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：2093

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軸功能來實現(xiàn)，本文選用的是車削中心機床。    



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圖1 調(diào)焦筒    


當使用圖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(chǎn)生了改變，變形程度與軸向夾緊力大小成正比，夾緊力過小時還會造成銑削加工時工件的相對轉(zhuǎn)動。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)的改進設計

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。但標準化的夾具結(jié)構(gòu)形式比較復雜，參照其工作原理，對原夾具作了些改進，采用了圖3所示的簡化結(jié)構(gòu)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(zhì)量要求，又降低了制造成本。
為保證夾具使用的可靠性，夾具設計制造應作如下考慮：

  1. 彈性楔套和心軸應按配合要求磨削，且錐度不能太小。

  2. 彈性楔套應淬火以獲得硬度。

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

  4. 彈性楔套前端軸向活動距離按照徑向膨脹量與配合錐度計算值+1～2mm設計。

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

  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，卸件時只需要將鎖緊螺母松開，待工件與彈性楔套呈松動時即可取出工件，裝卸工件簡單快捷。


車削中心上零件加工程序的設計 車削中心銑削加工時，主軸應轉(zhuǎn)換為進給C軸，在刀盤的第11號刀位上安裝動力頭，以實現(xiàn)銑削刀具的旋轉(zhuǎn)運動。工件坐標原點設在工件右端面回轉(zhuǎn)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(diào)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 (下刀并切入) 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) 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 (移到直弧槽起點的Z位) G28 H0 (轉(zhuǎn)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(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。

采用子程序調(diào)用的編程形式可較好地解決分層重復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，本程序是采用增量編程，每層銑完三個槽后向上少提0.5mm，首次下刀的高度位置應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。夾具設計不一定要拘泥于標準，只要了解原理，結(jié)合實際應用情況簡化其結(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(qū)別于加工中心，只要掌握編程規(guī)則，把握關鍵點，就能設計出正確的程序。       


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