三球手柄的車(chē)削加工*

楊 羊

(1.江蘇聯(lián)合職業(yè)技術(shù)學(xué)院鹽城機(jī)電分院，江蘇鹽城 224000;2.江蘇省鹽城機(jī)電高等職業(yè)技術(shù)學(xué)校，江蘇鹽城 224000)

0 引言

近年來(lái)，國(guó)家對(duì)職業(yè)教育的資金投入比例越來(lái)越大，發(fā)展現(xiàn)代職業(yè)教育是今后的教育發(fā)展重任，教育部也將對(duì)社會(huì)人才培養(yǎng)模式逐步進(jìn)行重大調(diào)整，重點(diǎn)要強(qiáng)化對(duì)技能型人才的培養(yǎng)，這就需要職業(yè)院校在學(xué)生技能培訓(xùn)上投入設(shè)備，引進(jìn)師資，從而強(qiáng)化學(xué)生的技能，使我們學(xué)校培養(yǎng)的技能型人才不再眼高手低。我們學(xué)校在教育教學(xué)中一直注重強(qiáng)化學(xué)生的技能訓(xùn)練，對(duì)學(xué)生的技能訓(xùn)練采用集中強(qiáng)化，項(xiàng)目化訓(xùn)練的模式。本文是筆者在學(xué)生技能訓(xùn)練中的一個(gè)項(xiàng)目——三球手柄的加工，通過(guò)加工經(jīng)驗(yàn)及相關(guān)資料總結(jié)出如何使用宏程序進(jìn)行三球手柄的車(chē)削加工。

1 零件圖樣

圖1是學(xué)生技能訓(xùn)練中的練習(xí)圖，主要結(jié)構(gòu)就是3個(gè)球形的加工，圖紙上有3個(gè)零件圖，仔細(xì)觀察發(fā)現(xiàn)3個(gè)圖形形狀相似，就是大小不一，技術(shù)要求是必須使用宏程序編程。本文就是介紹如何編寫(xiě)宏程序來(lái)簡(jiǎn)化批量加工的方法。

2 零件的加工難點(diǎn)

從零件的形狀分析，特點(diǎn)比較明顯，在學(xué)生的技能訓(xùn)練中更能引起學(xué)生去學(xué)習(xí)和鉆研的熱情，看到這樣的零件都想自己能獨(dú)立去加工好這樣的零件，這就需要我們老師要能夠幫助分析并解決零件的加工難點(diǎn)，才能達(dá)到教學(xué)的基本目標(biāo)。

圖1 三球手柄

零件的加工難點(diǎn)分析:①零件精度的控制;②零件的裝夾方法;③零件的單個(gè)加工和批量加工的不同方法。

解決難點(diǎn)的措施如下。

(1)選擇機(jī)夾刀具，解決了刀具強(qiáng)度和零件的表面粗糙度的要求;通過(guò)刀具半徑補(bǔ)償，采用右補(bǔ)償G42指令，可以幫助提高球面精度和錐度的精度。

(2)零件形狀比較特別，掉頭加工時(shí)沒(méi)有裝夾面，這就需要老師引導(dǎo)學(xué)生去運(yùn)用已經(jīng)學(xué)過(guò)的知識(shí)來(lái)設(shè)計(jì)相應(yīng)的夾具來(lái)保證裝夾，既能完成本課題的實(shí)習(xí)任務(wù)，又能促使學(xué)生能夠充分連貫前后所學(xué)的知識(shí)。

(3)零件的單個(gè)加工是我們實(shí)習(xí)的主要任務(wù)，而在企業(yè)里面就需要大批量的生產(chǎn)，所以學(xué)校與企業(yè)的深度融合就需要教師在課堂上既要完成教學(xué)任務(wù)，還能夠灌輸給學(xué)生批量生產(chǎn)的知識(shí)和方法。這個(gè)零件要實(shí)現(xiàn)批量生產(chǎn)，就需要按照技術(shù)要求的用宏程序編程加工來(lái)進(jìn)行批量生產(chǎn)，能夠提高效率。

3 常用的宏變量［1］

(1)數(shù)學(xué)運(yùn)算符:+(+)-(-)*(×)/(÷)

(2)條件運(yùn)算符:

