數(shù)控車工巧用刀偏進(jìn)行切槽加工

張?zhí)?/p>

摘要： 數(shù)控車床作為現(xiàn)代化的機(jī)械設(shè)備，不僅可以提升企業(yè)生產(chǎn)的效率，更可以確保企業(yè)產(chǎn)品的精度。其中在數(shù)控車工中巧用刀偏，讓傳統(tǒng)上難以完成的零部件生產(chǎn)任務(wù)變得可以實(shí)現(xiàn)，主要表現(xiàn)在制造流程的簡化以及各種制造需求的滿足。在數(shù)控車工工序中切槽加工是重要的環(huán)節(jié)，是影響零部件加工效率和質(zhì)量的關(guān)鍵因素。切槽加工的類型分為內(nèi)溝槽、空刀槽、外溝槽等，加工過程極其復(fù)雜，需要工作人員具備極高的專業(yè)水平。

Abstract： As a modern mechanical equipment， NC lathe can not only improve the production efficiency of enterprises， but also ensure the accuracy of enterprise products. Among them， the skillful use of tool deviation in NC lathe workers makes the traditional difficult parts production tasks realizable， which is mainly reflected in the simplification of manufacturing process and the satisfaction of various manufacturing needs. In the NC turning process， grooving is an important link and a key factor affecting the machining efficiency and quality of parts. The types of grooving processing are divided into inner groove， empty knife groove， outer groove， etc. the processing process is extremely complex and requires staff to have a very high professional level.

關(guān)鍵詞： 數(shù)控車工;巧用刀偏;切槽;加工

Key words： CNC lathe worker;use the knife skillfully;grooving;machining

中圖分類號(hào)：TG501.1? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號(hào)：1674-957X（2021）23-0072-02

0? 引言

所有利用數(shù)控車床實(shí)施加工制造的工作都稱為數(shù)控車工，具體涵蓋數(shù)控編程、個(gè)別系統(tǒng)數(shù)控車床操控、數(shù)控工藝、數(shù)控車床操作等，一般情況下，技術(shù)人員的工作導(dǎo)向必須遵循企業(yè)機(jī)械的加工制造計(jì)劃，對(duì)原有數(shù)控車工資源進(jìn)行有效整合，對(duì)數(shù)控程序?qū)嵤└倪M(jìn)和優(yōu)化，從而大大縮短機(jī)械制造時(shí)間，顯著提升數(shù)控車床制造效率，真正將數(shù)控車工自動(dòng)化、集約化、智能化、系統(tǒng)化、數(shù)字化的優(yōu)勢發(fā)揮出來，實(shí)現(xiàn)企業(yè)經(jīng)濟(jì)利益的最大化。

1? 數(shù)控車工巧用刀偏切槽加工的準(zhǔn)備階段

1.1 機(jī)床的合理選擇? 在沒有開始數(shù)控車工切槽加工之前，準(zhǔn)備工作是十分必要的。其要點(diǎn)之一是在剛性的基礎(chǔ)上分析、選擇最合適的機(jī)床結(jié)構(gòu)。具體地說，數(shù)控機(jī)床的主軸必須具備相應(yīng)的剛性，必須在切槽加工前嚴(yán)格測定機(jī)床的剛性，要確?；搴蜋C(jī)床導(dǎo)軌之間合理的間隙。一般情況下，可以利用增加平衡裝置或者支撐軸的方式提高機(jī)床的剛性。同時(shí)，要有效控制夾具的剛性、掌握好機(jī)床滾珠絲杠預(yù)緊力，以提高后續(xù)工藝過程的安全性。

1.2 切削刀具的選擇? 要想保障切槽加工的良好質(zhì)量，切削刀具的合理選擇是關(guān)鍵的因素。在生產(chǎn)制作期間，剛性和硬度最高的當(dāng)屬硬質(zhì)合金材質(zhì)，廣泛應(yīng)用在多數(shù)零件的切槽工藝中，具體標(biāo)準(zhǔn)可根據(jù)切槽的寬窄度和深度掌控切削力。最關(guān)鍵的一點(diǎn)，要根據(jù)切槽加工中的切削參數(shù)選擇切削刀具，以保證高效安全地進(jìn)行切削加工[1]。

1.3 加工方式的選擇? 科學(xué)合理的加工方式是簡化加工程序和降低加工耗量的有效途徑。傳統(tǒng)的加工方式可以直接切入，針對(duì)很深溝槽務(wù)必采用啄式循環(huán)手段進(jìn)行斷普通加工溝槽可采用直接切入的加工方式，較深溝槽需使用斷屑處理，針對(duì)較寬溝槽可以利用數(shù)控機(jī)床子程序來控制，以保證以準(zhǔn)確的角度切入磨削斷面和切面。因?yàn)榭梢远喾N方式進(jìn)行數(shù)控車工切槽，所以，在切槽加工工序展開前，務(wù)必嚴(yán)格分析零件加工圖紙的細(xì)節(jié)和參數(shù)，以此選擇出最適合的加工方式，以此帶動(dòng)工作效率的提升。

