引言
宏程序具有灵活性、通用性和智能性等特点。 例如,对于规则曲面的编程来说,如果使用CAD/ CAM软件编程,工作量大、程序庞大、加工参数不易 修改。宏程序基本上包含了所有的加工信息(如所 使用的刀具几何尺寸信息等),通过简单的存储和 调用,可以很方便的重现当时的加工状态,给周期性 的生产特别是不定期的间隔式生产带来方便。
任何数控加工只要能运用宏程序完整的表达, 即使再复杂,其程序篇幅都比较精炼,可以说任何一 个合理、优化的宏程序,极少会超过60行,换算成字 节数,不超过2kB,节约了机床系统的内部存储空 间。
1孔系加工
1.1孔加工
在传统的(圆)孔系加工工艺中,往往需要不同 直径、数量众多的钻头对孔进行粗加工。使用普通 机床加工,一般是采用一支一支地换刀方式。加工 中心拥有刀库并能自动换刀,即拥有一定数量的刀 具,否则加工中心就只能当铣床使用,失去了加工中 心的意义。
对于尺寸精度和表面粗糖度要求较高的孔更是 “一个萝卜一个坑”,需要众多专用的镗刀,对于被 加工的机械零件来说,孔径的参数是多种多样的,以 轴承孔为例,即使是标准系列的轴承孔,其规格从小 到大有数百种,受限于物理条件和制造工艺,即使是 调整能力较强的机夹式镗刀,其有效加工尺寸的范 围也有限。以某国际著名刀具品牌为例,在直径 100 mm以内的镗刀系列中可提供的规格有:25? 32 mm, 30 ~38 mm, 37 ~47 mm, 46 ~56 mm, 55 ~ 70 mm, 69 ~ 84 mm, 81 ~ 96 mm, 83 ~ 101 mm 八 种,且每种规格所具备的调节幅度最多18 mm。实 际生产中需要的镗刀数量是非常大的,相对成本也 比较高。特别是遇到盲孔时,因为排削困难,很容易 对镗刀造成损害。
1.2内螺纹加工
加工中心中传统的内螺纹加工方法主要采用丝 锥攻螺纹,对机床主轴与切削进给之间的同步关系 要求很高,而且粗、精加工不能分开,有时受机床精 度、丝锥质量的影响,加工出的螺纹精度很难保证, 表面粗糙度也较难控制。用铣刀铣孔或用螺纹铣刀 铣螺纹,在一定程度上可以缓解以上矛盾。
2宏程序螺旋插补方式孔(螺纹)加工
FANUC数控系统的加工中心,圆弧插补通常为 必备的标准功能,但有的加工零件单单用圆弧插补 功能很难加工出来,例如用圆弧插补指令G02 (G03) 能加工出规则的整圆,却无法加工
出阿基米德螺旋线。在加工锥螺纹或锥孔时采用阿 基米德螺旋线的加工方法来加工效果会比较好。下 面介绍采用直线逼近法加工孔或锥孔的加工程序, 只需对程序参数稍加修改便可加工出直螺纹或锥螺 纹。
在FANUC系统中有个重要的参数,即州). M10,该参数定义为:在G02/G03指令中,设定起始 点的半径与终点的半径之差的允许极限值。该参数是决定能否实现用螺旋插补功能来加工锥度螺纹的 关键因素。
下文程序中是以刀具中心回转半径为自变量, 依次递减半径变化量#101与Z向变化量#100实现 三轴联动螺旋插补,采用绝对坐标指令,对螺纹深度 控制很方便。右旋内螺纹,中心位置为(〇,〇),螺纹 大径为960 mm,螺距为3 mm,螺纹深度为Z-32,单 刃螺纹铣刀半径为11. 5,螺纹锥度角为10°。将参 数6050>6059中赋值时可用G代码调用宏程序,本 程序将参数6050中赋值为113,即G113相当于 G65P9010。
3切削实验效果
以上程序在中小批量生产中得到广泛应用,尤 其是在产品中螺纹直径较大时使用频率比较高,为 公司节约了刀具使用成本,提高了生产效率。加工 孔径比较大时,镗刀规格有限,采用此程序分层逐步 切削,效率可提高50%以上。加工精度取决于机床 精度的等级,一般可以满足H7精度要求。表面粗 糙度取决于刀具的影响,可达到3.2以上。在加工 圆周均布阵列孔时,编程无需计算坐标尺寸,只要在 主程序中也给出变量系统将自动计算出所需加工孔 的位置。在实际生产中,加工同一类型规格不同的 孔时,一把刀可以代替多把刀,大大节省了刀具库存 量。程序格式与机床配备格式基本相同,对机床使 用空间得以扩展,程序简洁节省了机床系统内部存 储空间,机床运行速度得以提高。 4结语
经实际切削验证,使用机床系统圆弧插补指令 加工锥螺纹时,孔的直径并非是在插补过程中不断 的变小或变大,而是在进行一个整圆插补完成以后 直径在递增或递减一个值,刀具轨迹相当于阶梯形 状。但在车床加工外锥螺纹时,刀具轨迹是在从小 到大,或从大到小不停的变化。两者在配合时存在 间隙,上述程序的刀具轨迹,在圆弧插补的同时直径 也在不断的变化,与外螺纹加工时的刀具轨迹相同, 适用于各种高压油管以及其它高压密封接口的加工。
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