(=)EQ(≠)NE(＞)GT(≥)GE(＜)LT(≤)LE

(3)邏輯運(yùn)算符:AND OR NOT

(4)函數(shù):SIN(sin)COS(cos)TAN(tg)ATAN(ctg)

ABS(絕對(duì)值) SQRT(開(kāi)平方)

(5)賦值格式:宏變量=常數(shù)或表達(dá)式

#2=175/SQRT［2］*COS［55*PI/180］

(6)循環(huán)語(yǔ)句WHILE，ENDW

WHILE

…

ENDW

4 刀具的選擇［2］

粗加工刀具選擇尖刀，如圖2所示，角度30°，刀片選用涂層硬質(zhì)合金材料。精加工時(shí)也選用尖刀，刀片選用陶瓷材料，為了減少對(duì)曲線輪廓形狀的影響，刀尖半徑選用0.2 mm。為了保證在加工時(shí)，刀具后刀面不和球面發(fā)生干涉現(xiàn)象，選用刀片的主后角為6～8°。

5 三球手柄的常規(guī)加工方法

在法拉克系統(tǒng)中，三球手柄的加工方法就是利用輪廓加工切削循環(huán)，計(jì)算出輪廓路徑上的節(jié)點(diǎn)的坐標(biāo)，如圖3所示的點(diǎn)，點(diǎn)很多，都必須通過(guò)三角函數(shù)計(jì)算，計(jì)算量大，如果每個(gè)圖都這樣加工，需要很大的計(jì)算量，效率低下。

圖2 尖刀

圖3 三球手柄計(jì)算的節(jié)點(diǎn)

6 宏程序編寫(xiě)

(1)根據(jù)圖樣對(duì)數(shù)據(jù)列表整理，并對(duì)相關(guān)點(diǎn)坐標(biāo)進(jìn)行列式計(jì)算，主要尺寸如表1所列。

表1 主要尺寸數(shù)值

M03 S600 T0101 G99 G40;

G00 Z5;

X36;

G73 U16 R17;

G73 P10 Q20 U0.6 W0 F0.2;

N10 G00 G42 X0;(G42刀具半徑右補(bǔ)償指令)

G01 Z0 F0.1;

#1=10;——(R1)

#2=12;——(R2)

#3=16;——(R3)

#4=5;——(交點(diǎn) r1)

#5=7.5;——(交點(diǎn) r3)

#6=10;——(交點(diǎn) L2)

#7=50;——(中心距 L)

#8=SQRT［#1*#1-#4*#4］;——(R1 終點(diǎn)Z)

#9=SQRT［#2*#2-#6*#6］;——(R2 終點(diǎn) X)

#10=SQRT［#3*#3-#5*#5］;——(R3 終點(diǎn) Z)

G03 X［#4*2］Z［-#1-#8］R［#1］;

G01 X［#9*2］Z［-#1-#7+#6］;

G03 X［#9*2］Z［-#1-#7-#6］R［#2］;

G01 X［#5*2］Z［-#1-#7*2+#10］;

G03 X［#5*2］Z［-#1-#7*2-#10］R［#3］;

G01 Z［-#1-#7*2-#3-5］;

N20 G01 G40 X36;(G40取消刀具半徑補(bǔ)償?shù)闹噶?

G00 X100 Z100;

M05;

M00;

M03 S800 T0101 G99 G40;

G00 Z5;

X36;

G70 P10 Q20 F0.1;

G00 X100 Z100;

M05;

M30;

8 結(jié)語(yǔ)

本例的加工形狀，涉及到外形圓球的加工，豐富了學(xué)生的加工內(nèi)容，使學(xué)生掌握了圓球的加工方法以及零件精度的控制方法。針對(duì)圖中的技術(shù)要求，教會(huì)學(xué)生宏編程的相關(guān)知識(shí)，通過(guò)單個(gè)零件加工與批量零件的加工對(duì)比，讓學(xué)生在學(xué)校中就能體會(huì)批量生產(chǎn)的模式和要求，使學(xué)生走出校門(mén)能更快的適應(yīng)社會(huì)的需求。

［1］ 法拉克0iMate—TC數(shù)控系統(tǒng)編程與操作說(shuō)明書(shū)［Z］.2007.

［2］ 高曉東.數(shù)控車(chē)削刀具刀尖圓弧半徑對(duì)加工精度影響的分析與解決途徑［J］.機(jī)床與液壓，2013(14):145-147.