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一般数控车床加工

人气:85 评论:0 日期:2016-07-15 17:14:14 标签:全部

  数控车床按数控体系的功能和机械构成可分为简易数控车床、多功能数控车床和数控车削基地。数控车削基地是在一般数控车床刀塔上增加动力头,除了能够车削,还能够进行铣、钻、扩、铰及攻螺纹等加工。利用数控车削基地进行零件加工,只需一次装夹,就可完成多种加工,加工集成度较高,但缺点是机床报价较贵。

  1. 问题提出

  缓速器部件之一花键轴,在初期建立生产线制定加工方案时,设计用数控车削基地分两道工序进行零件的车、铣和钻孔攻螺纹加工。加工工序为精车一端→铣槽→精车另一端→钻孔攻螺纹。

  此生产线加工的产品有花键轴、法兰盘及空心轴等,是一条混合生产线。因为初期设计产能较低,因而生产线只订购了一台数控车削基地,并且装备三台一般数控车床,在实际运用中发现以下问题:

  (1)按原有设计方案加工花键轴时,两道车削工序均在数控车削基地上完成,车削第一端时,生产线处于停线等候状况,生产率极低。

  (2)因为两道工序运用的夹具、刀具不一样,工序切换时需要替换夹具和刀具,需要把主轴夹具由浮动三爪和浮动顶尖替换为自定心卡盘,并且因为刀塔上刀座数量有限,需要替换部分刀具,这期间生产线也处于停线等候状况。

  (3)线上的三台一般数控车床闲置。

  (4)精车一端完的产品在数控车削基地堆积,形成整条生产线物流不畅。

  2. 解决方案

  (1)新方案的提出。基于螺纹孔基地在花键轴基地线上,并且数控车床刀塔的镗刀座基地在X轴方向移动时经过主轴基地,因而能够考虑利用变径套将钻头和丝锥安装在镗刀座上,运用一般数控车床对花键轴一端的基地螺纹孔进行钻孔攻螺纹加工。

  三台一般数控车床运用的数控体系均为FANUC体系。

  FANUC体系的G代码中有用于钻孔循环的指令代码G74/G83,用于攻螺纹循环的指令代码G84。

  经过试验,这三个代码都能够用于车床。

  关于此花键轴的加工重新制定加工方案,在数控车削基地上车一端、铣槽,在一般数控车床上车另一端、钻孔攻螺纹。

  (2)夹具刀具的挑选与安装。在一般数控车床上车另一端、钻孔攻螺纹时,选用的夹具为软三爪和尾顶尖。内螺纹尺寸为M16×1.5-7H,挑选刀具时,钻头选用直径14mm的直柄麻花钻, 丝锥选用通用柄机用丝锥M16×1.5-H3,安装时用相应直径的变径套将钻头和丝锥分别固定在镗孔刀座上,如图2、图3所示。

  (3)加工程序。钻孔加工时,没有运用钻孔循环G代码指令G74/G83,而是运用G01直线插补指令,这也是钻孔加工可用的另一种编程方法,示例程序如下:

  M01; (程序挑选性暂停指令,作用是主轴停止转动)

  T0202; (替换为2号刀具2号刀补,本程序2号刀具对应钻头)

  M08; (切削液开启)

  M03 S1000; (主轴正转,转速1 000r/min)

  G0 X0. Z5. ; (疾速定位到坐标(0.5))

  G01 Z-30. F0.1; (刀具在Z轴方向直线进给到-30mm,进给速度0.1mm/r)

  G04 X1.; (暂停进给1s,光整加工)

  G0 Z50. (疾速退到Z轴方向50mm处)

  攻螺纹的加工示例程序如下,运用攻螺纹循环G84指令代码进行编程:

  M01; (程序挑选性暂停指令,作用是主轴停止转动)

  T0404; (替换为4号刀具4号刀补,本程序4号刀具对应丝锥)

  M08; (切削液开启)

  M03; (主轴正转)

  G0 Z50. ; (疾速定位到Z轴方向50mm处)

  X0.; (疾速定位到X轴方向0mm处)

  Z5.; (疾速定位到Z轴方向5mm处)

  M29 S61; (刚性攻螺纹指令,操控主轴的旋转和Z轴进给同步,设定主轴转速61r/min)

  G84 X0. Z-46. F1.48; (攻螺纹到Z轴方向-46mm处,螺距为1.48mm)

  G0 Z100.

  留意如果是攻左旋螺纹的时候, 要把程序中的M03改成M04。运用G84指令时,攻螺纹到Z轴设定方位,主轴会自己反转退出,主轴的进给速度F=S(主轴转速)×P(螺距),由体系核算得到,体系自动操控主轴的旋转和Z轴进给同步。

  关于钻孔循环的指令代码G74/G83,我们也做了探索。这两个指令除了在加工基地上运用外,在数控车床上也能够运用,G74指令更适合用于端面深孔钻削,在钻孔过程中能够设置钻头回退量。G83适用于高速深孔钻削,但请求钻头带基地出水,不然钻头在回退后疾速进给时容易打刀。

  3. 改进效果

  现场运用上面的程序对花键轴的螺纹孔在一般数控车床上进行加工,运用效果良好,完全能满足工艺请求。运用此加工方案,主要有如下优势:

  (1)改进后不需要停线等候,两道车削工序可同时进行。

  (2)解决了频频替换工装带来的效率低的问题 。

  (3)提高了线上机床的利用率,可多利用一台一般车床,而在加工此零件时机床不会闲置,能够使生产线产能匹配,可用于批量较大的生产。

  4. 车床加工内螺纹的其他方法

  关于内螺纹的加工, 除了采用上面采用的加工方法,还能够运用车削螺纹的加工方法,例如运用G代码指令中单行程螺纹切削指令G32、螺纹切削多次循环指令G76、螺纹切削循环指令G92,选用适宜的螺纹车刀来进行加工。但车削内螺纹关于内螺纹直径大小有限制,一般用于内螺纹直径较大的情况,在此我们不做过多讨论。

  5. 结语

  此方法具有可推广性,类似的螺纹孔基地在轴基地线上的零件,都能够运用此方法加工螺纹孔,而不只局限在钻床或许加工基地上加工。

  另外,FANUC体系是我公司运用最广泛的数控操控体系,它有很多循环指令能够简化编程,实现众多加工功能,合理的运用这些指令,能让我们的生产加工更高效、更优化。在产品加工中,如何用好现有设备,是节省成本,保证加工质量的重点,尽量挑选简便合理的加工方案,有利于加工效率和加工质量的提高,同时能够减少生产成本。


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