拉伸试件的数控车削技巧- 学兔兔 www.bzfxw.com .pdf

拦旦 主持 冬主垄 拉仲试件的数控车削技巧 东北大学工程训练 中心 ( 辽宁沈阳1 1 0 0 0 4 ) 张立君 拉伸试件是高等学校相关专业进行材料 力学性 能试验主要 的试验件 ，这些试件种类繁 多：按材料 分 ，有灰 口铸铁 、Q2 3 5 、高 强度 钢等黑色金属 ； 也有铸造铝合金 、变形铝合金以及各种铜合金等有 色金属。拉伸部分的精度要求较高。毛坯材料多种 多样 ：有冷轧棒料 、砂型铸造 ；更多的是教师或学 生通过手锯锯割下料 ，毛坯尺寸大小不一。一批材 料中热处理的状态也不 同。数量多少不一 ：少的几 件、多的上千件。 由于拉伸试件的材料 、精度、毛 坯 、数量 的不确定性 。采用一般的编程方法加工试 件 ，容易出现影响效率及加工质量 、损坏刀具 、试 件与夹头联接不上等问题 ，影响了用 户的使用。 笔者通过对拉伸试 件加工工艺的不断研 究 ，利 用数控车床手工编程加工的一些特点 ，摸索出了一 套拉 伸试件数控车 削技巧 ，使数控车床的优点得以 充分发挥。 1 改进加工路线 加 工 如 图 1 所 示 的 拉 伸试 件 ，零 件 材 料 为 Q2 3 5 A，外 圆毛坯 尺寸为 1 6 mm。加工数量 1 0 0 0 件左右 。 0 +l C1 1 I 寸 r 1r _ j I l T L - J 。 J I I 4 5 l l l l 4 5 l 9 0 一 l 图1 该零件的尺寸控制难 点是 8 mm及两端过渡 圆 弧R8 mm，不仅尺寸精度 、表面粗糙 度要求较高 ， 而且形状精 度要求也较高。我们安排该尺寸采用磨 削加 工 ，其他 尺寸的精 度要求 不高 ，采用车 削加 工 ，车削加工的重点应考虑如何提高效率 。经过 改 进 ，部分程序如下 ： N5 G 0 0 X2 0 ,， Z 5 ；( 快速定 位 ) N1 0 G 0 1 X l 0 Z 1 F 0 2 ；( 进刀至倒角处) N1 5X1 4 Z 一 1 ； ( 倒角 ) N2 0 Z - -4 5 ；( 车 削 1 4 mm) N2 5 X1 1 W- 5 F 0 1 5 ；( 粗车连接 圆弧) N3 0 Z - 1 3 4 ( 粗车 8 3 mm) N3 5 X1 4 Z 一 1 4 5 ；( 车削 1 4 mm) N4 0 Z - - 1 8 9 F 0 2 ；( 车至倒角处 ) N4 5 X1 2 Z 一 1 9 0 F 0 1 5 ； ( 倒角) N5 0Z - 1 9 3；( 车切 断处 ) N 5 5 G 0 0 X 1 6 ；( 向快速退刀) N 6 0 Z - -4 5 ；( 退至圆弧起点处) N6 5 G0 1 X1 4 ；( 定位 ) N7 0 G0 2 X8 - 3 W- 6 3 3 R8 ( 第二次粗车 圆弧 ) N7 5 G0 1 Z - 1 3 3 6 7 ； ( 第二次粗 车 8 3 mm) N8 0 G 0 2 X1 4 z 1 4 5 R 8 ；( 第二次粗 车圆弧 ) N8 5 G 0 0 X1 8 0 Z 1 0 0 ；( 退 到换刀点 ) 本程 序 采用 了连续 走 刀路线 ，为两 次走 刀 。 不仅 1 4 mm尺寸一次切 削完毕 ，工件的两端倒 角 l mm 4 5 。同时完成 ， 8 3 mm尺寸也同时进行一 次粗加工 ，不仅减少 了程序的编写，减少了走 刀次 数 ，也减少 了很 多空行程路线。在不影响加 工精度 和工件刚度的情况下 ，缩短 了加工时 间。 2 利用G0 4 暂停功能指令解决断屑问题 在车 1J Q 2 3 5 材料 ，尤 其是变形 铝合金等 塑性 材料 时 ，断屑 及切屑 的缠绕是 非常棘 手的 ，特 别 是 在数控 车床 上 ，问题更为 突 出，如 果不及 时处 理 ，轻则划伤已加工表面 ，损坏 刀具 ，重则造成零 件 弯曲变形报废及安全事故 。由于车削 1 4 mm、 一 纪 ， l l C 参 磊 冷 加 荔 6 5 一 纪 ， l l l 0 mm等夹持部分的粗车切 削用量和半精车 8 3 mm、 5 mm的切 削用量不 同 ，如果采 用粗 车 1 4 mm、 1 0 mm的切削用量来车削 8 3 mm、 5 ram时 ，由于断屑 槽宽度 问题 ，就会产生 断屑 效果 不 好 或 切 屑 的缠 绕 问题 ；如 果 采用 半 精 车 8 3 mm、 5 mm的切 削用量 来车 削 1 4 mm、 8 3 mm，就会出现 由于断 屑槽太窄断不了屑或憋 屑打 刀的现象。 