数控车床G50坐标偏移应用技巧

陈国奇 刘一波

摘要：为提高零件车削加工效率，提出一种利用数控车床G50坐标偏移加工方法。以快速密封接头零件加工为例，解决了一次装夹，多件加工的问题，有效地缩短了加工时间，大幅度提高加工效率，降低了加工成本。

关键词：数控车削;G50坐标偏移;加工效率

0  引言

生产一种液压系统专用密封快速接头，零件图如图1所示，首批订单为2000件，由数控车床进行车削加工。其工艺方法为：1次装夹加工1件零件，用手摇尾座人工钻孔，经过一段时间的生产，产量非常低，生产操作人员的体力消耗比较大，针对以上问题提出可以尝试用新的加工方法，即利用数控车床G50坐标偏移法一次装夹，伸出足够的长度加工2件，利用数控车床的功能进行自动定位、自动钻孔，完成对该批零件的加工工艺方法进行优化。

1  工艺优化

1.1 外圆部分加工方法

利用端面车刀进行零件伸出长度自动定位，即每次工件所需伸出的长度由端面车刀自动返回工件编程原点控制，一次装夹伸出85mm加工2件零件;加工R2圆弧，锥度，直径15.6mm的外圆利用一条G71循环指令一次加工出来;钻直径6.8mm，深5mm的孔，由于是利用数控车床刀架自动钻中心孔和钻孔，制作了二个夹具，用一根80mm长外圆比刀架的槽大一点的棒料然后铣平两个面，剛好放得进刀架槽里，再在棒料的外侧面钻孔攻上M8的螺纹，螺孔的中心线要跟车床的中心高一致，然后把夹具装在刀架上，把直径Φ6.8mm的钻头夹在数控车床的卡盘上校正夹紧，然后正转卡盘利用数控车床的手动功能进行移动刀架自动定位钻装夹在刀架上夹具上的直径6.8mm的孔，深度必须超过夹具侧面的螺孔，否则夹不到位，取出直径6.8mm钻头装在夹具上钻好的孔里，拧紧侧面的螺丝，有部分数控车床的功能还可以顺便对刀;车槽车45°两侧的角度;切断控制总长;调用子程序利用G50坐标偏移自动加工第二个零件。

1.2 内螺纹部分加工方法

用另外一台数控车床调头夹住零件的外六角部分，伸出3mm;倒1×45°的角同时控制总长;用同样的办法自动钻中心孔定位;钻直径9.5mm，深34mm的孔;车NPT1/4螺孔，直径10mm内孔和60度内圆锥;车NPT1/4螺纹。

2  车削难点及注意事项

2.1 外圆车削部分

该零件为不锈钢材质，一次装夹加工2件，伸出的长度较长，因此转速不宜太高，选择400r/min至560r/min，进给量选择0.12mm/r，该零件内孔较小，采取先钻中心孔定位，保证内孔的精度，钻中心孔的时候避免中心钻折断，主轴转速要适当提高，选择600r/min至800r/min，由于中心钻是装夹在夹具上由数控车床刀架自动进给，因此进给量要选择较慢，0.03mm/r为宜。中心钻的规格最好选用大一点，选A型D为4mm，在钻Φ6.8端面中心孔的时候，算好要钻深度以达到去毛刺的效果，钻孔的时候，由于孔较小，材质为不锈钢，因此钻头伸出长度要适中，最好不要超过工件总长太多。

2.2 调头加工内孔、内螺纹

加工内孔内螺纹的时候，由于同样遇到钻孔钻中心孔问题，切削用量一定要选择好，转速选择560r/min左右，进给量选择0.03mm/r，由于所使用的数控车床刀架为旋转式，正常情况下只能装四把车刀，为了车端面最好用外圆左偏刀车端面，这样跟钻中心孔同一方向进行，中心钻与夹具必须装在端面刀具的后面，同一刀架号上，这样就出现了一个刀号两个刀具补偿量，所以必须搞清楚中心钻的刀具补偿量，放在那里，按一般四工位刀架数控车床来分析它的，刀补功能都设置8组刀具补尝量，为了容易区分，要把中心钻的X和Z方向的刀具补尝量设置在第五组刀补里，在编程的时候格式设置为T0105，这样就实现了一个刀号2组补偿量，同一方向执行两把刀具的功能，有效地减少了换刀时间，增加刀架的功能，端面车刀使用外圆左偏刀，横着装在刀架上，中心钻与夹具竖装在刀架上，两者距离不能离太远，以免中拖板碰到限位开关，造成超程报警。由于内孔顶部还有一个小内圆锥面，内孔车刀伸出长度不能太长，45mm左右，精车时进给量要选择慢一点0.08mm/r，这样可以增加刀杆的强度，减少刀杆的振动，避免让刀。

3  优化车削加工效果

通过对车削工艺的优化，与之前使用1次装夹加工1件，人工手摇尾座钻孔相比，节约了可观的运行成本，并对以后加工类似较短零件提供了宝贵的经验，下面是1次装夹加工1件零件与利用G50坐标偏移1次装夹加工2件零件的比较：

通过数控车床显示加工时间可以计算出利用1次装夹加工1件零件和手摇尾座钻孔加工整个零件需要23分钟。利用G50坐标偏移改进工艺后整个零件加工时间需要18分钟。

两者之间一对比，采用G50坐标偏移改进工艺后的加工方法明显减少了5分钟，按该批零件一共加工2000件，2000×5=10000分钟，10000÷60≈167小时，按每台数控车床的总功率为5kW计算，1千瓦时=1度电，用电1元/度，167×5=835元，该批零件一共节约电费835元，还不算节省的人力、物力、时间，节约了成本开支，取得了可观的经济效益。

通过对该方法不断总结，举一反三，只要改变调用子程序的次数和坐标偏移量，它每一次装夹加工的数量也随之改变，（每加工一个零件的总长+较小车端面的距离+切断刀的刀宽距离）×调用子程序的次数=坐标设置返回偏移量，即G50指令中的W的数值。

4  结束语

通过对这一批快速密封接头车削加工方案的优化，使整批零件的加工时间大大缩短，同时也显现出利用G50坐标偏移加工零件与用其它方法加工零件的优越性、可靠性，它的加工程序较短，不容易出错，是用其它方法无法相比的，通过增加夹具自动钻孔可以有效地减轻操作者的劳动强度，大幅度提高了生产效率。

参考文献：

[1]詹淑梅.数控车床工艺分析[J].内燃机与配件，2019（24）：80-81.

[2]梁显鹏.数控车床工件加工品质控制与优化方案研究[J].内燃机与配件，2019（07）：45-46.

[3]郭自庆.组合零件数控加工工艺分析[J].科学技术创新，2018（24）：191-192.

[4]郭毓辉.数控车床加工工艺流程的优化改进分析[J].山东工业技术，2018（09）：43.

[5]郑力维.数控车床车削加工工艺研究[J].湖北农机化，2019（06）：51-52.