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如何实现带肩不锈钢大螺母的数控多件加工?
更新时间:2020/10/15 10:56:54  浏览次数:   【加入收藏】

为了提高数控加工的效率,可以将主程序、子程序和工件坐标系组合在FANUC系统上编程,达到一次加工三个螺母的目的。通过加工工艺的改进,保证了产品质量,减轻了工人的劳动强度。

1.带肩螺母的加工特点

带肩不锈钢大螺母,是我公司生产批量较大的零件,每年的产量有10 000多个。但是这种零件体积比较小、加工时间短。操作者在普通卧式车床上加工时需要反复地装夹,导致加工的辅助时间增加,劳动强度加大,加工效率低。为了能使加工效率提高和劳动强度减小,改进加工工艺在数控车床上进行加工。

2.工艺改进

普通卧式车床加工这种带肩螺母的工艺如下:①备料、调质。②车端面、车外圆、钻孔、倒角及切断。③调头车另一端面至总长,倒角、攻螺纹。

从以上工艺可以看出,普通卧式车床生产这样一件工件需要装夹两次,工序繁杂,效率较低。

改进加工工艺,将在普通卧式车床上完成的工序移植到数控车床上,如图2所示,数控车工艺为:①备料、调质。②整个外形、长度、端面及倒角一次完成。③钳工用立钻攻螺纹。

数控车床最大的优点在于每一次装夹可以完成3件工件的加工,且将车床攻螺纹交由钳工通过立式钻床完成。由此可以看出,新工艺确实能够提高生产效率、降低生产成本以及减轻劳动强度。

3.数控加工

数控加工是本次工艺改进最核心的内容,主要是对数控编程进行了优化。在编程时运用了指令M00暂停功能、指令M98调用子程序功能,利用G54、G55、G56定位工件坐标系功能,实现多件加工的目的。数控加工分为以下几个过程:

(1)装夹。编程之前一定要选择合理的装夹方式,由于是棒料落料式加工,夹具就选择车床自带的三爪自定心卡盘。棒料应伸出三爪自定心卡盘脚外70mm长(这就是主程序G54G00X19Z0.2的位置,然后毛坯端面靠平刀具夹紧装夹基准即可)。

(2)数控编程。编程采用主程序加调用子程序的方法来实现多件加工。首先,需要设定工件坐标系。工件坐标系的设定如图4所示。工件坐标系G54的原点为X0 Z0,用于第一件产品的加工。工件坐标系G55的原点为X0 Z-20.6,用于第二件产品的加工。工件坐标系G56的原点为X0Z-41.3,用于加工第三件产品。

接下来就是编写数控加工程序。数控加工程序分为两部分:

①主程序,主要功能是工件伸出长度对刀、暂停、选择工件坐标系以及调用子程序。②子程序,主要功能是单个零件外形轮廓、内孔、倒角的加工。

(3)对刀。对刀是数控加工的关键步骤,对刀的精确程度直接决定产品的质量。装夹时的预留长度是70mm,其实这个长度不是测量出来的。这就是主程序G54G00X19Z0.2的位置,具体实现方法是将第一个工件编程原点调整为(X0,Z70)。当操作者按启动键,主程序运行,机床运行快速移动至坐标系G54(X19,Z0.2),程序暂停,这时刀具距离三爪自定心卡盘的距离刚好是70mm。操作者可以直接将棒料拉出对刀接触在刀尖上。然后再按启动键,让X轴方向偏离工件大于直径方向一段距离(即主程序G00X100刀具偏移后不影响装夹即可),程序暂停,夹紧三爪自定心卡盘工件。再按启动键开始加工第一个零件,第二和第三个零件是自动加工完成的。一组零件加工完成后,再按启动键,机床返回第一个零件的对刀点,开始下一组对刀,依此循环。这种棒料加工对刀方法,可以避免操作者测量时引起的误差,保证产品加工质量,装夹速度快、效率高。

4.结语

工艺改进之前,在普通卧式车床上加工一个带肩不锈钢大螺母坯需要4min。工艺改进之后,在数控车床上可以达到每5min加工3个。

可以看出,经过工艺改进,效率提高了50%以上,劳动强度降低,产品合格率也得到了提高,受到了操作人员的好评。实际上,这种优化编程技术可以广泛应用于车削加工。在车削加工中,当零件精度高、轴向长度小时,可采用这种加工方法,一次加工出多个零件。对于以小零件加工为主的生产单元,在棒材加工中更为实用。该工艺已在许多产品的加工中得到验证。