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数控加工轴套配合件论文
数控加工轴套配合件论文
摘要：配合件对各个零件的加工精度要求高。
利用广数GSK-980T系统，文章介绍了从制定加工工艺、确定编程坐标系和尺寸、编写程序、首件试加工等多方面来实现其精度要求。
关键词：配合件;试加工;编程坐标系
常用的数控系统有发那科、西门子、三菱、华中、广数等。
广数GSK980系列为1998年推出的国产中高档数控系统，该系统率先采用以DSP运动控制芯片为核心、以嵌入式结构PC为平台的新一代数控系统。
该系统采用DSP和主CPU并行处理机制，具有较高的动态跟踪精度和良好的加工性能。
利用GSK980T数控加工如图1所示
零件。
图1 配合件零件图
1 制定加工工艺
1.1 制定刀具表
数控加工中刀具的选择是工艺设计的重要内容。
刀具选择是否适当，不仅影响机床的工作效率，而且直接关系到零件的加工质量。
本文根据机床的加工能力、工序内容、轴套工件的几何形状和材料等多种因素，制定了加工刀具表如表1、表2。
1.2 制定工艺表
数控加工工序的划分一般要遵循的原则：以一次安装、加工作为一道工序;以同一把刀具加工的内容划分工序;以加工部位划分工序;以粗、精加工划分工序。
遵循以上原则，配合件轴制定了6道工序，配合件套制定了12道工序。
切削用量主要包括主轴转速、进给速度和背吃刀量。
切削用量的大小，直接影响机床性能、刀具磨损、加工质量和生产效率。
合理选择切削用量，对于充分发挥机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义。
粗车时，在工艺系统刚度和车床功率允许的条件下，为了提高加工效率，选择背吃刀量为1.5mm。
背吃刀量也不能太大，因背吃刀量越大，切削力也越大，则刀具和零件容易产生变形，会影响到加工精度。
背吃刀量确定后，再根据背吃刀量选择进给速度0.25mm·r-1。
根据选择的背吃刀量、进给速度等条件，用经验公式计算，也可以根据生产实际经验查表选取切削速度Vc，由切削速度Vc，根据公式n=1000Vc/∏d计算主轴转速为600r·min-1。
当零件的精度要求较高时，要考虑留出适当的精车余量0.5mm，根据精车余量确定背吃刀量为0.5mm，精车时应选择较小的进给速度0.15mm·r-1和较高主轴转速800r·min-1。
根据零件形状结构，结合工序划分和切削用量选择原则，制定工艺表如表3、表4。
2 确定编程坐标系和尺寸
2.1 试切对刀建立编程原点
选择合理的编程原点，需要根据编程计算方便、机床调整方便、对刀方便以及零件的特点来确定，一般应选择在零件的设计基准、工艺基准或精度要求较高的工件表面上。
如图1配合件轴应以工件右端面与轴线的交点作为编程原点，建立工件坐标系。
配合件套以工件右、左端面与轴线的交点作为编程原点，分别建立工件坐标系。
当将零件的加工程序输入车床，并经空运行检验修改无误后，即可进行试切对刀，以便建立工件坐标系，其试切对刀步骤如下：
2.1.1 机械回零，U、w相对坐标值清零。
2.1.2 用基准刀试切零件表面，一般是用90°外圆车刀T01装夹在01号刀位作为基准刀。
例如，当编程坐标原点设在零件右端截面形心时，手动试切端面后，沿X轴方向退刀，Z轴方向不能移动。
按刀补键，翻页后光标移到01刀号所在行上，按Z、0、IN键。
则01号刀Z轴的刀偏值就输进了数控系统。
再试切外圆，沿Z轴方向退刀，X轴方向不能移动。
停止主轴转动，测量试切处的零件直径，然后，按X键，输入所测量的直径值(必须输入小数点)，再按IN键。
则01号刀X轴的刀偏值便输入完成。
如果测量的直径不准确，那么输入的刀偏值就存在误差，加工出来的零件也必然保证不了尺寸要求。
所以01号刀对刀的关键，在于零件直径测量的准确程度。
2.1.3 非基准刀T02、T03、T04的对刀步骤与基准刀基本相同。
不同的是，非基准刀的刀位点是贴紧零件表面而不是试切零件。
非基准刀对刀的关键在于刀位点与零件的贴近程度，贴而未切，似切未切，这样，输入的刀偏值才会正确，加工出来的零件才能符合尺寸要求。
2.2 合理确定编程尺寸
在实际加工中，当零件零件各处尺寸的公差带相同时，可采用刀补方式统一处理。
当公差带多处不相同时，若用同一把刀具，同一个刀具补偿值编程加工，很难保证各处尺寸在其公差范围内。
因此，对带有公差的尺寸，为了保证加工尺寸在其公差范围内，编程时，将基本尺寸换算成公差中值尺寸如表5所示。
2.3 螺纹尺寸的计算
2.3.1 外螺纹的计算：根据公式d1=d-1.3p=24-1.3×1.5=22.05mm，外螺纹底径尺寸为22.05mm，最后一刀坐标尺寸为X22.05，Z-21。
2.3.2 内螺纹的计算：根据D1=D-p=24-1.5=22.5mm，内螺纹底径尺寸为22.5mm，最后一刀坐标尺寸为X22.5，Z-42。
3 编写程序
根据以上制定的加工工艺以及编程坐标系和尺寸，编写如下O0010、O0011、O0012三个程序单。
4 首件试加工
程序编写完毕，通过数控机床的仿真功能进行程序校对，检验机床动作和运动轨迹的正确性。
而校对后的加工程序还不能确定因编程计算不准确或刀具调整不当等造成加工的误差大小，因而还必须经过首件试切的方法进行实际检查，进一步检察程序的正确性并测量工件是否达到加工精度要求以及能否准确配合。
根据试切情况反过来再修改程序单或采取尺寸补偿措施等，如外圆直径偏大0.1mm，只需在对应加工刀具号的刀补项输入u-0.1，再次运行程序，偏大的0.1mm就可削除。
反复调整补偿，直到加工出满足要求的零件为止，才能进行批量生产环节。
5 结语
配合件对各个零件的加工精度要求高，只有对图样进行技术要求分析，制定合理加工工艺，计算出编程所需的工件轮廓的基点和节点坐标，依据数控装置规定使用的指令代码及程序段格式，逐段编写零件加工程序单，最后通过试加工和调整，才能保证批量加工出满足精度要求的零件。
经加工验证，利用本文所制定工艺和程序单，加工出来的产品是合格的。
利用GSK980T系统加工此类零件，希望能为教学和生产提供参考，为国产系统的推广提供帮助。
参考文献
[1] 苏建修，杜家熙.数控加工工艺[M].北京：机械工业出版社，2009.
[2] 陈秋霞.数控加工技术[M].武汉：武汉大学出版社，2010.
[3] 张丽华，马克.数控编程与加工技术[M].大连：大连理工大学出版社，2010.
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