數(shù)控車(chē)床在調(diào)節(jié)閥多級(jí)節(jié)流閥桿加工中的應(yīng)用|資料
作 者：羅小龍 朱欣涓 昊小霞
摘 要：介紹了應(yīng)用數(shù)控車(chē)床加工調(diào)節(jié)閥多級(jí)節(jié)流閥桿時(shí)程序的計(jì)算及編程中應(yīng)注意的問(wèn)題。
關(guān)鍵字：數(shù)控車(chē)床 多級(jí)節(jié)流閥桿 編程
引言
近年來(lái)，數(shù)控技術(shù)發(fā)展十分迅速，數(shù)控機(jī)床應(yīng)用和普及的范圍也越來(lái)越 ，在機(jī)械制造業(yè)中得到了大量的應(yīng)用。它能多坐標(biāo)聯(lián)動(dòng)而且容易實(shí)現(xiàn)許多普通機(jī)床難以完成或無(wú)法加工的曲線和曲面。我公司生產(chǎn)的多級(jí)節(jié)流調(diào)節(jié)閥因其工作穩(wěn)定、調(diào)節(jié)性能好在市場(chǎng)上有極大的占有率，但其多級(jí)節(jié)流閥桿形線復(fù)雜，加工難度大。如果使用車(chē)床帶數(shù)顯的單板機(jī)進(jìn)行加工。其程序使用二進(jìn)制數(shù)字碼編寫(xiě)，過(guò)程繁瑣，工作量大，容易出錯(cuò)。無(wú)法直接對(duì)加工參數(shù)進(jìn)行數(shù)字化修改和設(shè)置。但是采用數(shù)控車(chē)床編程能快速、合理的編制出工件加工程序從而達(dá)到零件高精度的要求。本文以CK0620數(shù)控機(jī)床（操作系統(tǒng)采用雙8031為主控單元的兩坐標(biāo)機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)）為例說(shuō)明多級(jí)節(jié)流閥桿編程步驟。
2 程序計(jì)算
閥桿（圖1）的節(jié)流形線數(shù)據(jù)見(jiàn)表1。
表1 調(diào)節(jié)閥閥桿多級(jí)節(jié)流形線數(shù)據(jù)
|
H |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
|
X |
15.957 |
15.943 |
15.928 |
15.912 |
15.895 |
15.876 |
15.855 |
15.832 |
15.807 |
15.779 |
|
Z |
0.999 |
1.998 |
2.998 |
3.999 |
4.997 |
5.997 |
6.996 |
7.996 |
8.995 |
9.994 |
|
H |
11 |
12 |
13 |
14 |
15 |
16 |
17 |
18 |
19 |
20 |
|
X |
15.748 |
15.714 |
15.677 |
15.636 |
15.591 |
15.542 |
15.489 |
15.431 |
15.368 |
15.3 |
|
Z |
10.993 |
11.991 |
12.99 |
13.988 |
14.985 |
15.983 |
16.979 |
17.975 |
18.971 |
19.965 |
|
H |
21 |
22 |
23 |
24 |
25 |
26 |
27 |
28 |
29 |
30 |
|
X |
15.226 |
15.146 |
15.06 |
14.967 |
14.867 |
14.759 |
14.643 |
14.518 |
14.383 |
14.237 |
|
Z |
20.958 |
21.95 |
22.941 |
23.929 |
24.916 |
25.599 |
26.879 |
27.855 |
28.827 |
29.792 |
|
H |
31 |
32 |
33 |
34 |
35 |
36 |
37 |
38 |
39 |
40 |
|
X |
14.078 |
13.904 |
13.712 |
13.499 |
13.261 |
12.994 |
12.692 |
12.35 |
11.962 |
11.521 |
|
Z |
30.75 |
31.699 |
32.637 |
33.561 |
34.469 |
35.356 |
36.217 |
37.046 |
37.836 |
38.577 |
注：H-行程。
為了編制程序的方便和簡(jiǎn)捷，使用增量坐標(biāo)編量值。刀具運(yùn)動(dòng)的正方向是刀具和工件距離增大的程。U值是沿X軸的增量值，W值是沿Z軸的增方向。經(jīng)（表1）整理計(jì)算求得數(shù)控車(chē)床加工行進(jìn)坐標(biāo)值（表2）。
