[台阶圆孔螺旋铣削加工的实现] 圆孔台阶怎么加工

　　摘要:以铣代钻.以铣代镗规避了孔加工循环功能在加工不具备典型规律的孔或孔系时吃刀抗力大,排屑困难、刀具更换频繁等缺点,提出用螺旋插补功能实现,用宏程序作为解决途径使该类问题得以完满解决。
　　关键词:螺旋插补换刀 台阶圆孔 效益
　　
　　1 引言
　　 在数控机床(铣床或加工中心)上能够加工多种类型的孔,如中心孔、通孔、盲孔、沉孔、深孔等,其加工方式可以是锪孔、钻孔、铰孔、镗孔、攻丝等。不论使用何种方法加工哪一种孔,所编写的NC程序一般都是调用数控机床上固化的孔加工固定循环(Cycle)指令代码G73~G89。所谓固定循环就是指刀具先快速移动到一个指定的加工位置上,再以切削进给速度加工到指定的深度,最后以退刀速度退回的加工过程。但是该功能程序里的地址项目众多,对零件特征的典型性要求较高,加之如果在一个零件上孔径变化较多,换刀的工作量势必很大,而螺旋插补功能很好的规避了这些诸多不良影响因素,使得机床效益在某些情况下:深孔、台阶圆孔等加工中效益最好。
　　
　　2 两种加工方法分析对比
　　2.1指令格式:
　　 (1)螺旋插补功能是各类加工中心或数控铣床的数控系统所具有的一个基本功能。华中系统和FANUC系统的螺旋插补指令如下: G17G02(G03)X_Y_ Z_I_J_F_
　　 (2)孔加工固定循环格式如下:G98(或G99)G73(或G74或G76或G80～G89)X_ Y _Z_R_ Q _P_ I _J _K _F_ L_
　　 结论:两相对比,我们不难发现前者指令里参数设置明显较少,无疑减少了编程数学计算的工作量。在螺旋插补功能下调用用户宏程序,只需给定初始加工参数,即可完成整个表面的加工,从而简化了编程,减少了编程的工作量。2.2刀具路径:
　　(1)在加工中心,孔群加工是一个典型的机加工过程。一个典型的注塑模可能有 100多个孔,而且直径、深度、误差、表面粗糙度等都有不同的要求,因此需要多种刀具。由于数控机床的刀具库容量有限,所有刀具不可能一起装载进去,所以在加工过程中,必须进行大量的换刀作业。孔径若是相同,固定循环功能则是显得功能很是强大。
　　 (2)螺旋加工由于刀具结构的原因在工艺上要比一般的二维轮廓加工优越很多:对于一般的二维轮廓加工,由于刀具与工件在垂直方向上的接触长度至始至终都保持一个较大的固定值,受到刀具的刚性影响,在加工过程中不可避免地造成不同程度的让刀现象,无论进给速度多低,精加工余量留多少,加工出来的孔都会上大下小,形成喇叭口;对于螺旋式加工,由于刀具侧刃的被吃刀量总是从零开始,逐渐线性地增大至规定的值,而且每一次循环的侧刃最大被吃刀量仅为指定层降,因此可以最大限度地减少刀具的让刀现象,有效保证孔上下尺寸的一致性。
　　
　　3 台阶圆孔的螺旋铣削解决途径
　　 以图1为例,阐述该类问题基于FANUC宏程序的解决方法:值得注意的是自动编程生成的NC程序较长,特别是当孔深较深,切深增量较小时,生成的NC程序更长。但是由于现今计算机的数据处理速度很高,故即使程序很长,也不影响其执行和加工效率。宏程序解决就大不相同。
　　 自变量赋值说明#1=(A)圆孔直径/#2=(B) 圆孔深度/#3=(C)(平底立铣刀)刀具直径
　　/#4=(I)Z坐标(绝对值)设为自变量/#9=(F)进给速度/#17=(Q)Z坐标(绝对值)每次递增量(切深即层间距q)
　　 O1111 {宏程序}
　　 #5=[#1- #3]/2
　　 G00 X #5
　　 Z[- #4+1.]
　　 G01 Z- # F[ #9*0.2]
　　 WHILE[#4LT#2]DO1
　　 #4=#4+#17
　　G03 I - #5 Z- #4 F#9END 1
　　 G03 I- #5
　　 G01X[#5-1.]
　　 G00 Z30.
　　 M99
　　
　　4 结语
　　 (1)使用该插补方式,不但可以编写台阶孔、深孔或难加材料如韧性材料的孔加工程序;不仅能完成通孔和盲孔的精加工,还可用于铣槽的粗加工;(2)使用该方式编写NC程序时,不必考虑或熟悉机床的固定循环指令,而且所编写的程序具有通用性,可适用于多种类型的数控机床(铣床或加工中心);可以提高编程效率和代码质量高;(3)充分利用了数控系统的螺旋插补功能,减少了粗加工时刀具数量和换刀次数。
　　 最后应注意此宏程序不具有自动计算螺距的功能,确保在螺旋插补时的螺纹升角不致过大,从而保证了加工的安全性;
　　
　　参考文献
　　[1] 刘虹.《数控设备与编程》.机械工业出版社.
　　[2] 冯小平.《数控机床编程与操作》.机械工业出版社.
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