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數(shù)控加工軸套配合件論文
數(shù)控加工軸套配合件論文
摘要：配合件對各個零件的加工精度要求高。
利用廣數(shù)GSK-980T系統(tǒng)，文章介紹了從制定加工工藝、確定編程坐標(biāo)系和尺寸、編寫程序、首件試加工等多方面來實現(xiàn)其精度要求。
關(guān)鍵詞：配合件;試加工;編程坐標(biāo)系
常用的數(shù)控系統(tǒng)有發(fā)那科、西門子、三菱、華中、廣數(shù)等。
廣數(shù)GSK980系列為1998年推出的國產(chǎn)中高檔數(shù)控系統(tǒng)，該系統(tǒng)率先采用以DSP運動控制芯片為核心、以嵌入式結(jié)構(gòu)PC為平臺的新一代數(shù)控系統(tǒng)。
該系統(tǒng)采用DSP和主CPU并行處理機制，具有較高的動態(tài)跟蹤精度和良好的加工性能。
利用GSK980T數(shù)控加工如圖1所示
零件。
圖1 配合件零件圖
1 制定加工工藝
1.1 制定刀具表
數(shù)控加工中刀具的選擇是工藝設(shè)計的重要內(nèi)容。
刀具選擇是否適當(dāng)，不僅影響機床的工作效率，而且直接關(guān)系到零件的加工質(zhì)量。
本文根據(jù)機床的加工能力、工序內(nèi)容、軸套工件的幾何形狀和材料等多種因素，制定了加工刀具表如表1、表2。
1.2 制定工藝表
數(shù)控加工工序的劃分一般要遵循的原則：以一次安裝、加工作為一道工序;以同一把刀具加工的內(nèi)容劃分工序;以加工部位劃分工序;以粗、精加工劃分工序。
遵循以上原則，配合件軸制定了6道工序，配合件套制定了12道工序。
切削用量主要包括主軸轉(zhuǎn)速、進(jìn)給速度和背吃刀量。
切削用量的大小，直接影響機床性能、刀具磨損、加工質(zhì)量和生產(chǎn)效率。
合理選擇切削用量，對于充分發(fā)揮機床性能和刀具的切削性能，提高切削效率，降低加工成本具有重要意義。
粗車時，在工藝系統(tǒng)剛度和車床功率允許的條件下，為了提高加工效率，選擇背吃刀量為1.5mm。
背吃刀量也不能太大，因背吃刀量越大，切削力也越大，則刀具和零件容易產(chǎn)生變形，會影響到加工精度。
背吃刀量確定后，再根據(jù)背吃刀量選擇進(jìn)給速度0.25mm·r-1。
根據(jù)選擇的背吃刀量、進(jìn)給速度等條件，用經(jīng)驗公式計算，也可以根據(jù)生產(chǎn)實際經(jīng)驗查表選取切削速度Vc，由切削速度Vc，根據(jù)公式n=1000Vc/∏d計算主軸轉(zhuǎn)速為600r·min-1。
當(dāng)零件的精度要求較高時，要考慮留出適當(dāng)?shù)木囉嗔?.5mm，根據(jù)精車余量確定背吃刀量為0.5mm，精車時應(yīng)選擇較小的進(jìn)給速度0.15mm·r-1和較高主軸轉(zhuǎn)速800r·min-1。
根據(jù)零件形狀結(jié)構(gòu)，結(jié)合工序劃分和切削用量選擇原則，制定工藝表如表3、表4。
2 確定編程坐標(biāo)系和尺寸
2.1 試切對刀建立編程原點
選擇合理的編程原點，需要根據(jù)編程計算方便、機床調(diào)整方便、對刀方便以及零件的特點來確定，一般應(yīng)選擇在零件的設(shè)計基準(zhǔn)、工藝基準(zhǔn)或精度要求較高的工件表面上。
如圖1配合件軸應(yīng)以工件右端面與軸線的交點作為編程原點，建立工件坐標(biāo)系。
配合件套以工件右、左端面與軸線的交點作為編程原點，分別建立工件坐標(biāo)系。
當(dāng)將零件的加工程序輸入車床，并經(jīng)空運行檢驗修改無誤后，即可進(jìn)行試切對刀，以便建立工件坐標(biāo)系，其試切對刀步驟如下：
2.1.1 機械回零，U、w相對坐標(biāo)值清零。
2.1.2 用基準(zhǔn)刀試切零件表面，一般是用90°外圓車刀T01裝夾在01號刀位作為基準(zhǔn)刀。