表2 加工坐標(biāo)
|
（U）X |
0.7 |
0.65 |
0.62 |
0.6 |
0.5 |
0.48 |
0.43 |
0.38 |
0.35 |
0.32 |
0.29 |
|
（W）Z |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
|
（U）X |
0.27 |
0.25 |
0.23 |
0.22 |
0.2 |
0.19 |
0.18 |
0.16 |
0.15 |
0.14 |
0.13 |
|
（W）Z |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
|
（U）X |
0.12 |
0.11 |
0.11 |
0.1 |
0.13 |
0.13 |
0.11 |
0.09 |
0.07 |
0.06 |
0.03 |
|
（W）Z |
1 |
1 |
1 |
1 |
2 |
2 |
2 |
2 |
2 |
2 |
2 |
注：U值形線坐標(biāo)計(jì)算方法是從末項(xiàng)開(kāi)始X值兩兩相減后取 值乘以2。再經(jīng)過(guò)圓整及后期的調(diào)整得到U的直徑值。同理，W值也是從末項(xiàng)開(kāi)始Z值兩兩相減后取 值。經(jīng)過(guò)圓整及后期的調(diào)整后得到W值。但（表2）兩兩相對(duì)坐標(biāo)值的取值變動(dòng)不宜過(guò)大。以保證加工后形線表面光滑。
3 程序編寫(xiě)
多級(jí)節(jié)流閥桿中形線都是相同的，但第一級(jí)的圓弧過(guò)渡與后面二、三級(jí)略有不同，需單獨(dú)寫(xiě)出，而二、三級(jí)反復(fù)加工的形線可用程序循環(huán)指令來(lái)編寫(xiě)；其指令的書(shū)寫(xiě)格式為：
G22 LXXXX
…
G80
注：
（1）程序循環(huán)指令從G22指令以下一段程序開(kāi)始執(zhí)行，到G80以上一段程序?yàn)橹菇Y(jié)束一次循環(huán)，然后再返回G22以下一段程序執(zhí)行。
（2）循環(huán)次數(shù)用L表示，L后四位數(shù)（0~9999）表示循環(huán)次數(shù)。如果L0000則程序跳過(guò)循環(huán)內(nèi)容，向下執(zhí)行；L0002表示執(zhí)行2次循環(huán)內(nèi)容，以此類(lèi)推。
以增量尺寸編程，程序開(kāi)始處設(shè)在第一級(jí)節(jié)流圓弧R20處，下刀點(diǎn)距R20圓弧開(kāi)始X、Z坐標(biāo)相距各5mm。
編制程序如下：
N010 G00 U-10 （U向進(jìn)刀）
N020 G01 W-4.73 F30 （W向進(jìn)刀）
N030 G02 U-0.66 W-19.19 I34.76K-9.89 F30（車(chē)R20圓弧）
N040 G01 U0.62 W-1 F30 （車(chē)節(jié)流形線開(kāi)始）
N050 G01 U0.61 W-1 F30
N060 G01 U0.60 W-1 F30
N070 G01 U0.60 W-1 F30
N080 GO1 UO.S0 W-1 F30
N090 G01 U0.48 W-1 F30
N100 G01 U0.43 W-1 F30
N110 G0l U0.38 W-1 F30
N120 G01 U0.35 W-1 F30
N130 G01 U0.32 W-1 F30
N140 G01 U0.29 W-1 F30
N150 G01 U0.27 W-1 F30
N160 G01 U0.25 W-1 F30
N170 G01 U0.23 W-1 F30
N180 G01 U0.22 W-1 F30
N190 G01 U0.20 W-1 F30
N200 G01 U0.19 W-1 F30
N210 G01 U0.18 W-1 F30
N220 G01 U0.16 W-1 F30
N230 G01 U0.15 W-1 F30
N240 G01 UO.14 W-1 F30
N250 GO1 U0.13 W-1 F30
N260 G01 U0.12 W-1 F30
N270 G01 U0.11 W-1 F30
N280 G01 U0.11 W-1 F30
N290 G01 U0.10 W-1 F30
N300 G01 U0.13 W-2 F30
N310 GO1 U0.13 W-2 F30
