橢圓錐孔宏程序高效加工

秦運(yùn)棟

(宿遷學(xué)院機(jī)電工程系，江蘇宿遷　223800)

橢圓錐孔宏程序高效加工

秦運(yùn)棟

(宿遷學(xué)院機(jī)電工程系，江蘇宿遷223800)

主要介紹了橢圓錐孔宏程序的編寫思路，以及如何通過(guò)修改參數(shù)來(lái)對(duì)切削層數(shù)進(jìn)行控制，以達(dá)到最佳切削的效果。同時(shí)通過(guò)程序控制，使宏程序運(yùn)行時(shí)機(jī)床能夠按照指定的切削速度進(jìn)行切削加工，避免無(wú)此功能控制時(shí)斷續(xù)切削所產(chǎn)生的沖擊力對(duì)機(jī)床傳動(dòng)系統(tǒng)造成的影響。

橢圓錐孔;宏程序;高效加工

數(shù)控技術(shù)的發(fā)展與普及，使復(fù)雜形狀零件的加工變成了可能，同時(shí)大大提高了生產(chǎn)效率和零件的成品率。

對(duì)于形狀復(fù)雜的零件，通常采用自動(dòng)編程進(jìn)行加工，但是如果需要對(duì)零件的尺寸進(jìn)行修改，則只能對(duì)軟件中的參數(shù)進(jìn)行再次設(shè)定并重新生成新的加工程序。而手工編程可以很好地對(duì)程序進(jìn)行快速修改來(lái)保證產(chǎn)品的質(zhì)量要求［1］。

由于一批零件加工的錐孔形狀相似，因此采用宏程序編程，只需要在程序中更改幾個(gè)關(guān)鍵參數(shù)的賦值即可實(shí)現(xiàn)，避免了大量的重復(fù)編程工作，節(jié)省了程序準(zhǔn)備時(shí)間。

1　程序編寫準(zhǔn)備

在銑床或加工中心上進(jìn)行零件內(nèi)外輪廓加工時(shí)，為了達(dá)到相應(yīng)的尺寸精度和形狀精度的要求，一般都采用刀具半徑補(bǔ)償功能［2］。對(duì)于橢圓錐孔的加工也可以采用刀具半徑補(bǔ)償功能，但是隨著加工深度變化，橢圓長(zhǎng)短半軸都在不斷的變化，需要不斷地建立和撤消刀具半徑補(bǔ)償功能，比較麻煩且浪費(fèi)時(shí)間。一般防爆錘橢圓錐孔采用包塑柄的安裝方法，由于包塑柄具有一定的塑性變形，因此采用長(zhǎng)短半軸分別減去一個(gè)刀具半徑值來(lái)進(jìn)行編程(本例采用φ 20立銑刀進(jìn)行加工)，避免了每層切削過(guò)程中都需要建立和撤消刀補(bǔ)。

程序編寫過(guò)程中，每一層銑削完成后，程序控制刀具直接移動(dòng)到下一平面長(zhǎng)半軸的新起點(diǎn)，然后Z向再直接下刀進(jìn)行加工［3］。在每層切削深度控制方面，如切削深度較深，刀具承受的切削力較大，臺(tái)階比較明顯;如切削深度較淺，則增加了加工時(shí)間，加工效率較低;當(dāng)選擇合適的切削深度時(shí)，可以在達(dá)到良好加工效果的同時(shí)，也提高了加工效率。

2　宏程序編寫

以圖1防爆錘橢圓錐孔為例，宏程序的編寫如下:

圖1　防爆錘橢圓錐孔示意圖

3　先行控制G08

在機(jī)械產(chǎn)品加工中，零件的輪廓主要是由直線和圓弧構(gòu)成，在加工過(guò)程中CPU單元不需要進(jìn)行復(fù)雜的數(shù)值計(jì)算，能按照程序指定的切削速度進(jìn)行切削，所以能夠很好地控制切削速度。同時(shí)刀具在連續(xù)切削過(guò)程中產(chǎn)生的沖擊力較為平穩(wěn)，對(duì)機(jī)床影響較小。

