《利用数控宏程序车削回转双曲面矫直辊》由会员分享，可在线阅读，更多相关《利用数控宏程序车削回转双曲面矫直辊（2页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、利用数控宏程序车削回转双曲面矫直辊石家庄轴承专用设备总 厂( 050 051 )毛增江张克俭一、概述回转双曲面矫直辊是圆形截面管材斜辊矫直机的关键 件。矫直工作状况如 图1所示,辊子工作面在轴 向截面 内图形如图2所示,工作部分 曲线坐标见附表。辊子的材料 为G Cr1 5,淬 火硬度H R C6 064。辊子的曲面精度直接影响管 材被矫直的质量。程序的前提,只有这样才 能实现刀尖 的运动轨迹与曲线相吻合。由图1可知,矫直机 采用 了双 曲线矫直原理,矫直辊的轴向平面曲线为双曲线(非标准 型)。应用平面解析几何有关计算,可以模拟其近似方程为:二生土卫互2上一垄兰_11 3 5一2 1 1.2r
2、20舅该 方程的 解 与附 表对应点的坐标误差x镇。.0 05mm(一8。镇:毛80)。精确度满足工件要求,可以认为此方程就是曲线的方程(推导过程从略)。2.程序的编制J,F CN C一I型数控 车床采用F ANU CO T E一A型数控系统。该 系统的宏指 令不能直接执行函数方程,需要通过一 些变量,才能完整地将上述方程表达出来并 予以执行。具体编程如下:上辊下辊(二01(342X1 6 12 828 5。5G6 5】 10 1P件1 0 1Q79 800-G65】 103P#101(之探1 01G6 5H2 7P俘1 0 2Q徉101G6 5FIOSP井1 0 3Q释102G6 5H04P
3、井10 4Q样103G6 51 105P#1 0 5Q抹1 04G6 弓】04P#IO6Q样1 05G6 51103P#107Q#106G01X#1072井101FO2.C6 5H8 5P80Q#1 0 1G4OG0 1X1 8 O、V3 013.85FO。3书工件O O O O O O O月月月N6 ON7O二 阅80I勺 90二 勺 002阅 1 1 0刃闷 1 20三 阅1 30N140少 切 150户J 1 60卜1 7 0片林流图1图2以前车削这类工件曲面都是 由技术娴熟的工人手控 车床大拖板与 中拖板完成,辊子型面通过与样板比较进 行检查,淬硬后只进行砂光。该加工方式不仅要求工人技
4、术 素质高,而且劳动强度大、效率低、质量差。为此,我 们 采用数 控车床(济南第一 机床厂JIF C NC一l型)对几种数控 车削方 案进 行了比较:(1 )采用直线插补方式 按 附表有关数据 车削,曲线上 拐点较多,曲面呈竹 节状,不光滑;(2 )采用每临近三点圆弧插补车削,虽然比前者好,但不能克服上述弊病;(3 )若按附表中的坐标值,模拟曲线的近似方程,利用数控机床 的宏程序功能车削,淬火后用立方 氮化硼 圆头车刀 精车,是一种理想 的工艺方案。经验证,达到了预期效果,现介绍如下。二、宏程序的编制1.建立平面曲线方程 建立图2所示辊子工 作部分曲线的方程是编制宏R02R2 1 1。2.RO
5、。0 3-F270-F21 1. 2.RO.03-R1 30.R一8 5-K一15Fl书其 中,第 7 0句中的Ho l表示 置换功 能,其含义是P#101=Q79800,即将Z坐标的初始值(27 9.8)赋于#10 1。第 8 0句中的H0 3表示减法功能,其含义是P#101=Q#10 2一Ro.2,表示#101进行 累减运算。第90句中的H27为混合开方运算功能,其含义是P#10 2-了#1022+RZ lz.2,。第10 0句 中的Hos为除法功能,其含义是P#103 二Q#202一 Ro.03。第1 10句中的Ho4为乘法功能,其含义是P#104=Q#10 3又R27o。第16 0句中
6、的H8 5表示有条件转移功能,其含义是 当Q#101)R一85时,程序重 新从第80句(P8 0)开始执行,从而实现Z坐标值(#1 01 )在一8 5,8。区间 内的累减循环,使双曲线得以连续加工。附表娇直辊工作部分曲线坐 标Z Z Z Z Z0 0 05 5 5l0 0 01 5 5 520 0 025 5 530 0 035 5 540 0 0X X X X X70.0 0 0 0 07 0.0 35 5 570.1 50 0 070.34 0 0 070.600 0 070.94 0 0 0713 50 0 071. 845 5 572.4 0 0 0 0Z Z Z Z Z45 5 55
