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应用成型刀铣削径向放射槽的宏程序开发

2019-10-21鲁磊赵忠刚

科学与财富 2019年25期
关键词:宏程序

鲁磊 赵忠刚

摘 要:本文分析了应用数控铣床铣削径向放射槽的常见缺陷及科学的避免方式,并以实例论述了在凯恩帝和发那科系统数控铣床上加工径向放射槽的选刀及切削方式与通用宏程序的编辑过程。该方式使工件槽尺寸加工稳定、编程快速。

关键词:导向盘;径向放射槽;铣削;宏程序

0.引言

在机械加工领域,偶尔也会遇到铣削径向放射槽的工件,目前许多道友多采用小直径平底立铣刀及调用子程序的方式在数控铣床或加工中心上加工。由于导轨间隙的存在及“让刀”现象,利用小直径平底立铣刀铣削的槽的宽度会出现尺寸不一致的现象,经常要对尺寸不合格的槽进行返修;应用调用子程序的方式也会编程也较为复杂繁琐。笔者通过实践探索,总结了一套较为优质高效的加工方法和通用宏程序模式。现以加工图1.导向盘为例进行论述。

1.选刀及切削方式

机床间隙和加工过程中的“让刀”现象是无法消除的,如果采用小直径平底立铣刀对槽进行循环加工,由于其在切削过程中多有X轴和Y轴联动的情况,且两轴受力状态在铣削不同方向的槽时均会发生不同的变化,由于其导轨间隙的存在使刀具运动量发生了小于程序编程量的现象,这就导致了每个槽加工状态出了尺寸不稳定的缺陷。为此,对于槽宽精度要求较高工件的采用成型刀铣削才是最佳选择。

由于铣刀直径的加工精度、铣刀及夹持系统的刚性、铣刀切削刃的对称度误差及切削深度和每转进给量及被加工材料的硬度的不同,铣削后槽的宽度尺寸也是有一定误差的。铣刀的直径加工精度、铣刀及夹持系统的刚性、铣刀切削刃的对称度误差及被加工材料的硬度是无法克服的,但切削深度和每转进给量是可以控制的。因此,铣削同一批次工件的槽时尽量采用相同的切削用量、以按层渐进的铣削方式进行加工,以使槽的加工尺寸相对稳定,便于确定安装件的宽度尺寸(安装件配套自制时,该尺寸以槽的实际加工宽度为基础进行确定是较为科学的)。另外,尽量选择偶数切削刃的铣刀,因奇数切削刃的铣刀在切削过程中让刀较为严重,加工尺寸相对较不稳定。

2.铣削径向放射槽通用宏程序实例

采用直径40mm的平底合金立铣刀铣削图1所示工件的十二槽时,工件坐标系选择G54,其原点为工件上平面的圆心,坐标系如图2所示。应用凯恩帝系统的数控铣床加工,按照层层铣削的方式,编程如下:

O0001;

#2=2;(下刀初始值)

#3=8;(槽深度)

#4=2;(每次下刀递增量)

G0 G90 G54 X0 Y0 Z100;

M03 S2000;(顺时针旋转,转速2000转/分钟)

M08;(冷却开)

WHILE[#2LE#3]DO1;(當#2小于等于#3时循环1继续执行)

#1=0;(初始槽的中心线与坐标系X轴的正向夹角,初始角度赋值为0)

#5=12;(槽数)

#6=360-[360/#5];(最后被加工的槽的中心线的角度)

#7=450;(导向盘外圆直径)

#8=230;(槽止端圆弧的圆心所在圆的直径)

#9=[#7-#8]/2;(槽止端圆弧的圆心到工件外圆的距离)

#10=40;(平底立铣刀直径)

#11=#7/2+#10/2+3;(铣削槽时的起点,下刀处)

#12=#8/2;(铣削槽时的终点,提刀处)

#13=200;(铣削时的直线运行速度)

#14=360/#5;(槽间夹角)

WHILE[#1LE#6]DO2;(当#1小于等于#6时循环2继续执行)

G68G90X0Y0R#1;(建立坐标系旋转指令)

G0Y0X#11;(刀具快速移动到下刀处)

Z1;(快速下刀到距离工件上平面1mm处)

G01Z-#2F#13;(采用直线插补方式下刀)

X#12;(采用直线插补方式铣刀运行到提刀处)

G0Z1;(采用快速方式提刀至工件上平面以上1mm处)

X#11;(刀具快速移动到下刀处)

#1=#1+#14;(上述程式执行一次角度递增一次#14)

END2;(循环2结束)

#2=#2+#4;(上述程式执行一次铣刀量递增一次#4)

END1;(循环1结束)

G0G69Z200Y200;(快速移动刀具远离工件并取消工件坐标系旋转)

M05M08;(停止主轴旋转和关闭冷却)

M30;(程序结束)

3.结尾语

该程序是应用凯恩帝及发那科系统铣削径向放射槽的通用宏程序,比许多教材上采取子程序铣削径向放射槽的方式编程快速简便;该文中应用偶数切削刃的成型刀按照层层递进的方式铣削径向放射槽时,确保了各槽宽度尺寸加工的恒定性和统一性,便于选配安装件的设计尺寸。

参考文献:

[1]陈海舟. 数控铣削加工宏程序及应用实例. 北京:机械应用出版社,2008.

[2]沈春根,徐晓翔,刘义. 数控铣宏程序编程实例精讲. 北京:机械工业出版社,2017.

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