2? 數(shù)控車工巧用刀偏進(jìn)行切槽加工的流程

2.1 對(duì)刀方式? 一般情況下對(duì)刀工藝技術(shù)人員會(huì)利用切槽刀左刀尖進(jìn)行，以完成車槽工序，以完成數(shù)控車工切槽位置的精準(zhǔn)性，通過對(duì)切槽刀寬度的掌控，設(shè)限車槽寬度。比如，如果想低于5mm的槽寬，技術(shù)操作者選擇切槽刀必須采用小于5mm或者與槽寬相等，從水平方向進(jìn)刀，直接取出槽車，如果槽刀的主切削刀與槽車的寬度不匹配，那么就需要技術(shù)人員按照匹配的標(biāo)準(zhǔn)打磨削刀，以保證符合生產(chǎn)加工標(biāo)準(zhǔn)的寬度，特別要嚴(yán)格控制切槽刀寬度，保證合理而精準(zhǔn)的刀頭尺寸，這些是保證加工精度的前提。因?yàn)閿?shù)控車工特殊的工藝特點(diǎn)，在應(yīng)用過程中會(huì)造成切削刀的磨損，如果磨損程度突破安全范圍，會(huì)對(duì)車槽精度造成影響，更會(huì)讓刃磨難度加大，從而加大修磨時(shí)間和成本，最嚴(yán)重的狀況還導(dǎo)致修改數(shù)控車工流程，嚴(yán)重影響綜合制造效率[2]。

2.2 槽刀模式? 正常情況下，技術(shù)人員選擇槽刀的標(biāo)準(zhǔn)是略小于槽寬或者與槽寬形同，應(yīng)用稍小于槽寬的槽刀時(shí)，需要操作人員在合理控制槽寬的基礎(chǔ)上反復(fù)進(jìn)行擴(kuò)槽加工，如果應(yīng)用與槽寬相等的槽刀，只需要保持橫向入刀直接取出車槽即可，不管利用哪種加工模式，都需要極高的加工精度，為了杜絕浪費(fèi)原料現(xiàn)象發(fā)生，一般會(huì)利用小于槽寬的槽刀進(jìn)行實(shí)際加工，該方式在大于5mm的機(jī)械制造工序中應(yīng)用普遍，利用反復(fù)車削、操作接刀、借刀操作實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)的槽寬。例如，某制造企業(yè)在采用HNC數(shù)控系統(tǒng)操作時(shí)，在主軸正轉(zhuǎn)是利用2號(hào)刀刀偏（#0002）實(shí)施車削，快速移動(dòng)到等待削槽的外圓直徑位置，在30mm徑向處作2s的停頓，徑向退刀的同時(shí)向右0.5mm處偏移，再次移動(dòng)向徑向直徑位置，到30mm處作2s停頓，同時(shí)徑向退刀到換刀位置，此刻停止主軸的運(yùn)動(dòng)，暫停加工流程。數(shù)控系統(tǒng)的型號(hào)不同對(duì)刀偏切槽加工流程的設(shè)計(jì)也各不相同，需要相關(guān)人員根據(jù)積累的工作經(jīng)驗(yàn)，遵循相關(guān)的加工條件，進(jìn)行加工程序的合理設(shè)計(jì)，以保證數(shù)控車工巧用刀偏加工切槽的精確度。

2.3 切槽刀二次車削編程? 在上面的對(duì)刀方式里介紹了車削的方式，通常是應(yīng)用相等于槽寬的槽刀進(jìn)行一次車削或者應(yīng)用稍小于槽寬的槽刀進(jìn)行再次或者多次擴(kuò)槽，直至滿足要求的溝槽尺寸精度標(biāo)準(zhǔn)，在實(shí)際的操作工序中多數(shù)會(huì)應(yīng)用后者。如果大于5mm的槽寬，就要進(jìn)行多次車削，實(shí)施接刀和接刀的操作，實(shí)現(xiàn)寬槽的尺寸標(biāo)準(zhǔn)。例如圖1所示工件，其中設(shè)計(jì)4.5mm的切槽刀寬度。以華中世紀(jì)星HNC數(shù)控系統(tǒng)為例，程序編制如下：

M03 S600 T0202? ? ?主軸正轉(zhuǎn)，選擇2號(hào)刀#0002刀偏

G00 X55 Z-30? ? ? ? 快速進(jìn)給至溝槽外圓位置

G01 X30 F50? ? ? ? ? ?徑向進(jìn)給至？準(zhǔn)30mm直徑處

G04 P2? ? ? ? ? ? ? ? ?暫停2s

G01 X55? ? ? ? ? ? ? ?徑向退刀

G00 W0.5（或Z-29.5）切槽刀向右移動(dòng)（槽寬-切槽刀寬度）=5-4.5=0.5mm

G01 X30 F50? ? ?徑向進(jìn)給至？準(zhǔn)30mm直徑處

G04 P2? ? ? ? ? ? 暫停2s

G01 X55? ? ? ? ? ?徑向退刀

G00 X100 Z100? 退刀至換刀點(diǎn)

