CN110216296A - 一种降低加工拨叉槽成本的粗切槽方法 - Google Patents

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Abstract

本发明一种降低加工拨叉槽成本的粗切槽方法，包括步骤1，将待加工的零件沿机床坐标系的X轴水平固定；步骤2，根据加工要求设定刀具主轴在X轴上的初始位置X1和终止位置X2，以及切入进给的进给量F1和回退进给的进给量F2，使刀具主轴做连续周期性的切入进给和回退进给，每次切入时的回转角度总数和退回时的回转角度总数相加不是360的整倍数，切入进给为2～3mm，回退进给为0.5～1.5mm；步骤3，当刀具主轴循环至终止位置X2时，完成零件的粗切槽；不仅得到的铁屑长度比复合式切槽循环指令G75得到的短，而且对刀具的冲击变小，缩短整体切削时间，提高刀具耐用度，解决了切拨叉槽时不断屑的问题，降低了粗切槽的成本。

Description

一种降低加工拨叉槽成本的粗切槽方法
技术领域
本发明涉及机械加工技术领域，具体为一种降低加工拨叉槽成本的粗切槽方法。
背景技术
对于需要外圆切深拨叉槽的零件，考虑到需要去除的余量较大，工艺分两个工序加工该槽：先粗切槽，再精切槽。
当前，粗切槽一般使用复合式切槽循环指令G75进行径向深槽加工断屑，其执行过程是：步骤1，机床坐标系的X轴以F速度径向进给距离I；步骤2，X轴快退距离K；步骤3，X轴以F速度进给距离I+K；步骤4，重复步骤2和步骤3的过程直到X轴进给到拨叉槽的底径。当槽较宽和较深时，切削量大，在不希望损失效率的情况下，得到的铁屑较长，铁屑缠绕在槽刀上很普遍，由于铁屑缠绕在槽刀上容易导致槽刀寿命降低和损坏排屑器，因此造成在车拨叉槽时切槽的成本高，这同时也成为齿套上切拨叉槽的难题。
铁屑缠绕单纯从切槽刀的选型上是无法完全解决的，而目前有些厂家在设备研发和制造时，使用冷却液高压断屑的方法，但是这种方式对机床配置有较高要求，有些机床不能使用，灵活性也不好，断屑效果也不稳定。
发明内容
针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种降低加工拨叉槽成本的粗切槽方法，步骤简单、操作方便，实现了断屑，对刀具冲击小，降低了粗切槽的成本。
本发明是通过以下技术方案来实现：
一种降低加工拨叉槽成本的粗切槽方法，包括如下步骤，
步骤1，将待加工的零件沿机床坐标系的X轴水平固定；
步骤2，根据待加工的零件的加工要求设定刀具主轴在X轴上的初始位置X1和终止位置X2，以及刀具主轴切入进给的进给量F1和回退进给的进给量F2，使刀具主轴做连续周期性的切入进给和回退进给；
其中，每次刀具主轴切入时的回转角度总数和退回时的回转角度总数相加不是360的整倍数，刀具每次的切入进给为2～3mm，回退进给为0.5～1.5mm；
步骤3，当刀具主轴循环至终止位置X2时，完成零件的粗切槽。
优选的，步骤2中刀具每次的切入进给为2.5mm，回退进给为1mm。
优选的，步骤2中所述的进给量F2大于进给量F1。
优选的，步骤2中所述的进给量F2的取值范围为0.25～0.3mm/rad，进给量F1的取值范围为0.3～0.4mm/rad。
优选的，步骤2在设定进给量F1和进给量F2后，设定刀具主轴在执行切入进给前的后退量X3，后退量X3的取值范围为0.2～0.4mm。
进一步，在设定后退量X3后，先计算刀具主轴在X轴切入后的直径D1，判断后退量X3与直径D1的数值，若直径D1≥后退量X3，再执行切入进给操作。
与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：
本发明的粗切槽方法，将待加工的零件沿机床坐标系的X轴水平固定以便刀具主轴进行加工，通过优化切削方式，使每次刀具主轴切入时的回转角度总数和退回时的回转角度总数相加不是360的整倍数，刀具主轴做连续周期性的切入进给和回退进给，每次的切入进给为2～3mm，回退进给为0.5～1.5mm，可以保证切入进给和回退进给在合理的范围，这样当刀具主轴循环至终止位置X2完成零件的粗切槽时，不仅得到的铁屑长度比复合式切槽循环指令G75得到的短，而且对刀具的冲击变小，缩短整体切削时间，提高刀具耐用度，通过循环渐进式切入和切出的切削方式缩短铁屑长度，使产生的铁屑不缠绕在槽刀上，加上合理的切入进给和回退进给，解决了切拨叉槽时不断屑的问题，降低了粗切槽的成本。
进一步的，当进给量F2大于进给量F1时可以进一步提高切削的效率。
附图说明
图1为本发明刀具的切削轨迹示意图。
图中：切入轨迹1，切出轨迹2。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，所述是对本发明的解释而不是限定。
针对铁屑长和车拨叉槽成本高的问题，本发明使用“循环震荡切槽”的加工方法，具体的加工原理为：通过给定机床坐标系X轴上一系列等差递减和等差递增的坐标点，控制刀具主轴做连续周期性的切入进给和回退进给，其中主轴必须以转速编程，每次切入时主轴回转的角度总数和退回时主轴回转的角度总数相加不能被360整除，因为在试验中，切入的主轴回转角度总数和退回的主轴回转角度总数相加是360的整数倍时无法实现断屑。
本发明一种用于断屑的粗切槽方法，包括如下步骤，
步骤1，将待加工的零件沿机床坐标系的X轴水平固定；
步骤2，根据待加工的零件的加工要求设定刀具主轴在X轴上的初始位置X1和终止位置X2，以及刀具主轴切入进给的进给量F1和回退进给的进给量F2，使刀具主轴做连续周期性的切入进给和回退进给；
其中，每次刀具主轴切入时的回转角度总数和退回时的回转角度总数相加不是360的整倍数；
步骤3，当刀具主轴循环至终止位置X2时，完成零件的粗切槽。
刀具的切削轨迹如图1所示，其中实线条为切入轨迹1，虚线条为切出轨迹2，刀具循环周期性地切入和切出，刀具每次的切入进给可在2～3mm，回退进给可在0.5～1.5mm。在本实施例中，刀具先切入进给2.5mm，回退进给1mm，然后再进给2.5mm，回退1mm，按此循环直至得到最终X轴的尺寸，切到需要的槽底直径尺寸，即能完成切槽加工，得到的铁屑长度比复合式切槽循环指令G75得到的短，实现了断屑，对刀具冲击小。
当回退进给的进给量大于切入进给的进给量时可以提高切削效率，回退距离也不能太多，当回退距离大于1.5mm时会对刀具冲击变大，且整体切削时间变长，刀具耐用度降低，从而使切槽的成本变高，也使切削效率降低。
作为一个实例，刀具在加工某一拨叉槽时，采用优化后的宏程序进行操作，具体如下，其中变量#1、#2、#3、#4需要人工输入参数；
#1＝173.5，定义刀具主轴在X轴的初始位置，单位为mm，173.5与实际待加工的零件槽切入直径有关，可根据加工要求调整；
#2＝157.5，定义刀具主轴在X轴的终止位置，单位为mm，157.5与实际待加工的零件槽底直径有关，可根据加工要求调整；
#3＝0.25，定义刀具主轴切入进给的进给量，单位为mm/rad，一般可在0.25～0.3取值；
#4＝0.35，定义刀具主轴回退进给的进给量，单位为mm/rad，一般可在0.3～0.4取值；
#1＝#1+0.2，计算刀具主轴的切入位置，指示刀具往后退0.2mm再切，一般后退量可在0.2～0.4mm取值；
G01X#1F0.2，刀具主轴直线插补至切入位置；
N10#1＝#1-2.5*#3，计算刀具主轴X轴切入后的直径D1；
1F[#1LE#2]GOTO20，当D1的值小于#2的变量时跳到“N20#1＝#2”，若D1的值≥#2的变量时执行下一个指令；
G01X#1F#3，刀具主轴直线插补至X-2.5后的位置，即直径D1的位置；
#1＝#1+#4，计算刀具主轴在X轴回退后的直径；
G01X#1F#4，刀具主轴以0.35的进给回退至X+0.35后的位置；
GOTO10，返回“N10#1＝#1-2.5*#3后继续执行”；
N20#1＝#2，定义刀具主轴在终点处X轴的直径；
G01X#1F#3，刀具主轴以#3的进给直线插补至终点处；
G04X0.3，刀具主轴停留0.3s，加工结束，停留的具体时间可根据下一步的工序进行设置。
本发明方便对需要外圆切深槽的零件进行推广，复合式切槽循环指令G75的加工方法在粗车时一个刀尖可加工134件零件，而本发明的加工方法在粗车时一个刀尖可加工160件零件。

