數控車床在調節閥多級節流閥桿加工中的應用|資料
作 者：羅小龍 朱欣涓 昊小霞
摘 要：介紹了應用數控車床加工調節閥多級節流閥桿時程序的計算及編程中應注意的問題。
關鍵字：數控車床 多級節流閥桿 編程
引言
近年來，數控技術發展十分迅速，數控機床應用和普及的范圍也越來越 ，在機械制造業中得到了大量的應用。它能多坐標聯動而且容易實現許多普通機床難以完成或無法加工的曲線和曲面。我公司生產的多級節流調節閥因其工作穩定、調節性能好在市場上有極大的占有率，但其多級節流閥桿形線復雜，加工難度大。如果使用車床帶數顯的單板機進行加工。其程序使用二進制數字碼編寫，過程繁瑣，工作量大，容易出錯。無法直接對加工參數進行數字化修改和設置。但是采用數控車床編程能快速、合理的編制出工件加工程序從而達到零件高精度的要求。本文以CK0620數控機床（操作系統采用雙8031為主控單元的兩坐標機床數控系統）為例說明多級節流閥桿編程步驟。
2 程序計算
閥桿（圖1）的節流形線數據見表1。
表1 調節閥閥桿多級節流形線數據
|
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捷，使用增量坐標編量值。刀具運動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（表1）整理計算求得數控車床加工行進坐標值（表2）。
表2 加工坐標
|
（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值形線坐標計算方法是從末項開始X值兩兩相減后取 值乘以2。再經過圓整及后期的調整得到U的直徑值。同理，W值也是從末項開始Z值兩兩相減后取 值。經過圓整及后期的調整后得到W值。但（表2）兩兩相對坐標值的取值變動不宜過大。以保證加工后形線表面光滑。
3 程序編寫
多級節流閥桿中形線都是相同的，但第一級的圓弧過渡與后面二、三級略有不同，需單獨寫出，而二、三級反復加工的形線可用程序循環指令來編寫；其指令的書寫格式為：
G22 LXXXX
…
G80
注：
（1）程序循環指令從G22指令以下一段程序開始執行，到G80以上一段程序為止結束一次循環，然后再返回G22以下一段程序執行。
（2）循環次數用L表示，L后四位數（0~9999）表示循環次數。如果L0000則程序跳過循環內容，向下執行；L0002表示執行2次循環內容，以此類推。
以增量尺寸編程，程序開始處設在第一級節流圓弧R20處，下刀點距R20圓弧開始X、Z坐標相距各5mm。
編制程序如下：
N010 G00 U-10 （U向進刀）
N020 G01 W-4.73 F30 （W向進刀）
N030 G02 U-0.66 W-19.19 I34.76K-9.89 F30（車R20圓弧）
N040 G01 U0.62 W-1 F30 （車節流形線開始）
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 （節流形線結束）
N370 G22 L0002 （循環二次開始）
N380 G02 U-10.6 W-5.53 I4.84 K-7.63 F30 （車R8圓弧）
N390 G02 U1.3 W-12.46 I38.6 K-5.24 F30 （車R20圓弧）
N400 G02 U0.78 W-0.78 I9.32 K1.81 F30 （車R5圓弧）
N410 G01 U0.72 W-1 F30 （節流形線開始）
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 （節流形線結束）
N740 G80 （循環結束）
…
程序中，第二、三級節流形線采用循環指令來編寫。縮短了程序長度，使其清晰可讀，提高了編程速度，降低了出錯的可能性，大大簡化了編程過程。在程序的形線開頭和結尾的數值有部分的改動，它主要是根據加工中實測的結果進行微調，達到零件的公差范圍，這屬于正常的調整。程序的車圓弧命令G02為逆時針銑圓弧，G03為順時針銑圓弧，這里的方向設定與常用的FANUC、SIEMENS系統中圓弧命令中的方向相反。本程序可以反復使用，通過若干次使用程序重復地車削零件上的毛坯余量來逐漸達到圖紙的要求，完成零件的粗車和精車加工。
4 結語
采用數控車床加工調節閥多級節流閥桿可提高機床的定位精度和重復定位精度，使得同一批閥桿互換性好，加工質量穩定，而且大大地減少了人為因素的影響。當加工軌跡是曲線時，數控機床可以使進給量保持恒定，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，確保調節閥在使用過程中流量特性滿足設計要求。
參考文獻
[1] 劉雄偉.數控機床操作與編程培訓教程[M].北京：機械工業出版社。2003.
[2] 戴曙.金屬切削機床[M].北京：機械工業出版社，2001.
[3] 方沂.數控機床編程與操作[M].北京：國防工業出版社，1999.
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