M05? ? ? ? ? ? ? ? 主軸停止

M30? ? ? ? ? ? ? ? 程序停止

2.4 試切法? 在應(yīng)用對(duì)刀的過程中最常用的是試切法，比如在某制造企業(yè)中應(yīng)用HNC數(shù)控系統(tǒng)時(shí)，主軸在刀具、工件裝夾完備進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，對(duì)刀時(shí)控制左刀是標(biāo)準(zhǔn)的02刀補(bǔ)，而右刀尖則是采用非常用刀補(bǔ)，如08刀補(bǔ)，對(duì)刀首選應(yīng)用左刀尖，將刀架停置在原先試刀處，以保證結(jié)構(gòu)外圓上切槽刀能夠有一條亮線留下，切槽刀切削刀的現(xiàn)有位置是原工件外圓直徑50.00mm。

在確保X坐標(biāo)不發(fā)生改變的情況下移動(dòng)Z軸，進(jìn)行外圓直徑的測量，并在刀具參數(shù)中錄入測量數(shù)據(jù)，以保證試切直徑的準(zhǔn)確無誤，與此同時(shí)，數(shù)控系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)選出刀具，利用X軸坐標(biāo)與外圓直徑相減，會(huì)求出工件的坐標(biāo)原點(diǎn)以及與X軸位置的偏差。

3? 數(shù)控車工巧用刀偏切槽加工刀尖車削分析

3.1 選擇刀偏方式

在應(yīng)用刀偏進(jìn)行切槽加工刀尖車削的過程中，必須采用適合的刀偏方式?；诹慵庸ひ?、數(shù)控車工性能的制約，刀偏方法差異性很大。第一，有效調(diào)整右刀尖車削程度，獲得工件位置坐標(biāo)，刀偏可在工件外圓直徑處進(jìn)行;第二，在刀偏模式的基礎(chǔ)上，有效調(diào)控其他切槽刀，刀偏在工件外圓直徑30mm處;第三，徑向退刀到換刀尖，切槽加工程序停止。切槽走刀路線如圖2所示。

3.2 選擇車削模式

適當(dāng)車削方式的選擇要根據(jù)切槽刀磨損程度確定。切槽加工的精度會(huì)受到槽刀和車刀磨損情況的直接影響，要求相關(guān)技術(shù)人員對(duì)車刀進(jìn)行刃磨，對(duì)槽刀和車刀磨損程度進(jìn)行有效控制，確保槽刀精準(zhǔn)運(yùn)行。針對(duì)切槽刀刀刃磨損后寬度減少的情況，應(yīng)對(duì)措施是在數(shù)控車工切槽加工程序中輸入原有槽刀數(shù)值。例如，在切槽寬度不足的狀態(tài)下，操作人員必須對(duì)磨損部位進(jìn)行準(zhǔn)確判斷，并根據(jù)槽寬以及槽位等相關(guān)數(shù)據(jù)，進(jìn)行磨損數(shù)值的計(jì)算，同時(shí)在程序中調(diào)整磨損值[3]。

3.3 構(gòu)建車床模型

為了讓數(shù)控車工巧用刀偏切槽加工水平得以提高，必須進(jìn)行對(duì)應(yīng)的車床模型構(gòu)建，深入分析數(shù)控車床零件設(shè)計(jì)方案，生成相關(guān)數(shù)控代碼模塊、管理文件信息模塊等，對(duì)數(shù)控車工切槽加工流程進(jìn)行優(yōu)化。

4? 結(jié)束語

綜上所述，現(xiàn)代工業(yè)技術(shù)的突飛猛進(jìn)讓數(shù)控車床結(jié)構(gòu)日趨完善，從而帶動(dòng)了切槽種類的迅速發(fā)展。數(shù)控車工技術(shù)的發(fā)展顯著提升了企業(yè)零部件加工的精度，也提高了切槽加工的效率，壓縮了產(chǎn)品制造的成本。但在具體的操作過程中，以上目標(biāo)實(shí)現(xiàn)不是輕而易舉做到的，技術(shù)人員必須根據(jù)零部件加工的實(shí)際情況，對(duì)加工工藝進(jìn)行不斷的創(chuàng)新，充分發(fā)揮數(shù)控車工具備的自動(dòng)化、數(shù)字化的優(yōu)勢，合理簡化數(shù)控車工制造流程和操作程序，切實(shí)保證數(shù)控車工的科學(xué)性、合理性和可靠性，以推動(dòng)我國數(shù)控行業(yè)的可持續(xù)發(fā)揮。

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