SIEMENS系統(tǒng)數(shù)控銑床對于空間斜面上孔槽的加工應(yīng)用

陳振國

（安陽鋼鐵集團(tuán)機(jī)制公司，河南 安陽 455004）

1 概述

銑削加工是機(jī)械加工中最常用的加工方法，切削加工是零件獲得所需結(jié)構(gòu)形狀、尺寸精度和表面質(zhì)量的主要途徑。它主要包括平面銑削和輪廓銑削。近年來雖著機(jī)械裝備領(lǐng)域的發(fā)展，機(jī)械零件不斷改變，零件的復(fù)雜程度的進(jìn)一步加深和提高。目前對于具有空間結(jié)構(gòu)的孔、槽加工，有一定的難度，用一般的數(shù)控機(jī)床很難加工，需要不斷改變裝夾基準(zhǔn)，如里批量較大的情況還要制作大量的機(jī)床夾具，浪費(fèi)大量人力與財力。

本文用普通的加工方法與數(shù)控先進(jìn)加工方法對圖1工件進(jìn)行加工對比，深入分析研究數(shù)控加工，根據(jù)數(shù)控機(jī)床的多項(xiàng)優(yōu)點(diǎn)與功能，合理編制加工程序，進(jìn)行一步開發(fā)數(shù)控程序在機(jī)械加工的應(yīng)用。

2 機(jī)床操作及實(shí)例具體應(yīng)用

如圖1工件形狀，主要加工斜面上2-φ10的孔及60寬的槽。加工時應(yīng)用三坐標(biāo)立式數(shù)控銑床XK2130，3軸，SIEMENS 840D系統(tǒng)進(jìn)行加工。不管用那一種方法加工，都必須使機(jī)床刀具中心線與孔或槽的中心線平行，這樣既能很好保護(hù)刀具不受損壞，又能使的加工出來的零件，才能具有好的表面粗糙度與光潔度，其尺寸公差和形位公差也能保證；同時對于數(shù)控機(jī)床來說，有一個重要的環(huán)節(jié)，就是數(shù)值計算，我們要盡量避開復(fù)雜的數(shù)值計算，使程序簡化，縮短輔助時間，提高勞動效率。

圖1 工件

2.1 用普通方法加工

這種方法采用的是直銑頭，也就是機(jī)床的加長銑頭，其軸線與機(jī)床主軸軸線重合。為了能使刀具的軸線與孔或槽的中心線平行，只有一種方法，那就是做專用的工藝夾具（夾具為一30°斜塊），將此斜塊放于工件下面，使工件的上面處于水平，這樣再編程加工。

具體加工程序如下（對刀中心，X0、Y0位于工件槽的中心，Z0位于工件的上面，采用φ50的刀）：

銑槽：

2.2 采用空間旋轉(zhuǎn)的方法來加工工件

采用空間旋轉(zhuǎn)，使工件按圖1中的位置裝夾，然后將斜面結(jié)構(gòu)虛擬的旋轉(zhuǎn)到一個與機(jī)床平行的平面上，使空間的斜面結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)化為平面結(jié)構(gòu)，來進(jìn)行加工。首先在機(jī)床結(jié)構(gòu)上我們選用萬能角度銑頭，將銑頭上裝刀具孔的中心線處于G19平面上，且與水平面呈30°，這就使刀具中心與工件槽或孔的中心線平行了；那么在程序上我們采用空間旋轉(zhuǎn)指令ROT/AROT，使機(jī)床自動計算各個點(diǎn)的旋轉(zhuǎn)位置與數(shù)值，我們在編程時可以不用過多的計算尺寸數(shù)值。ROT指令實(shí)際上就是變像的把機(jī)床坐標(biāo)系給旋轉(zhuǎn)了，我們在使用時要分清旋轉(zhuǎn)方向。方向的區(qū)分原則為：選垂直于主軸軸線所在平面的那個坐標(biāo)軸來判別，用右手螺旋定則來判定，即右手握住那個坐標(biāo)軸，使大拇指指向所在軸的正方向，旋轉(zhuǎn)的方向由指根向指尖看，順時針為正，逆時針為負(fù)。ROT在使用時可以直接對G54～G59坐標(biāo)系使用，AROT需要在ROT的基礎(chǔ)上才能使用。

其程序如下：

3 結(jié)語

以上兩種程序在武重XK2130數(shù)控龍門鏜銑床上得到了實(shí)際應(yīng)用。用普通方法加工，受限于機(jī)床配置影響時，也就是說沒有萬能銑頭時使用，這種方法要前期進(jìn)行要對工裝進(jìn)行加工，需要多個方向找正，若結(jié)合面出現(xiàn)其它情況時，斜面上孔槽的位置公差難以保證。

對于工件較大，不易頻繁的翻活，且工件的表面有很高的形位公差要求，盡量采用空間旋轉(zhuǎn)的方法進(jìn)行了加工，這樣縮短了準(zhǔn)備機(jī)床夾具時間，定位精度也比較高，充分挖掘和發(fā)揮了數(shù)控機(jī)床的功能與高效優(yōu)勢。

[1]胡建新.數(shù)控加工工藝與刀具夾具.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2010.

[2]胡育輝.SIEMENS系統(tǒng)數(shù)控銑床編程與維護(hù).北京：電子工業(yè)出版社，2008.

[3]王亞輝等編.典型零件數(shù)控銑床/加工中心編程方法解析.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2011.