基于MasterCAM车削模块的热轧辊精车加工

于派

摘要：本文介绍了基于MasterCAM车削模块的热轧辊半精车、精车数控编程。通过对零件图纸的分析制定加工工艺，在MasterCAM软件中绘制加工轮廓图，选择切削参数，设置软件相关工艺参数，最终在siemens 802D系统的车床上运行程序，完成零件的加工。

关键词：MasterCAM；热轧辊；精车；siemens 802D系统

1 引言

热轧辊是一种大型轴类零件，传统热轧辊精车加工大多采用相对坐标编程，起刀点不固定，人为因素干涉较多。应用编程软件可以精准确定加工余量，控制倒角尺寸，尽量排除人为误操作因素，提高产品尺寸精度，对于批量性生产有较大优势[1]。MasterCAM 软件安装方便，操作简单，其中的车削模块非常适合轴类零件的数控加工。

2 轧辊车削加工工艺分析

2.1 分析轧辊图纸

轧辊精车工艺图纸如图1所示，本文的研究只针对轧辊精车的加工，其余位置不做考虑。数控轧辊车床相比于普通轧辊车床，加工精度高，操作方便，但也有其自身缺点，如频繁大切深车削加工导致车削精度不准，相应维修费用高昂。为了保护数控车床精度的同时提高生产效率，建议在普通轧辊车床上粗车加工轧辊毛坯，直径方向留10mm精车余量，长度方向留10mm精车余量。

2.2 确定装卡方式和刀具

根据零件的尺寸要求，建议采用四爪单动卡盘夹持毛坯外径。所选用刀具，半精加工：刀柄：75°正焊接车刀，刀片材质：YG6XA140。可以采用中转速大走刀小切深。精加工：刀柄：右偏机夹车刀。刀片材质：？20 CBN刀片。采用高转速中等走刀微小切深。

3 编制轧辊半精车程序

MasterCAM 数控车的重要部分就是编程，现在以轧辊一侧辊颈车削编程举例，根据图1零件尺寸要求来说明怎样编制轧辊半精车程序。打开MasterCAM软件车削模块。在MasterCAM车削模块根据轧辊精车工艺图纸绘制半精车轮廓图，直径方向留3mm精车余量，长度方向留0.5mm精车余量。各台之间连接处过渡选R10。如图2

3.1 半精车相关参数设置

在“主功能表”菜单中点选“刀具路径”，车床的刀具路径相关设定点选“精车”，系统将提示选取加工轮廓。点选加工轨迹起点处，将有箭头指示轨迹前进方向，再点取轨迹终点，点选菜单中“执行”将出现“车床-精车”对话框，在对话框中设置相应工艺参数。

3.2 半精车切削用量

刀具参数：刀片选择75度钻石形，刀把选择右偏刀。进刀量为2mm/rev（每转进给2mm），主轴转速选择恒定转速100r/min。

3.3 半精加工走刀方式设置

半精车工艺参数：X方向的预留量为0mm。Z方向的预留量为0mm。刀具补正形式选“控制器”，补正方向选右补偿。进/退刀向量中导入时角度选择-90°，导出时角度选择45°。进刀参数选择“allow plunging in both directions”确定结束各项设置，出现“操作管理员”对话框，若修改有关参数，操作步骤同前。

半精车轮廓编程结束之后，刀具轨迹生成，为了保证编程轮廓的正确性，采取仿真模擬进行验证。单击“操作管理员”菜单栏图标，右下角提示栏提示刀具路径模拟，手动控制键盘“s”键可以对半精车加工进行仿真模拟。

确认无误后方可进行G代码生成，点击“操作管理员”图标弹出对话框，选择右下角“执行后处理”弹出后处理程式对话框，点击确认，选择文件所要保存的位置，生成代码。通过手动更改程序使其适合机床siemens 802D系统。通过以上过程完成轧辊半精车自动编程。

4 编制轧辊精车程序

在MasterCAM车削模块根据轧辊精车图纸绘制轧辊精车轮廓图，直径方向留0.5mm磨量，长度方向各台之间注意预留磨床空刀槽，精车图纸有要求的地方按精车图纸留，未标注的地方，刨除磨量下沉0.3mm（直径方向）2。

4.1 精车相关参数设置

在“主功能表”菜单中点选“刀具路径”，同半精车步骤生成轧辊精车刀具轨迹。在“车床-精车”对话框中设置相应刀具参数及切削参数。刀具参数：刀片选择？20球形刀片，刀把选择右偏刀。进刀量为1mm/rev（每转进给1mm），主轴转速选择恒定转速150r/min。

4.2 生成精车程序

精车的参数设置与半精车相同。设置完成后在“操作管理员”对话框中点击“执行后处理”生成轧辊精车程序代码，复制到记事本中，手动调整更改程序，使其适合机床siemens 802D系统。完成轧辊精车程序的编写。如图3。

5 siemens 802D系统对刀操作

将生成的精车程序拷贝到siemens 802D系统下的数控车床上，需要进一步的工件对刀操作，设置工件参考点才能有效的运行程序。具体步骤如下：

5.1 开机和回机床参考点；

5.2 输入刀具和刀具补偿。设置刀具T1D1刀沿位置“9”，刀具半径“10”；

5.3 输入/修改零点偏移。X方向：在已加工面上对刀，千分尺测量已加工面直径读数a，此时记录机床坐标系MCS读数-X1（负数），则零点偏移G55—X处填写：“-a/2-x1-10”。Z方向：在程序设置z轴零点处对刀，此时记录机床坐标系MCS读数-Z1（负数），则零点偏移G55—Z处填写“-Z1-10”。点击确认软键，零点偏移修改完成。

5.4 将刀具提到安全距离，运行机床程序，程序段查找至轮廓起点，运行程序，零件加工完成。

6 结束语

MasterCAM软件操作灵活，界面友好，特别是其中的切削模块对于2D轴类零件的加工非常方便，适合大多数机加用户，能迅速地给企业带来经济效益。

参考文献：

[1]赵显日.《机械零件数控车削加工》.北京：中国电力出版社，2011.

（作者单位：辽宁恒通冶金装备制造有限公司）