2007PLM征文之28:对某型号曲轴模样的数控铣制造

一、前言

本公司是大型专业曲轴生产企业，目前曲轴毛坯造型采取砂型（潮模）跟铁模覆砂两种。对潮模工装因其毛坯外型精度要求相对较低，模样制作都是公司手工自制，其优点是费用低廉，但其缺点是制作工期长，配套的漏板、垫板等工装因模样的加工精度问题难以互换使用，易造成工装维修、管理方面的混乱。铁模工装的模样优点毛坯外型精度高，工期短，互换性强，工装可以标准件形式管理；但因公司加工能力有限，基本靠外协方式来加工铁模工装的模样，其缺点是资金投入大，维修不便。基于上述问题，公司于06年购置XH715加工中心一台，UGNX软件一套，并着手对各类曲轴模样数控加工的试制工作。

二、机床及CAM软件简介

XH715是江苏多棱集团生产的以FANUC操作系统为核心的中档数控加工中心，其定位精度为0.016/500mm，重复精度为0.006mm，工作台最大荷重600Kg，主轴锥度BT40，主轴转速60-6000r/min，完全能够满足本公司加工曲轴模样的要求。

CAM编程软件选用了UGS公司的NX4。主要考虑到本公司早在2001年就已引进EDS公司的SOLIDEDGE三维设计软件，而后UGS公司收购EDS，NX能够很好的兼容SOLIDEDGE文件，这样可以充分利用公司现有的SOLIDEDGE设计的三维实体进行数控编程工作。

加工方式采用离线编程，在线加工，选用CNC程序传输软件CIMCO EDIT V5进行适时传输。采用干式切削，刀具选用TiAlN涂层刀具。

三、模样的三维造型及数控编程

因设计人员已经用SOLIDEDGE生成了相应模样的三维造型，所以可以直接借用。分模可以在SE中进行，亦可在UG中进行，并且利用UG功能菜单“文件-属性-互操作性-从文件更新”来保持用于CAM的三维造型与SE生成的CAD造型一致。

SOLIDEDGE中的三维造型

刀轨验证

利用UG NX4.0的CAM模块进行编程，NX4.0大大优化了编程走刀轨迹，大大减少了局部加工程序。编程完成经刀轨验证后输出适用的后处理程序。

四、开机前准备工作

模样的坯体经过刨平至分型面，可以为加工创造良好的基础（加工余量均匀）。在关键部位划线，以准备在工件加紧时找正。根据加工编程的要求，准备好所需刀具。机床在每次开机或机床按急停复位后，首先回机床参考零位（即回零），使机床对其以后的操作有一个基准位置。

划线

4.1、装夹工件：

4.2、工件装夹前要先清洁好各表面，不能粘有油污、铁屑和灰尘，并用锉刀（或油石）去掉工件表面的毛刺。

4.3、装夹用的等高铁一定要经磨床磨平各表面，使其光滑、平整。码铁、螺母一定要坚固，能可靠地夹紧工件，对一些难装夹的小工件可直接夹紧在虎钳上。

4.4、机床工作台应清洁干净，无铁屑、灰尘、油污。

4.5、垫铁一般放在工件的四角，对跨度过大的工件须要在中间加放等高垫铁。

4.6、根据图纸的尺寸，使用拉尺检查工件的长宽高是否合格。

4.7、装夹工件时，根据编程作业指导书的装夹摆放方式，要考虑避开加工的部位和在加工中刀头可能碰到夹具的情况。

4.8、工件摆放在垫铁上以后，就要根据图纸要求对工件基准面进行拉表，工件长度方向误差小于0.02mm，顶面X、Y方向水平误差小于0.05mm。工件拉表完毕后一定要拧紧螺母，以防止装夹不牢固而使工件在加工中移位的现象。

4.9、再拉表一次，确定夹紧好后误差不超差。

4.10、工件碰数：对装夹好的工件可利用碰数定加工参考零位。

分中碰数步骤如下：

手动移动工作台Y轴，使刀靠近工件一侧面，当刀刃刚碰到工件时（转动刀具，刚刚有切削碎销时），就设定这点的相对坐标值为零；再手动移动工作台Y轴使刀工件的另一侧面，当刀刃刚碰上工件时记下这时的相对坐标。根据其相对值减去刀具的直径（即工件的宽度），检查工件的宽度是否合符图纸要求。把这个相对坐标数除以2，所得数值就是工件Y轴的中间数值，再移动工作台到Y轴上的中间数值，把这点的Y轴的相对坐标值设定为零，这点就是工件Y轴上的零位。认真把工件Y轴上零位的机械坐标值记录在G56里，让机床确定工件Y轴上的零位。再一次认真检查数据的正确性。

单边碰数步骤如下：

手动移动工作台X轴，按上面的方法碰工件X轴的一边，把这点的X轴的相对坐标值偏移刀具的半径就是X轴的零位，最后把这一点X轴的机械坐标记在G56里。再一次认真检查数据的正确性（只是要注意定位X坐标值时要记得加入坯体的余量）。手动移动工作台Z轴，刀具去碰摆在基准面上的等高垫铁，把这点的相对坐标值设定为零，这点就是Z轴的零位。把这点的机械坐标Z值记录在G56中。这就完成了工件X、Y、Z轴的零位设定。再一次认真检查数据的正确性。