7、0 0 05 5 5 560 0 06 5 5 570 0 07 5 5 580 0 0 0 0X X X X X7 3.03 5 5 57 3.7 35 5 574. 505 5 575.345 5 576.2 50 0 077。220 0 07吕25 5 5 579.350 0 0 0 0机械工艺师19 95.塑11厂一若一豆式一孤潇下而一了丽面曰 琏一藉一 一苏州冶金 机械厂(2150 04 )张端乐我厂的冶金设备钢丝绳机有两对无级变速链 轮似 盆形 伞齿轮,但回转 母线为Rll46的大半径 小曲率弧线,并沿弧面铣出 6 0条辐射状径 向齿槽,如图1。一、铣齿 工艺的确 定。) ) )
8、) ) ) ) ) ) ) ) ) ) ) ) ) )“ !11 1 1 1 1 1 1 1 旷旷旷旷旷旷旷旷旷旷旷1 1 1 1 126.5 5 5齿顶中心线6 0 齿 齿槽中心线6 0齿详布:转图1其技术要求为:1.齿槽对中心线偏差小于。.0 2mm2.齿顶 中心及 另一成对链轮的齿槽中心相对于键槽 中心偏移小于0.0 2m m3.齿槽分度误差 不大于13 0”,累积误差不大于44.成对链轮对应点 圆弧面误差 不大于0.0 5m m5.轮面与轴心线垂直度不大于。.0 2/1。材料 为氮化钢 3 8CrMOAI A,先调 质,最后氮化,表面硬度H R C6 0一6 2。本文是 在经过多种方法
9、试验加工后,确定在X5 3立式铣床上铣削加工。链轮的加工流 程为:链坯一退火一粗车一调质一精车,仿形精车弧 面一插键槽一磨孔一铣齿一氮化。其中铣齿是关键,采用的是铲齿成形片铣刀,廓形按齿槽的小端设计制造。由于槽底是弧形,槽侧是径 向辐射形。所以,除了通常的铣 削的分度运动以外,还必须具备如下特殊运动:1.沿弧面Rll 46的送进运 动,此时铣刀正对工件中心,切出第1刀ABC D,如图Za。2.链轮偏转一角度,其值等于齿槽半 角叙轴 向投影值,下 同),同 时铣刀移位e,正好 从齿槽 小端通 过。此 时切出 的齿槽左侧面的中点连线正好通 过链 轮 中心,满足了径向性辐射状的要求,这是 第2刀,铣
10、出缺角矩形A B E F,如 图Zb。3.同理,链轮反方 向偏转 齿槽半角e,铣出齿槽右侧 面,这是第3刀A BGH,也是缺角矩形,如图ZC。4.至此,齿 槽加工本已完 成,但因链轮 齿面宽太大,导致齿槽大小端差别过大,大端槽宽超过小端 的3倍,走完3刀以后,在槽低大端处还留有2块三 角形残留面积未被铣切。再将链轮偏转O/2,铣刀移位e/ 2,铣去一块残 留三角形FC J,这是第4刀,如图2 d。5.同理,链轮反向偏转日/ 2,铣刀反向移位e/ 2,铣去另 一块残留三 角形l)子K,这是第5刀,如图Ze。此外,还 应保证一链轮 的齿顶及另一链轮的齿槽分别对准键 槽中心,使成对链轮在安装使用时,
11、其齿槽与齿顶相对应,正好与链条相配.以保证正常传动。值得一提的是,第1 0。句与 第13 0句与方程( x+65)2/13 52一 (22/2 1 1.22)=l无关,仅是为了保证系统的计算精度。第10 0句先缩 小 3 0倍,是为了保留计算数据中的有效主要部分。方程主要部分运算结束后,第1 3。句再 放大 3 0倍。恢复其原值。3.提高了加工精度。淬火后的矫直辊采用宏程序数控车削后,用样板(数控线切割成型)进行比较检 查,接触 间隙小于0.O Zm m,曲面径 向跳动误 差小于0.0 25m m。表面粗 糙度达Ral.6拼m。这些精度是手工车削无法比拟的。三、使用效果四、几点说明我厂利用J:
12、F C N C一皿型数控 车床 的宏程序功能,车削了多批不同规格的矫直辊达到以下效果二1.操作简单,程序修改方便,且大幅度减轻工 人的劳动强度。2.提高了生 产效率。过去只能进行 淬火前精车,手工成型车削每班次(sh )只能加工一件。采 用数控车削后,每 件仅用Zomi n(包括淬火后精车)。提高工 效 2 3倍。1.当切 削 用量选定以后,因FANUC一OT E一A型系统运算速度滞后造 成工件表 面质量降低,可增大程序中第8。句的R值,以得到较好 的表面质量。2.淬火后工件表面硬 度高达H R C6 0一6 4。精 车时,应采用立方氮化硼(CB N)圆形车刀。在程序中应采用刀尖半径补偿功能,在进入切削与退 出切削处要 注意 采取避免过切现象 的措施。20一机械工艺师1 99 5.阴n
