數控加工軸套配合件論文
數控加工軸套配合件論文
摘要：配合件對各個零件的加工精度要求高。
利用廣數GSK-980T系統，文章介紹了從制定加工工藝、確定編程坐標系和尺寸、編寫程序、首件試加工等多方面來實現其精度要求。
關鍵詞：配合件;試加工;編程坐標系
常用的數控系統有發那科、西門子、三菱、華中、廣數等。
廣數GSK980系列為1998年推出的國產中高檔數控系統，該系統率先采用以DSP運動控制芯片為核心、以嵌入式結構PC為平臺的新一代數控系統。
該系統采用DSP和主CPU并行處理機制，具有較高的動態跟蹤精度和良好的加工性能。
利用GSK980T數控加工如圖1所示
零件。
圖1 配合件零件圖
1 制定加工工藝
1.1 制定刀具表
數控加工中刀具的選擇是工藝設計的重要內容。
刀具選擇是否適當，不僅影響機床的工作效率，而且直接關系到零件的加工質量。
本文根據機床的加工能力、工序內容、軸套工件的幾何形狀和材料等多種因素，制定了加工刀具表如表1、表2。
1.2 制定工藝表
數控加工工序的劃分一般要遵循的原則：以一次安裝、加工作為一道工序;以同一把刀具加工的內容劃分工序;以加工部位劃分工序;以粗、精加工劃分工序。
遵循以上原則，配合件軸制定了6道工序，配合件套制定了12道工序。
切削用量主要包括主軸轉速、進給速度和背吃刀量。
切削用量的大小，直接影響機床性能、刀具磨損、加工質量和生產效率。
合理選擇切削用量，對于充分發揮機床性能和刀具的切削性能，提高切削效率，降低加工成本具有重要意義。
粗車時，在工藝系統剛度和車床功率允許的條件下，為了提高加工效率，選擇背吃刀量為1.5mm。
背吃刀量也不能太大，因背吃刀量越大，切削力也越大，則刀具和零件容易產生變形，會影響到加工精度。
背吃刀量確定后，再根據背吃刀量選擇進給速度0.25mm·r-1。
根據選擇的背吃刀量、進給速度等條件，用經驗公式計算，也可以根據生產實際經驗查表選取切削速度Vc，由切削速度Vc，根據公式n=1000Vc/∏d計算主軸轉速為600r·min-1。
當零件的精度要求較高時，要考慮留出適當的精車余量0.5mm，根據精車余量確定背吃刀量為0.5mm，精車時應選擇較小的進給速度0.15mm·r-1和較高主軸轉速800r·min-1。
根據零件形狀結構，結合工序劃分和切削用量選擇原則，制定工藝表如表3、表4。
2 確定編程坐標系和尺寸
2.1 試切對刀建立編程原點
選擇合理的編程原點，需要根據編程計算方便、機床調整方便、對刀方便以及零件的特點來確定，一般應選擇在零件的設計基準、工藝基準或精度要求較高的工件表面上。
如圖1配合件軸應以工件右端面與軸線的交點作為編程原點，建立工件坐標系。
配合件套以工件右、左端面與軸線的交點作為編程原點，分別建立工件坐標系。
當將零件的加工程序輸入車床，并經空運行檢驗修改無誤后，即可進行試切對刀，以便建立工件坐標系，其試切對刀步驟如下：
2.1.1 機械回零，U、w相對坐標值清零。
2.1.2 用基準刀試切零件表面，一般是用90°外圓車刀T01裝夾在01號刀位作為基準刀。
例如，當編程坐標原點設在零件右端截面形心時，手動試切端面后，沿X軸方向退刀，Z軸方向不能移動。
按刀補鍵，翻頁后光標移到01刀號所在行上，按Z、0、IN鍵。
則01號刀Z軸的刀偏值就輸進了數控系統。
再試切外圓，沿Z軸方向退刀，X軸方向不能移動。
停止主軸轉動，測量試切處的零件直徑，然后，按X鍵，輸入所測量的直徑值(必須輸入小數點)，再按IN鍵。
則01號刀X軸的刀偏值便輸入完成。
如果測量的直徑不準確，那么輸入的刀偏值就存在誤差，加工出來的零件也必然保證不了尺寸要求。
所以01號刀對刀的關鍵，在于零件直徑測量的準確程度。
2.1.3 非基準刀T02、T03、T04的對刀步驟與基準刀基本相同。
不同的是，非基準刀的刀位點是貼緊零件表面而不是試切零件。
非基準刀對刀的關鍵在于刀位點與零件的貼近程度，貼而未切，似切未切，這樣，輸入的刀偏值才會正確，加工出來的零件才能符合尺寸要求。
2.2 合理確定編程尺寸
在實際加工中，當零件零件各處尺寸的公差帶相同時，可采用刀補方式統一處理。
當公差帶多處不相同時，若用同一把刀具，同一個刀具補償值編程加工，很難保證各處尺寸在其公差范圍內。
因此，對帶有公差的尺寸，為了保證加工尺寸在其公差范圍內，編程時，將基本尺寸換算成公差中值尺寸如表5所示。
2.3 螺紋尺寸的計算
2.3.1 外螺紋的計算：根據公式d1=d-1.3p=24-1.3×1.5=22.05mm，外螺紋底徑尺寸為22.05mm，最后一刀坐標尺寸為X22.05，Z-21。
2.3.2 內螺紋的計算：根據D1=D-p=24-1.5=22.5mm，內螺紋底徑尺寸為22.5mm，最后一刀坐標尺寸為X22.5，Z-42。
3 編寫程序
根據以上制定的加工工藝以及編程坐標系和尺寸，編寫如下O0010、O0011、O0012三個程序單。
4 首件試加工
程序編寫完畢，通過數控機床的仿真功能進行程序校對，檢驗機床動作和運動軌跡的正確性。
而校對后的加工程序還不能確定因編程計算不準確或刀具調整不當等造成加工的誤差大小，因而還必須經過首件試切的方法進行實際檢查，進一步檢察程序的正確性并測量工件是否達到加工精度要求以及能否準確配合。
根據試切情況反過來再修改程序單或采取尺寸補償措施等，如外圓直徑偏大0.1mm，只需在對應加工刀具號的刀補項輸入u-0.1，再次運行程序，偏大的0.1mm就可削除。
反復調整補償，直到加工出滿足要求的零件為止，才能進行批量生產環節。
5 結語
配合件對各個零件的加工精度要求高，只有對圖樣進行技術要求分析，制定合理加工工藝，計算出編程所需的工件輪廓的基點和節點坐標，依據數控裝置規定使用的指令代碼及程序段格式，逐段編寫零件加工程序單，最后通過試加工和調整，才能保證批量加工出滿足精度要求的零件。
經加工驗證，利用本文所制定工藝和程序單，加工出來的產品是合格的。
利用GSK980T系統加工此類零件，希望能為教學和生產提供參考，為國產系統的推廣提供幫助。
參考文獻
[1] 蘇建修，杜家熙.數控加工工藝[M].北京：機械工業出版社，2009.
[2] 陳秋霞.數控加工技術[M].武漢：武漢大學出版社，2010.
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