例如，當(dāng)編程坐標(biāo)原點設(shè)在零件右端截面形心時，手動試切端面后，沿X軸方向退刀，Z軸方向不能移動。
按刀補鍵，翻頁后光標(biāo)移到01刀號所在行上，按Z、0、IN鍵。
則01號刀Z軸的刀偏值就輸進(jìn)了數(shù)控系統(tǒng)。
再試切外圓，沿Z軸方向退刀，X軸方向不能移動。
停止主軸轉(zhuǎn)動，測量試切處的零件直徑，然后，按X鍵，輸入所測量的直徑值(必須輸入小數(shù)點)，再按IN鍵。
則01號刀X軸的刀偏值便輸入完成。
如果測量的直徑不準(zhǔn)確，那么輸入的刀偏值就存在誤差，加工出來的零件也必然保證不了尺寸要求。
所以01號刀對刀的關(guān)鍵，在于零件直徑測量的準(zhǔn)確程度。
2.1.3 非基準(zhǔn)刀T02、T03、T04的對刀步驟與基準(zhǔn)刀基本相同。
不同的是，非基準(zhǔn)刀的刀位點是貼緊零件表面而不是試切零件。
非基準(zhǔn)刀對刀的關(guān)鍵在于刀位點與零件的貼近程度，貼而未切，似切未切，這樣，輸入的刀偏值才會正確，加工出來的零件才能符合尺寸要求。
2.2 合理確定編程尺寸
在實際加工中，當(dāng)零件零件各處尺寸的公差帶相同時，可采用刀補方式統(tǒng)一處理。
當(dāng)公差帶多處不相同時，若用同一把刀具，同一個刀具補償值編程加工，很難保證各處尺寸在其公差范圍內(nèi)。
因此，對帶有公差的尺寸，為了保證加工尺寸在其公差范圍內(nèi)，編程時，將基本尺寸換算成公差中值尺寸如表5所示。
2.3 螺紋尺寸的計算
2.3.1 外螺紋的計算：根據(jù)公式d1=d-1.3p=24-1.3×1.5=22.05mm，外螺紋底徑尺寸為22.05mm，最后一刀坐標(biāo)尺寸為X22.05，Z-21。
2.3.2 內(nèi)螺紋的計算：根據(jù)D1=D-p=24-1.5=22.5mm，內(nèi)螺紋底徑尺寸為22.5mm，最后一刀坐標(biāo)尺寸為X22.5，Z-42。
3 編寫程序
根據(jù)以上制定的加工工藝以及編程坐標(biāo)系和尺寸，編寫如下O0010、O0011、O0012三個程序單。
4 首件試加工
程序編寫完畢，通過數(shù)控機床的仿真功能進(jìn)行程序校對，檢驗機床動作和運動軌跡的正確性。
而校對后的加工程序還不能確定因編程計算不準(zhǔn)確或刀具調(diào)整不當(dāng)?shù)仍斐杉庸さ恼`差大小，因而還必須經(jīng)過首件試切的方法進(jìn)行實際檢查，進(jìn)一步檢察程序的正確性并測量工件是否達(dá)到加工精度要求以及能否準(zhǔn)確配合。
根據(jù)試切情況反過來再修改程序單或采取尺寸補償措施等，如外圓直徑偏大0.1mm，只需在對應(yīng)加工刀具號的刀補項輸入u-0.1，再次運行程序，偏大的0.1mm就可削除。
反復(fù)調(diào)整補償，直到加工出滿足要求的零件為止，才能進(jìn)行批量生產(chǎn)環(huán)節(jié)。
5 結(jié)語
配合件對各個零件的加工精度要求高，只有對圖樣進(jìn)行技術(shù)要求分析，制定合理加工工藝，計算出編程所需的工件輪廓的基點和節(jié)點坐標(biāo)，依據(jù)數(shù)控裝置規(guī)定使用的指令代碼及程序段格式，逐段編寫零件加工程序單，最后通過試加工和調(diào)整，才能保證批量加工出滿足精度要求的零件。
經(jīng)加工驗證，利用本文所制定工藝和程序單，加工出來的產(chǎn)品是合格的。
利用GSK980T系統(tǒng)加工此類零件，希望能為教學(xué)和生產(chǎn)提供參考，為國產(chǎn)系統(tǒng)的推廣提供幫助。
參考文獻(xiàn)
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[3] 張麗華，馬克.數(shù)控編程與加工技術(shù)[M].大連：大連理工大學(xué)出版社，2010.
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