对于这个 问题 ，我们 曾经采取很多方法 ：使用 两把 刀，会增加换刀次数 ，增加编程工作量及 刀具 成本 ，效率 降低 ；如果增加 切削次数、降低切削用 量 ，就会影响加工效率 ；加 大车 刀前角，则会降低 刀具强度 ，增加了刀尖损坏的几率 ；改变断屑槽的 宽 度和深度 及形状 ，因车削各 个尺寸时切 削深度 ( 背吃刀量 )、进给量 、切 削速度都不同，效果不 好 。笔者经过反复研究各个G 指令 ，认为G0 4 暂停 功能指 令可 以解决断 屑问题 。具 体措施如 下 ：无 论车削哪个尺寸 断屑槽均采用按车削 1 4 mm的宽 度 ，在半精车 8 3 mm等尺寸时采用G0 4 令 。以 半精车 图1 的 8 m m尺寸为例 ，部分程序如下 ： G0 1 X1 4Z 4 5 ； ( 定位在 圆弧起 点) G0 2 X8 3 W- 6 3 R 8 ( R5 ) ；( 粗车 圆弧) G0 4 X0 2： ( 暂停0 2 s ，断屑) G0 1 Z 一 9 5 ；( 车至试件一半 ) G0 4 X0 2 ： ；( 暂停0 2 s ，断屑 ) Z 一 1 3 3 6 7 ；( 车至 圆弧起 点) G 0 4 X0 2 ；( 暂停0 2 s ，再断屑一次 ) G 0 2 X1 4 W- 6 3 3 R 8 ； ( 粗车 圆弧 ) 如果试件的拉 伸部分超过 1 0 0 mm，可以再多安 排几次暂停指令 ，以利更好地断 屑。经过对 比，采 用此方法 ，在保证不 降低切削效率 、刀具寿命及加 工 质量的前提下 ，解决了断屑问题 。 3 巧用跳步 “ ， ”指令解决试件毛坯余量大 小不一的问题 车 削毛坯是方形HT 2 0 0 的材料时 ，由于毛坯 下料和铸造的原因，尺寸大小不一 ，如果按大尺寸 毛坯 编程 ，在加 工小尺 寸毛坯会 空走 刀 ，浪费时 间。如果按小尺寸毛坯编程 ，在加工大尺寸毛坯时 会超 出刀具 、夹具允许切削力和夹紧力而 出现打 刀 或试件飞 出事故。另外不能在毛坯改变时 ，现改程 6 6 参磊 籼 旺 五 口 忉 ：， 诵 刁 冷 加 工 序 ，既麻烦也不稳妥 。经过摸索 ，使 用跳 步 “ ” 指令能够很好解决此类 问题 ，以车 削毛坯为方形的 变形铝合金试件为例( 见图2 )，程序如下 ： +I L 、 I _ l I L 。 1 O C l 一 2 N1 0 G 0 0 X 2 2 Z 4 ；( 快速定位至毛坯外缘) N2 0 GO 1 X1 3 Z 2 F 0 2 ； ( 直线插 补方式定位 ) N 3 0 Z 一 1 0 4 ；( 第一次粗车 j5 1 0 m m) N 4 0 G 0 0 X1 6 Z 2 ；( 快速退刀) N5 0 G0 1 X1 0 F 0 2； ( 第二次粗车 1 0 ram) N6 0 Z一 2 8 ； 使用该指令的方法如下 ：如果毛坯尺寸较大 ， 不能一次车 到 1 0 mm，按 起操作面 板上“ ”跳 步按钮 ，指示灯灭 ，程序执行N 2 0 程 序 ，第一次车 削 1 3 ram)；如果毛坯尺寸较小 ，按下操作面板 上 “ ”跳步按钮 ，指示灯亮 ，程序跳过N 2 0 、N3 0 段 ，直接执行N 4 0 ，一次车完 1 0 m m。 4 利用M0 0 程序暂停指令和搜寻命令进行螺 纹加工和精车 在加 工 图3 所示 的高强度钢拉伸试件 时 ，毛坯 截面是方形的 ，有时用户要求打号端不切断 ，只 留 3 ram 左右用于联接 ，由于此类材料强度和硬度都 很高 ，刀具易磨损 ；如果车完螺纹以及精车后 ，发 现夹头旋不上或尺寸大干公差要求 ，再重新装夹找 正将十分 困难 ，而且联接强度不够 ，导致无法重新 车削螺纹和精车 。 图3 以车 削螺纹为例，解决的方法是 ，在螺纹车完 后 ，安排一次暂停指令 ，用于检查螺纹是 否旋合 ， 如果不能旋合 ，在调整 刀具或切削深度后 ，按复位 键 ，按搜寻键 ，搜寻倒螺纹切 削指令的程序段重新