車削中心加工調(diào)焦筒螺旋槽

發(fā)布日期：2011-11-25    蘭生客服中心    瀏覽：2013

零件加工狀況分析
圖1 所示調(diào)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Ø4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(shí)現(xiàn)，本文選用的是車削中心機(jī)床。    



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圖1 調(diào)焦筒    


當(dāng)使用圖2 所示簡易夾具加工后發(fā)現(xiàn)，由于是穿壁槽加工且槽形較長，單純采用軸向夾壓，加工時(shí)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(dá)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(dá)到尺寸要求，筒柱各處高度也因此而產(chǎn)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(shí)還會造成銑削加工時(shí)工件的相對轉(zhuǎn)動(dòng)。此夾具結(jié)構(gòu)形式只適合于周向銑削淺槽的情形，對穿壁槽銑削則不適合。











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圖2 軸向夾壓式裝夾結(jié)構(gòu)

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圖3 彈性內(nèi)脹式裝夾結(jié)構(gòu)

2 夾具結(jié)構(gòu)的改進(jìn)設(shè)計(jì)

筒形件用內(nèi)壁定位的定心夾具一般采用彈性內(nèi)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(biāo)準(zhǔn)化的夾具結(jié)構(gòu)形式比較復(fù)雜，參照其工作原理，對原夾具作了些改進(jìn)，采用了圖3所示的簡化結(jié)構(gòu)形式，增加了一個(gè)和心軸呈錐面配合的彈性楔套，既有效地保證了加工質(zhì)量要求，又降低了制造成本。
為保證夾具使用的可靠性，夾具設(shè)計(jì)制造應(yīng)作如下考慮：

  1. 彈性楔套和心軸應(yīng)按配合要求磨削，且錐度不能太小。

  2. 彈性楔套應(yīng)淬火以獲得硬度。

  3. 彈性楔套自由狀態(tài)下應(yīng)比調(diào)焦筒工件內(nèi)孔尺寸小0.2mm。

  4. 彈性楔套前端軸向活動(dòng)距離按照徑向膨脹量與配合錐度計(jì)算值+1～2mm設(shè)計(jì)。

  5. 為便于線切割加工，彈性楔套開口槽宜設(shè)計(jì)為偶數(shù)的4或6個(gè)。

  6. 由于調(diào)焦筒螺旋槽在壁厚方向均為通槽，可在楔套外圓面上預(yù)加工出0.2mm深的讓刀空間。

  7. 彈簧用于輔助彈性楔套拔出，卸件時(shí)只需要將鎖緊螺母松開，待工件與彈性楔套呈松動(dòng)時(shí)即可取出工件，裝卸工件簡單快捷。


車削中心上零件加工程序的設(shè)計(jì) 車削中心銑削加工時(shí)，主軸應(yīng)轉(zhuǎn)換為進(jìn)給C軸，在刀盤的第11號刀位上安裝動(dòng)力頭，以實(shí)現(xiàn)銑削刀具的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。工件坐標(biāo)原點(diǎn)設(shè)在工件右端面回轉(zhuǎn)中心處，各坐標(biāo)軸方向如圖3 所示，則該零件加工程序設(shè)計(jì)如下： 01235  
G98 (每分鐘進(jìn)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(diǎn)) M13 S3000 (啟動(dòng)動(dòng)力頭) G0 X62.5 (下刀到工件外表面附近) M98 P1236 L9 (調(diào)用子程序9次) G0 X100 (徑向退刀) M15 (關(guān)閉動(dòng)力頭) G28 U0   G28 W0 (X、Z回零) G28 H0 (C軸回零定向) M30     01236   G1U-13. F100M08 (下刀并切入) H180. F300 (銑直弧槽) G0 U13. (提刀) W-7. (移到另一槽起點(diǎn)) G1 U-13. F100 (下刀并切入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(diǎn)) G1 U-13. F100 (下刀并切入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(diǎn)的Z位) G28 H0 (轉(zhuǎn)至直弧糟起點(diǎn)，為再下一層作準(zhǔn)備) M99 (返回主程序)
以上程序是按FANUC-Oi-TB數(shù)控系統(tǒng)程序格式要求編寫。由于所用刀具較小，且限于動(dòng)力頭的功率，程序按每層切深0.5mm ，以主、子程序調(diào)用形式設(shè)計(jì)，每層銑完三個(gè)槽后提刀返回到第一個(gè)槽下刀處再銑下一層。

采用子程序調(diào)用的編程形式可較好地解決分層重復(fù)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(shè)計(jì)是關(guān)鍵，本程序是采用增量編程，每層銑完三個(gè)槽后向上少提0.5mm，首次下刀的高度位置應(yīng)按照最后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(jié)語
銑穿壁槽的夾具不同于銑淺槽的夾具要求，采用彈性內(nèi)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(shè)計(jì)不一定要拘泥于標(biāo)準(zhǔn)，只要了解原理，結(jié)合實(shí)際應(yīng)用情況簡化其結(jié)構(gòu)，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回轉(zhuǎn)軸的加工中心進(jìn)行加工，但車削中心的銑削功能通常是小功率設(shè)計(jì)，因此其編程加工又區(qū)別于加工中心，只要掌握編程規(guī)則，把握關(guān)鍵點(diǎn)，就能設(shè)計(jì)出正確的程序。       


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