36－#1* #1］* 17/36;//定义变量#2 为X 坐标，并根据椭圆方程计算出X 值;

#4 =#2* 2;//X 坐标应是直径值;

G01 X［16 + #4］Z［#1－ 6］;//调整坐标，用G01 直线插补拟合椭圆;

#1 =#1－0.1;//设置Z 向步进量;

IF［#1 GE－30］GOTO 200;//当Z≥－30 时，跳转至N200 执行循环;

N500 G01 G40 X55;//精加工程序结束nf;

G00 X200;//返回X 向换刀点;

Z10;//返回Z 向换刀点;

M05;//主轴停止;

M00;//程序停止;

M03 S800;//设置精车转速800 r/min;

T0202;//换2 号精车刀，选择2 号刀补;

G00 Z2;//刀具移动到复合固定循环Z 向起点;

X61;//刀具移动到复合固定循环X 向起点;

G70 P100 Q500;//精车循环;

G00 X100;//退刀;

M30;//程序结束;

切退刀槽程序(略)

螺旋槽车削程序如下:

O0002

G99 G40//程序初始化;

T0404//换4 号圆弧切槽刀，选择4 号刀补;

M03 S200;//粗车转速:主轴以200 r/min 正转;

G00 Z6;//刀具快速移动到Z 向起刀点;

X55 //刀具快速移动到X 向起刀点;

#10 =0.1;//定义变量#10 为X 坐标，并赋初值;

N10 #11 =15.5;//定义变量#11 为Z 坐标，并赋初值

N20 #12 = SQRT［36* 36－ #11* #11］* 17/36;//定义变量#12 为X 坐标，并根据椭圆方程计算出X 值;

#14 =#12* 2;//X 坐标应是直径值;

G32 X［16 + #14－ 2* #10 + 0.5］Z［#11－ 6］F6;//调整坐标，用G32 螺纹切削指令加工导程为6的螺旋槽;

#11 =#11－6;//设置Z 向步进量;

IF［#11 GE－32］GOTO 20;//当Z≥－32 时，跳转至N20 执行循环;

G00 X55;//快速退刀至X55;

Z6;//返回Z 向起刀点;

#10 =#10 +0.05//设置X 向步进量;

IF［#10 LE 1.75］GOTO 10;//当X≤1.75 时，跳转至N10 执行循环;

G00 X100;//退刀;

M30;//程序结束;

3 车削中应注意的问题

(1)R4 圆弧切槽刀的对刀要以刀尖圆弧中心点O 为对刀点进行对刀，如图2所示。

(2)为了保证精度，椭圆车削过程中应采用刀尖圆弧半径补偿进行编程和加工。

(3)螺旋槽车削时步进量不能太大，否则容易崩刃，车削过程中注意观察，发现问题立即停车检查。

零件加工后的照片见图3。

图2 圆弧切槽刀(局部)对刀点

图3 加工后零件的照片

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