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0.3L取樣器上封頭數(shù)控化加工

2020-6-22 來源：中核蘭州鈾濃縮有限公司作者：吳克清，魏履平

摘要：對(duì)數(shù)控加工中影響0.3L 取樣器上封頭內(nèi)、外表面輪廓尺寸精度和表面粗糙度因素進(jìn)行分析，確定加工方法并編程。同時(shí)確定了車削取樣器上封頭內(nèi) NPT3/8”螺紋的數(shù)控加工方法。

關(guān)鍵詞 ：循環(huán)輪廓；程序編制；數(shù)控切削

0.3 升取樣器因所取物料樣品的特殊性，致使其制造精度和密封性要求及相關(guān)零、部件加工精度要求較高。為確保容器內(nèi)表面不掛料，上端內(nèi)輪廓表面采用錐面與兩端光滑曲面相連結(jié)構(gòu)，進(jìn)、出口處與液化閥采用 NPT3/8" 螺紋副結(jié)構(gòu)。加之上封頭（見圖1）內(nèi)、外輪廓表面形狀復(fù)雜，工期緊，決定改傳統(tǒng)的普通車削為數(shù)控車床加工取樣器上封頭。

圖1 上封頭圖2 理論刀尖點(diǎn)

1 、確定工藝路線

根據(jù)上封頭輪廓形狀特點(diǎn)，確認(rèn)工藝路線為：平棒料一端面→分段粗加工各外輪廓表面→精加工棒料 φ30外表面→以 φ30外表面為基準(zhǔn)，加工其余外輪廓表面→加工內(nèi)輪廓表面（此時(shí)應(yīng)準(zhǔn)確確定好 NPT3/8" 螺紋底錐孔尺寸，為 NPT3/8"螺紋車制奠定良好基礎(chǔ)）→車制 NPT3/8" 螺紋→車制結(jié)束。

2 、數(shù)控加工程序設(shè)計(jì)

2.1 上封頭內(nèi)、外輪廓表面加工方法確定

2.1.1 理論刀尖點(diǎn)確定

CAK50l35gi 型數(shù)控車床具備刀尖圓角半徑補(bǔ)償功能，可以在該車床上不按等距編程就能精確車出圓弧和錐體、圓角、內(nèi)凹圓弧、內(nèi)錐面、反錐面等。加工零件時(shí)，一般先車一刀外圓，測(cè)量外圓的實(shí)際尺寸，由此確定車刀在 X 方向上的位置。然后車一刀端面，測(cè)量該端面到坐標(biāo)原點(diǎn)的距離，以確定車刀在 Z 方向的位置。所以，把與刀尖圓角相切，且分別與 X 軸、Z 軸相平行的直線交點(diǎn) A

，定義為理論刀尖點(diǎn)（見圖 2）。如果車外圓、內(nèi)圓、端面、臺(tái)階時(shí)，按理論刀尖點(diǎn) A 沿著工件輪廓移動(dòng)而編程，就可以車出工件的精確輪廓，而且只需一把車刀。

2.1.2 坐標(biāo)系建立

零件上各點(diǎn)數(shù)值計(jì)算坐標(biāo)系時(shí)，最好與加工零件坐標(biāo)系一致。因此，在建立上封頭加工坐標(biāo)系時(shí)，為方便編程，均以其端面圓心作為 xz 平面坐標(biāo)原點(diǎn)，即建立了二軸工件直角坐標(biāo)系。

2.1.3 編程方法選擇

確定選用 CAK50135gi 型數(shù)控車床絕對(duì)坐標(biāo)編程。

2.1.4 內(nèi)、外輪廓表面切削加工程序設(shè)計(jì)

CAK50135gi 型數(shù)控車床采用 SIEMENS802D 系統(tǒng)。針對(duì)上封頭輪廓表面形狀復(fù)雜、加工余量大，確定采用單步和單程兩種循環(huán)編程方法。CYCLE95為外輪廓表面加工循環(huán)子程序，CYCE95為內(nèi)輪廓表面循環(huán)加工子程序。上封頭內(nèi)、外輪廓表面的加工程序如下：

上封頭外輪廓表面加工主程序

上封頭外輪廓表面加工子程序 L//4

RET

（返回主程序）

上封頭內(nèi)輪廓表面加工主程序

2.2 NPT3/8"加工方法確定

（1）切削工藝路線確定

內(nèi)輪廓表面加工滿足尺寸要求后，就可進(jìn)行 NPT3/8" 切削加工。螺紋分粗加工、精加工，且同向（螺紋左、右側(cè)面）均使用同一把刀具，切削深度控制在0.2mm 范圍內(nèi) 即加工路線為：粗加工螺紋→粗加工螺紋左側(cè)面→粗加工螺紋右側(cè)面→精加工螺紋左側(cè)面→精加工螺紋右側(cè)面→螺紋加工結(jié)束。

（2）切削加工程序設(shè)計(jì)

CAK50135gi 型數(shù)控車床螺紋加工程序設(shè)計(jì)的關(guān)鍵是解決L97 使用中，每刀切削深度不能太大，以確保螺紋加工質(zhì)量。為使用 SIEMENS802D 系統(tǒng)中的編程語言和車削螺紋循環(huán)子程序 L97，在設(shè)計(jì)

NPT3/8" 螺紋加工程序時(shí)，只需在主程序中螺紋每更改一次刀具正確賦值沿軸向起始切削位置數(shù)值，調(diào)用循環(huán)子程序，至螺紋加工完成。

3 、效果分析

本加工方法取得如下成效。

1）工件輪廓尺寸精度高，表面粗糙度低，質(zhì)量完全符合圖樣要求。

2）工件成形尺寸一致性好、質(zhì)量穩(wěn)定，為后續(xù)與筒體組焊奠定了良好基礎(chǔ)。與液化閥連接端螺紋副鏈接時(shí)互換性好。

3）降低了操作者勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了生產(chǎn)效率，縮短了生產(chǎn)周期。

4）數(shù)控加工具有模擬試切功能，杜絕了廢品。

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