SINUMERIK Operate轮廓往复车削循环工艺应用

1. SINUMERIK Operate轮廓车削功能

“轮廓车削”循环中可以选择车刀加工的“车削”、槽刀加工的“槽式车削”和“往复车削”对任意形状轮廓进行编程加工。这些工艺循环不但都具备粗精加工功能而且可以拓展余料加工功能，在编程上须按照顺序调用已有轮廓和轮廓车削工艺循环（图1）。本期重点对往复车削中一些参数和工艺要求做出说明（图2）。

图1

图2

2. 往复车削应用场合

如图3零件，如果使用外圆车刀进行加工会增加刀具数量和换刀动作、增大刀具选型难度；不同刀具加工运行区域之间有加工余料和重叠搭接，下刀位置计算麻烦，容易发生干涉，不安全；不论左右手车刀，一般只能单向加工，退刀行程长。如果使用普通槽刀径向加工方式虽然减少了刀具，但频繁退刀效率低下。

往复车削使用能够沿轴向往复走刀的切槽刀或中置车刀（纽扣刀/圆头槽刀）进行轮廓车削避免了干涉、位置计算方便、走刀安全；一把刀具、避免换刀；往复加工、空刀行程少、可达性好、避免余料、效率高，非常适合加工宽而浅的轮廓槽。

图3

3. 刀具要求：多向进给能力

首先，不是所有切槽刀具都具备往复切削能力，需要选择适合往复切削的刀柄和刀片，同时要知道刀具径向进给和轴向进给率的合理范围（图4）。

图4

4. 刀具要求：端面槽切入直径限制

对于“槽式车削”和“往复车削”加工的方向和位置可以通过图2的参数选择，其中“横向”的端面轮廓槽加工会涉及到跟随参数XDA和XDB，它们是切槽刀具的最大和最小首切直径，图5说明了最大最小首切直径的意义。如果刀具不满足槽的直径范围，则在切入工件时会发生干涉。只要第一刀能正常切入工件，则在后续的加工中就不会产生干涉，所以称之为“最大/最小首切直径”。对于同一把端面槽刀，过大或过小的切入直径将导致图5中的红线部位产生干涉。端面槽刀的最大/最小首切直径通常可从刀体标识或刀具样本中找到（图5红色线框）。

图5

5. 端面槽走刀方式

从工艺上讲，端面宽槽加工从大直径处切入向小直径处走刀加工更为有利。原因如下：1）大直径处切入可以选用更大首切直径的刀具，意味着刀板圆弧更大、支撑更稳定；2）同样转速下，如果切入直径过小、线速度会过低，导致不良的切削，甚至损坏刀具；3）从大直径处向小直径处走刀通常对排屑更为有利。SINUMERIKOperate 端面轮廓槽加工无论是槽式车削或是往复车削均采用这种优化的大直径处首刀切入，而与轮廓元素起始位置和绘制顺序无关（图6）。

图6

6. 毛坯的定义方式和应用

系统提供了3种方式定义毛坯（BL）。使用“圆柱体”定义毛坯需要输入毛坯尺寸XD和ZD；使用“余量”定义毛坯需要输入毛坯相对于产品轮廓的加工余量；当选择“毛坯”方式时，首先需要分别生成毛坯和成品轮廓，并在轮廓调用时依次调用毛坯和成品轮廓（图7）。

图7

其中“毛坯”和“余料”方式减少空刀、提高效率，在毛坯形状接近成品的铸件和锻件加工中很有用（图8）。

图8

*部分图片来源刀具厂商网站公开资料