1. 零件结构
异形螺旋槽主要应用在圆柱 凸轮机构中,是凸轮机构中的关 键、重要零件,它容易实现复杂 的运动规律,具有易于设计和能 准确预测所产生运动的优点,在 自动化机构中应用非常广泛。一 般是按一定规律环绕在圆柱面上 的等宽槽,槽的精度要求高。异 形螺旋槽的加工一般在安装有第 四轴的立式加工中心上完成,设 备较贵,加工成本较高。笔者从 事数控加工几年来发现,关于在 数控车床上加工的应用较少。笔 者通过工作中的实践,总结出了 利用数控车床加工异形螺旋槽的 操作方法。
如图1所示,零件为异形螺 杆,是某自动化机构中的关键零 件,螺旋槽为矩形,宽度 1.5+〇05mm,深度 1.2mm,从展开 图可以看出,螺旋线极不规则, 主要由5段螺距不同的螺旋线组 成。
2. 异形螺旋槽的不同加工 方法对比
(1)普通铣床加工:利用分 度头与挂轮,将分度头与铣床纵 向丝杆联接起来,对异形螺旋槽 的各条曲线分段进行加工,加工
效率低,加工质量差。
(2) 四轴加工中心加工:一 般在安装有第四轴的立式加工中 心上完成,设备较贵,加工成本 较高,加工质量好。由于槽宽较 小,刀具强度差,加工中刀具的 损耗较大,加工效率不高。
3.数控车床加工异形螺旋 槽解决方案
(1) 各段螺旋线的螺距计算:各段螺旋线的螺距计算结果 如附表所示。
(2) 加工原理:在车削螺 纹时,工件旋转一周,刀具沿轴 向移动的距离就是螺距。如果刀 具沿轴向移动1/2螺距,工件就旋 转了 180°;如果刀具沿轴向移动 1/3螺距,工件就旋转了 120。, 根据这一原理,就可利用数控车 床单程序段螺纹切削指令G32 ,
|
圆周数 |
各段螺旋线的参数 |
对应的螺距/mm |
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1 |
圆心角 180°,6.4mm |
12.8 |
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2 |
第一段 |
圆心角240°,距离0mm |
0 |
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第二段 |
圆心角120°,距离4.5mm |
13.5 |
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3 |
圆心角360°,距离12.5mm |
12.5 |
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4 |
圆心角360°,距离3.3mm |
3.3 |
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5 |
圆心角360°,距离3.3mm |
3.3 |
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6 |
圆心角360°,距离3.3mm |
3.3 |
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7 |
圆心角360°,距离3.3mm |
3.3 |
|
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8 |
圆心角360°,距离3.3mm |
3.3 |
|
加工异形螺杆中的各段不同螺距 的螺旋槽。
在第二圆周的第一段螺旋 槽,螺距也为0mm ,但是螺距 为〇mm是无法用螺纹切削指令进 行加工的,可以把它看作圆心角 240°,距离0.002mm,螺距为 0.003mm,虽然与真实的螺旋线 有些误差,约为0.002mm,但是 误差很小,可以忽略不计。
(1) 刀具的选用:使用与槽 等宽的1.5mm的机夹式切槽刀。
(2) 机床的选用:机床选用 经济型数控车床CYNC—400P, 数控系统为FANUC 0PTB。
(3) 加工程序(机床数控系 统为 FANUC):
00001 (程序名)
T0101 (选择1号刀具,1号
刀具偏移值)
M3 S10 (主轴正转,转速为
10r/min)
#1=0 (变量#1:表示深度起
始值)
#2=0.05 (变量#2:表示每次
下刀深度)
N5 G0 X33
Z-0.8
#3=30 - #1 x 2 (变量#3:表
示直径)
G1 X#3 F100
G32 W7.15 F12.8 (加工第 1
圆周上的螺旋槽,刀宽的1/2+6.4mm= 7.15mm)
G32 W0.002 F0.003 (加工第 2 圆周 上的第一段螺旋槽)
G32 W4.5 F13.5 (加工第2圆周
上的第二段螺旋槽)
G32 W12.5 F12.5 (加工第3圆周
上的螺旋槽)
G32 W16.5 F3.3 (加工第4?8圆
周上的螺旋槽)
G0 X33
#1=#1+#2 (变量赋值、运
算)
IF[#1 LE 1.2]GOTO5 (条件判断 语句,如果#1<1.2,则返回到N5程序 行)
G0 X100
Z150
M30
该操作方法实现了异形螺旋 槽的经济型数控加工,满足了生 产要求。扩大了数控车床的加工 应用范围,加工效率高,比四轴 加工中心铣削节约50°%的时间。 刀具简单,加工成本低,平均一 个刀片可加工两个工件,比四轴加工中心铣削节约70%的刀具费 用。加工后的异形螺旋槽如图2所 示,经测量和使用,完全满足要 求,节约了加工时间,缩短了制 造周期。
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2016-01
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