利用SIEMENS840D数控系统铣削技术总结.doc

利用SIEMENS840D数控系统铣削大直径过渡圆弧的新方法 随着集团公司数控设备的日益增多，以SIEMENS840D数控系统为代表的新一代数控系统逐渐取代8M，880，840C系统，成为生产加工的主力控制系统，对产品质量和加工效率都产生了极大的推动作用 在现有加工的产品中，对于大型轧机机架的压下孔，水压机横梁的主缸工作孔等大直径孔一般都会在孔根部设计较大的过渡圆弧以改善受力情况，减小应力集中，增强零件的使用刚性和抵抗破坏的能力 以往在遇到此类大直径过渡圆弧的加工时往往采取的方法有两种，一是在具备A轴的数控设备上采用附件铣头回转轴与轴向，径向轴数控联合走刀完成切削，该加工方法的特点是加工精度高，编程相对简单，过渡圆大小可由数控编程直接获得，缺点是加工圆弧受制于A轴配备的悬伸刀杆，只能加工Ф1500MM以下的圆弧，而且加工设备维护成本高，辅助时间长，受设备条件局限只能在少数拥有A轴的设备上使用，难以推广，如5×17M数控龙门铣床二是采用手工或机磨的R刀具进行镗削，或数控圆弧插补铣削，这种方法的特点是刀具成本低廉，但加工受力不稳定，容易产生震纹，影响表面质量，加工效率低下，这也是集团公司多数普通设备和不带A轴的数控加工设备经常采用的方法，也是造成加工质量不稳定的主要原因。

鉴于这种情况，我们在加工水压机柱塞的主缸孔时，采用了机床配备的Ф350MM /R15 铣刀盘对其孔底的Ф1880MM/R30圆弧进行了数控近似加工，取得了很好的加工效果，获得了Ra3.2的表面粗糙度，完全满足了图纸工艺要求，比原工艺提高效率3倍以上 加工部位示意图数控程序的编制段号内容说明N001R1=1880/2加工圆半径N002R2=30过渡圆半径N003R3=15刀尖圆弧或球头半径N004R4=350/2刀具最大半径N005R5=R1-R2+R3-R4计算最大走刀半径N006R6=0 （90，180，270）切削过渡圆起始角度N007R7=R2-R3计算圆弧常量N008R8=SIN(R6)×R7计算刀具切入点X向参数N009R9=COS(R6)×R7计算刀具切入点W向参数N010R10=0设定轴向切削平面N011R11=R5+R8计算刀具切入点X向实际数据N012R12=R10+R9计算刀具切入点W向实际数据N013G0 XO YO刀具快速移动至孔中心N014M03 S200 F3000刀具正转 转速200 走刀3000N015G01 W=R12 Z0刀具走刀至轴向切削起始平面N016G01 X=R11刀具走刀至径向切削最终坐标点N017G03 X=R11 I=-R11 J=0刀具逆时针圆弧插补N018G0 X0 Y0刀具快速移动至孔中心N019R6=R6+1（+2，+3，…）变量递增，增值越小，粗糙度Ra值越低N020REPEAT N008 P=90（45，30…）重复执行至008段90次（45次，30次…）N021GO X0 Y0刀具快速移动至孔中心N022 W200 Z0刀具退出加工区域N023M05 M02转速停止，程序结束 程序说明：N006程序段括号内角度实际是决定程序由孔底向过渡圆弧中心正方向还是负方向切削，在粗加工时，具有非常重要的意义，如果孔底余量较大，甚至超过了刀具本体或刀片的宽度，那就必须由圆弧中心向孔底方向进行切削，也就是说，将孔底余量进行轴向的多层分解，可以使加工更为顺畅，以利于机床和刀具的保护，并提高切削效率。

N019 程序段， 对于增量值而言，在精加工时一般我们选取每次累加1～2度即可，过渡圆在空间的分布上一般大于或等于90°，多数情况是等于90°，增量每次递加1°，90/1=90，增量每次递加2°，90/2=45，以此类推，所得的数据即是N020程序段中需重复执行的循环次数，这样做的目的主要是简化程序增量值越小，获得的表面值粗糙度Ra值越小，加工时间越长，经我们实践检验，在增量2°的情况下，就可以获得较高的表面质量，并使加工时间控制在较短范围内，增量值选取过小，当小于1°时，刀具切削层厚度即轴向切削深度骤减，刀具处于摩擦状态，不但不利于加工，而且刀具磨损严重对于粗加工而言，只要在刀具和机床刚性允许的情况下，增量值越大，循环次数越少，经过实践检验，一般选取3～5度为宜，可获得较高的切削效率并为精加工除去足够余量 还需注意的是在粗加工时往往采用直角刀盘进行铣削，此时的刀尖圆弧或球头半径R3值只需要给0值即可，并不用对程序本身进行修改，以实现程序的通用性 粗加工示意图刀具参数与程序运行之间的关系刀具R值越大，过渡圆上的残留面积越小，轴向切削层数量可适当减小刀具R值越小，过渡圆上的残留面积越大，轴向切削层数量可适当增加 程序特点 该数控程序所设置的R参数可以固化下来，只要刀具辅具工装可以满足，在机床行程范围类，理论上可铣削任意孔径根部的过渡圆弧，在执行程序时，只需要给定已知孔径的尺寸，刀具切削起刀平面和刀具参数，过渡圆尺寸即可 ，其他的中间运算过程全部由程序自动运行，可极大的提高加工效率和保证加工质量。

该程序的推广应用将实现在充分利用现有设备资源的情况下，扩大数控设备的加工范围。