巧用宏程序铣削曲边三角形

河南中光学集团有限公司(南阳 473003）胡飞嘉 张 磊

我们在维修一台进口老车床时，需制作一根形状较为特殊的丝杠 (见图1)。

图1

其特殊之处在于右端160mm长的那一段。从剖视图上可以看出，这段形状并不是圆柱，其截面是由6段圆弧依次相切连接而成的曲边三角形 (也称为圆弧三角形、莱洛三角形)。这6段圆弧有3段是R5mm，另3段是R11mm。每一组相对的 R5mm和R11mm的圆心在一点上，3组圆弧共有3个圆心，这3个圆心位于边长为6mm的等边三角形的三个顶点上。等边三角形的边长6mm也就是R5mm和R11mm这两端圆弧的半角差值。这6段圆弧的圆心角都是60°。这个曲边三角形有一个显著的特点:它虽然不是圆，但从任意方向来测量它的宽度，都是相等的(都是16mm)。

由于丝杠较长，要加工曲边三角形部分，一个可行的方法是在数控铣床上用分度头装夹工件，用铣刀底齿来铣成这段外表面。我们在实际加工时，先把丝杠其余部分车成，曲边三角形部分预车到φ17.4mm(事先作图查询可知，曲边三角形的外切圆直径是 16.93mm)。铣削时，用数控分度头夹Tr22×5螺纹大径，端面顶住，用φ8～φ25mm任一尺寸立铣刀来铣削 (见图2)。

由于曲边三角形的外形变化很有规律，因而用宏程序编程有明显优势，不仅程序简练，而且调整尺寸方便，工件表面质量好。

图2

工件坐标系X原点设在工件端面，Y、Z原点设在分度头回转中心，A原点任意。程序如下:

#5=5(铣刀半径，根据实际情况打入)

#6=SQRT［12］(#6是三个圆心所在的等边三角形的中心到顶点的距离，其中12mm是等边三角形边长的平方除以3。本图中等边三角形的边长是6mm，62/3=12mm)

加工前，先把工件坐标系Z值向上抬0.2mm左右，粗铣一遍，测量对边尺寸，根据实测值调整工件坐标系Z值，以便在精铣后能保证对边尺寸。例如，粗铣后实测对边尺寸是16.38mm，就把工件坐标系Z值再向下调整0.19mm，精铣后就能保证对边尺寸16mm了。实际加工时间约2h，表面粗糙度值可达Ra=1.6μm，加工后的端面形状如图3所示。

图3