参数编程在数控车床切槽加工中的应用

1、 参数编程在数控车床切槽加工中的应用 韩振猛摘 要： 通过分析切槽加工的过程，说明CYCLE93固定循环加工在实际生产加工中的作用及局限性，提出参数编程在数控车床切槽中的方案。其切槽进给速度和每次进刀距离随直径变化而逐渐减小，使切槽更为合理、有效。Key： 切槽固定循环；参数编程引言切槽加工在数控加工中应用较为广泛，切槽动作本身比较简单，在普通机加工中，操作者可以根据加工状态及时调整进退方向及进给速度，使切槽顺利进行。但在数控机床加工中，程序一旦运行，就无法对切削状态的变化进行人为的干预，加之切槽刀刀体长而窄，刚性差，刀刃锋利而磨损快，散热不好。切槽加工中，铁屑和车刀挤在一起，铁屑清除困难，常

2、常会产生振动现象，使车刀变形而难以维持稳定切削。因此，切槽往往是数控加工中的难点之一，为有效的清除切削时产生的铁屑，西门子数控机床都提供有CYCLE93循环加工指令。CYCLE93循环指令可直接用于宽槽加工，调整参数后也可用于切槽或切断加工，其切削过程为断续加工，能起到断屑、及时排屑的作用。但循环指令用于切槽时有一定的局限性。1.切槽时恒进给速度对切槽的影响切槽时恒进给速度对切槽可产生不利影响，如图1所示，当不考虑进给运动时，车刀刀刃上某一定点O在工作表面上的运动轨迹是一个圆，0和0为正交平面P0内的标注前角和后角，当考虑到进给运动后，刀刃上任意一点O在工件上的运动轨迹为阿基米德螺线，刀具工作

3、前角和刀具工作后角应为：为正交平面Pre与Pr之间的夹角，即主运动方向与合成运动方向的夹角。切槽时刀具愈近工件中心，d值愈小，因此在一定进给量下，刀具工作后角逐渐减小到刀刃接近工件中心时刀具后角甚至从正变为负值，刀具对工件表面产生挤压和摩擦，在切削刃上产生积削瘤并容易产生振动，对刀具寿命产生负面影响。对一般手工加工而言，切断进给快接近工件轴心时，一般会降低进给量f，减少每次进刀的切深，并根据铁屑的排放情况和切削系统的振动情况适时退刀。但在数控循环指令中，进给速度是恒定值，如果按轴心加工情况来设定进给速度f，则势必影响加工效率。2.循环移动量大小对排屑的影响切槽时循环移动量i 的大小对排屑产生影

4、响。循环移动量是指在切槽循环中每次进刀的距离。进入切槽或切断状态后，铁屑在刀具的作用下开始形成，随着切槽深度的增加，排屑愈加困难。如果每次进刀的距离为固定值，开始切槽时合适，接近轴心时却不一定合适； 如果按轴心加工情况来设定循环移动量，则势必严重影响加工效率。所以，有必要对切槽动作进行相应的调整。3.解决措施尽管CYCLE93循环指令在实际切槽应用中有一定的局限性，但是，切槽时采用循环切入方式仍是有效的切槽走刀方式，其缺陷可通过参数编程来克服。要使工作后角在切断过程中不变，当d 变化时， 应不变。根据式（ 3 ） ，比值f /d 应为常量，即有进给速度f = df0 /d0，f0和d0为初始切

5、削进给量和工件直径。但由于切断过程是d0，即f0，此时切断将无法有效进行，因此可增设切断时最低的保留速度f1。为使切槽过程中铁屑顺利排放，切槽循环中每次进刀距离i 应根据直径变化而逐渐减少，在切槽过程中，变量i 应为：i = i0-（ i0-i1） （d0-d）/d0其中： i0和i1分别为初始循环移动量和切槽结束时循环移动量。通过参数编程，将进给速度f 和循环移动量i设为按上述规律变化的变量，并形成“进刀退刀”循环。以切断为例，利用西门子数控系统进行参数编程。R1 = d0工件切削直径初值d0R2 = f0进给量初值f0R3 =i0循环移动量初值i0MS1：R1 =R1-R3 新工件切削直径

6、R2 = R1 * f0 / d0新的进给量fR3 =i0-（ i0-i1） （d0-R1）/d0新的循环移动量R2 = R2 + f1增设切断时最低保留速度f1G1 X=R1F=R2 切工件直径G0U2. 0 退刀2. 0IF R1 R3+R9 GOTOF MS2 ；判断是否到达指定深度GOTOB MS 1； 转到MS1MS2：G0X=R10Z=R2-R8-R91.2 4.5mm槽子的精切N20T2D1L1M4S800M7G96S50LIMS=1200G0X=R10Z=R11G1Z=R1-（R7+0.1）F0.04X=R4Z=R1CHR=R7X=R3Z=R1+（R2-R1-R5）/2G0X=R10Z=R2-R5+（R7+0.1）G1X=R4Z=R2-R5CHR=R7X=R3Z=R1+（R2-R1-R5）/2G0X=R10Z=R11L1M016.9mm和1.6mm槽子的粗精切同4.5mm的切削方法，在此不再赘述。4.结论上述切槽加工方案是我们在车床加工过程中总结出的参数编程方法。本文通过对切槽过程的分析，提出了参数编程的方法。从切槽过程分析来看，相对于CYCLE93固定循环加工有明显的优势。对于深槽加工采用参数编程，