車削中心加工調焦筒螺旋槽

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車削中心加工調焦筒螺旋槽簡介
    1 零件加工狀況分析圖1 所示調焦筒(鋁件)是在已車好的筒形坯料上加工一段直弧形穿壁槽和兩段螺旋穿壁槽。零件壁厚4mm,可用?4的銑刀直接分層銑槽,但需……
車削中心加工調焦筒螺旋槽正文
    

1 零件加工狀況分析
圖1 所示調焦筒(鋁件)是在已車好的筒形坯料上加工一段直弧形穿壁槽和兩段螺旋穿壁槽。零件壁厚4mm,可用?4的銑刀直接分層銑槽,但需要利用加工中心的附加第四軸或車削中心的C軸功能來實現,本文選用的是車削中心機床。


當使用圖2 所示簡易夾具加工后發現,由於是穿壁槽加工且槽形較長,單純採用軸向夾壓,加工時將會因夾壓變形而無法保證糟寬要求。在直弧槽形中段槽寬只能達到 3.4mm,靠近槽兩端處也無法保證4mm的寬度。斜槽變形情況雖然小些,但也無法達到尺寸要求,筒柱各處高度也因此而產生了改變,變形程度與軸向夾緊力大小成正比,夾緊力過小時還會造成銑削加工時工件的相對轉動。此夾具結構形式只適合於周向銑削淺槽的情形,對穿壁槽銑削則不適合。
2 夾具結構的改進設計
筒形件用內壁定位的定心夾具一般採用彈性內脹式夾緊方法,可將軸向夾壓的施力方式改為徑向施力方式,是防止軸向變形的最好解決辦法,適合本零件裝夾定位的要求。但標準化的夾具結構形式比較複雜,參照其工作原理,對原夾具作了些改進,採用了圖3所示的簡化結構形式,增加了一個和心軸呈錐面配合的彈性楔套,既有效地保證了加工質量要求,又降低了製造成本。
為保證夾具使用的可靠性,夾具設計製造應作如下考慮:
彈性楔套和心軸應按配合要求磨削,且錐度不能太小。
彈性楔套應淬火以獲得硬度。
彈性楔套自由狀態下應比調焦筒工件內孔尺寸小0.2mm。
彈性楔套前端軸向活動距離按照徑向膨脹量與配合錐度計算值+1~2mm設計。
為便於線切割加工,彈性楔套開口槽宜設計為偶數的4或6個。
由於調焦筒螺旋槽在壁厚方向均為通槽,可在楔套外圓面上預加工出0.2mm深的讓刀空間。
彈簧用於輔助彈性楔套拔出,卸件時只需要將鎖緊螺母鬆開,待工件與彈性楔套呈鬆動時即可取出工件,裝卸工件簡單快捷。
3 車削中心上零件加工程序的設計
車削中心銑削加工時,主軸應轉換為進給C軸,在刀盤的第11號刀位上安裝動力頭,以實現銑削刀具的旋轉運動。工件坐標原點設在工件右端面迴轉中心處,各坐標軸方向如圖3 所示,則該零件加工程序設計如下:
01235 
G98 (每分鐘進給模式)
M24  (切換到銑削模式)
G28 U0 W0 
T1100 (換T11刀具)
G28 H0 (C軸回零定向)
G0 G54 Z-5. 5 (走刀到直弧槽起點)
M13 S3000 (啟動動力頭)
G0 X62.5 (下刀到工件外表面附近)
M98 P1236 L9 (調用子程序9次)
G0 X100 (徑向退刀)
M15 (關閉動力頭)
G28 U0 
G28 W0  (X、Z回零)
G28 H0 (C軸回零定向)
M30 
01236 
G1U-13. F100M08 (下刀並切入)
H180. F300 (銑直弧槽)
G0 U13. (提刀)
W-7. (移到另一槽起點)
G1 U-13. F100 (下刀並切入0.5mm)
W-12. H-180. F300 (銑螺旋槽)
G0 U13. (提刀)
Z-12. 5 (移到另一槽起點)
G1 U-13. F100 (下刀並切入0.5mm)
W-12. H-180. F300 (銑另一螺旋槽)
G0 U12. M09 (提刀,少提0. 5mm)
Z-5.5  (移到直弧槽起點的Z位)
G28 H0 (轉至直弧糟起點,為再下一層作準備)
M99 (返回主程序)

以上程序是按FANUC-Oi-TB數控系統程序格式要求編寫。由於所用刀具較小,且限於動力頭的功率,程序按每層切深0.5mm ,以主、子程序調用形式設計,每層銑完三個槽后提刀返回到第一個槽下刀處再銑下一層。
採用子程序調用的編程形式可較好地解決分層重複加工的程序大小的問題,大大簡化程序量。但起始深度和每次提刀量的設計是關鍵,本程序是採用增量編程,每層銑完三個槽後向上少提0.5mm,首次下刀的高度位置應按照最後一層銑完后的提刀位置保證在工件表面外來推算確定。
4 結語
銑穿壁槽的夾具不同於銑淺槽的夾具要求,採用彈性內脹式夾緊的徑向施力方式,是防止軸向變形的最好解決辦法。夾具設計不一定要拘泥於標準,只要了解原理,結合實際應用情況簡化其結構,以既能滿足使用要求,又能操作簡單、提高效率為原則。
筒形件周向銑槽需要利用車削中心或帶附加迴轉軸的加工中心進行加工,但車削中心的銑削功能通常是小功率設計,因此其編程加工又區別於加工中心,只要掌握編程規則,把握關鍵點,就能設計出正確的程序。 

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