N320 G01 U0.11 W-2 F30
N330 G01 U0.09 W-2 F30
N340 G01 U0.07 W-2 F30
N350 GO1 U0.06 W-2 F30
N360 C01 U0.03 W-2.08 F30 （節(jié)流形線結(jié)束）
N370 G22 L0002 （循環(huán)二次開(kāi)始）
N380 G02 U-10.6 W-5.53 I4.84 K-7.63 F30 （車(chē)R8圓弧）
N390 G02 U1.3 W-12.46 I38.6 K-5.24 F30 （車(chē)R20圓弧）
N400 G02 U0.78 W-0.78 I9.32 K1.81 F30 （車(chē)R5圓弧）
N410 G01 U0.72 W-1 F30 （節(jié)流形線開(kāi)始）
N420 G01 U0.65 W-1 F30
N430 G01 U0.62 W-1 F30
N440 O01 U0.60 W-1 F30
N450 G01 U0.50 W-1 F30
N460 G01 U0.48 W-1 F30
N470 G01 U0.43 W-1 F30
N480 G01 U0.38 W-1 F30
N490 G01 U0.35 W-1 F30
N500 G01 U0.32 W-1 F30
N510 G01 U0.29 W-1 F30
N520 G01 U0.27 W-1 F30
N530 G01 U0.25 W-1 F30
N540 O01 U0.23 W-1 F30
N550 G01 U0.22 W-1 F30
N560 G01 U0.20 W-1 F30
N570 O01 U0.19 W-1 F30
N580 G01 U0.18 W-1 F30
N590 G01 U0.16 W-1 F30
N600 G01 U0.15 W-1 F30
N610 G01 U0.14 W-1 F30
N620 G01 U0.13 W-1 F30
N630 G01 U0.12 W-1 F30
N640 G01 U0.11 W-1 F30
N650 G01 U0.11 W-1 F30
N660 G01 U0.10 W-1 F30
N670 G01 U0.13 W-2 F30
N680 G01 U0.13 W-2 F30
N690 G01 U0.11 W-2 F30
N700 G01 U0.09 W-2 F30
N710 O01 U0.07 W-2 F30
N720 G01 U0.06 W-2 F30
N730 G01 U0.03 W-2.23 F30 （節(jié)流形線結(jié)束）
N740 G80 （循環(huán)結(jié)束）
…
程序中，第二、三級(jí)節(jié)流形線采用循環(huán)指令來(lái)編寫(xiě)。縮短了程序長(zhǎng)度，使其清晰可讀，提高了編程速度，降低了出錯(cuò)的可能性，大大簡(jiǎn)化了編程過(guò)程。在程序的形線開(kāi)頭和結(jié)尾的數(shù)值有部分的改動(dòng)，它主要是根據(jù)加工中實(shí)測(cè)的結(jié)果進(jìn)行微調(diào)，達(dá)到零件的公差范圍，這屬于正常的調(diào)整。程序的車(chē)圓弧命令G02為逆時(shí)針銑圓弧，G03為順時(shí)針銑圓弧，這里的方向設(shè)定與常用的FANUC、SIEMENS系統(tǒng)中圓弧命令中的方向相反。本程序可以反復(fù)使用，通過(guò)若干次使用程序重復(fù)地車(chē)削零件上的毛坯余量來(lái)逐漸達(dá)到圖紙的要求，完成零件的粗車(chē)和精車(chē)加工。
4 結(jié)語(yǔ)
采用數(shù)控車(chē)床加工調(diào)節(jié)閥多級(jí)節(jié)流閥桿可提高機(jī)床的定位精度和重復(fù)定位精度，使得同一批閥桿互換性好，加工質(zhì)量穩(wěn)定，而且大大地減少了人為因素的影響。當(dāng)加工軌跡是曲線時(shí)，數(shù)控機(jī)床可以使進(jìn)給量保持恒定，這樣加工精度和表面粗糙度可以不受零件形狀復(fù)雜程序的影響，從而提高了工作效率，降低了加工成本，確保調(diào)節(jié)閥在使用過(guò)程中流量特性滿足設(shè)計(jì)要求。
參考文獻(xiàn)
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[3] 方沂.數(shù)控機(jī)床編程與操作[M].北京：國(guó)防工業(yè)出版社，1999.
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