Claims (6)

1.一种降低加工拨叉槽成本的粗切槽方法，其特征在于，包括如下步骤，
步骤1，将待加工的零件沿机床坐标系的X轴水平固定；
步骤2，根据待加工的零件的加工要求设定刀具主轴在X轴上的初始位置X1和终止位置X2，以及刀具主轴切入进给的进给量F1和回退进给的进给量F2，使刀具主轴做连续周期性的切入进给和回退进给；
其中，每次刀具主轴切入时的回转角度总数和退回时的回转角度总数相加不是360的整倍数，刀具每次的切入进给为2～3mm，回退进给为0.5～1.5mm；
步骤3，当刀具主轴循环至终止位置X2时，完成零件的粗切槽。
2.根据权利要求1所述的一种降低加工拨叉槽成本的粗切槽方法，其特征在于，步骤2中刀具每次的切入进给为2.5mm，回退进给为1mm。
3.根据权利要求1所述的一种降低加工拨叉槽成本的粗切槽方法，其特征在于，步骤2中所述的进给量F2大于进给量F1。
4.根据权利要求1所述的一种降低加工拨叉槽成本的粗切槽方法，其特征在于，步骤2中所述的进给量F2的取值范围为0.25～0.3mm/rad，进给量F1的取值范围为0.3～0.4mm/rad。
5.根据权利要求1所述的一种降低加工拨叉槽成本的粗切槽方法，其特征在于，步骤2在设定进给量F1和进给量F2后，设定刀具主轴在执行切入进给前的后退量X3，后退量X3的取值范围为0.2～0.4mm。
6.根据权利要求5所述的一种降低加工拨叉槽成本的粗切槽方法，其特征在于，在设定后退量X3后，先计算刀具主轴在X轴切入后的直径D1，判断后退量X3与直径D1的数值，若直径D1≥后退量X3，再执行切入进给操作。
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