在宏程序加工過(guò)程中，CPU單元需要進(jìn)行連續(xù)不斷的數(shù)值計(jì)數(shù)，確定刀具下一次的位移量。當(dāng)賦值較小，會(huì)使CPU計(jì)數(shù)速度變慢，位移量也較小，導(dǎo)致在加工過(guò)程中出現(xiàn)短暫的停頓現(xiàn)象，形成斷續(xù)加工(通過(guò)觀察CRT面板的坐標(biāo)值變化可以直觀地觀察到)，由此產(chǎn)生的沖擊力對(duì)機(jī)床影響較大。同時(shí)不能按照指定的速度運(yùn)行，切削速度也難以控制。

通過(guò)查閱資料，按SIEMENS系統(tǒng)提供預(yù)處理功能的思路，使用先行控制功能G08，該功能是FANUC公司為高速精密加工設(shè)計(jì)的專用功能，可以抑制由加/減速造成的系統(tǒng)延遲和伺服系統(tǒng)的響應(yīng)延遲。通過(guò)先行控制功能的使用，可以使刀具軌跡精確地跟隨指定值，減小輪廓的加工誤差。在使用過(guò)程中需用單獨(dú)程序段進(jìn)行開啟或關(guān)閉該功能。

格式為:G08 P_

P1:打開先行控制方式

P0:關(guān)閉先行控制方式

先行控制功能相當(dāng)于SIEMENS中的程序預(yù)處理功能，讓系統(tǒng)處理器在執(zhí)行每一個(gè)位移量之前就預(yù)先計(jì)算好相應(yīng)的位移量，從而使系統(tǒng)在執(zhí)行時(shí)能夠連續(xù)輸出相應(yīng)的位移量，工作臺(tái)能夠連續(xù)運(yùn)行，從而能夠按照程序指定的切削速度進(jìn)行切削加工，大大提高了切削效率。

4　應(yīng)用

經(jīng)過(guò)多次試制加工，加工出來(lái)的成品表面效果得到廠家充分認(rèn)可，安裝后完全達(dá)到使用要求。通過(guò)先行控制功能G08的使用，其加工速度可以按照指令速度運(yùn)行，容易控制切削速度，同時(shí)可以節(jié)約大約40%的加工時(shí)間。橢圓形錐孔在實(shí)際應(yīng)用中并不多見，只是滿足一些特定客戶的需求，其最大特點(diǎn)是它在使用過(guò)程中具有防脫落性和防止轉(zhuǎn)動(dòng)性。實(shí)際加工效果如圖2所示。

圖2　橢圓錐孔實(shí)際加工效果

本文介紹的加工方法需要操作者具備一定的編程能力、操作能力、工藝能力，能夠通過(guò)實(shí)際加工效果進(jìn)行相應(yīng)的參數(shù)調(diào)整，使錐孔表面達(dá)到近乎平滑的效果。

［1］楊叔子.數(shù)控加工［M］.北京:機(jī)械工業(yè)出版社，2012.

［2］陳為國(guó).數(shù)控加工編程技術(shù)［M］.北京:機(jī)械工業(yè)出版社，2012.

［3］馮志剛.數(shù)控宏程序編程方法、技巧與實(shí)例［M］.北京:機(jī)械工業(yè)出版社，2007.

Efficient Processing of Cone Ellipse Hole Macro Program

QIN Yundong
(Suqian College，Jiangsu Suqian，223800，China)

It mainly introduces the compiling idea of cone ellipse hole macro program，shows the parameters modify process to control the cutting layer for the best cutting quality.It designs the control program.This macro program can adjust the cutting parameter and machining process to avoid the influence of impact force produced by machine tool.

Elliptic Cone;Macro－program;Highly－effective Processing

TH165

B

2095－509X(2013)11－0094－03

10.3969/j.issn.2095－509X.2013.11.024

2013－09－25

秦運(yùn)棟(1982—)，男，江蘇泗洪人，宿遷學(xué)院助理實(shí)驗(yàn)師，主要從事機(jī)械加工和實(shí)驗(yàn)教學(xué)工作。