车铣复合加工中心的加工方法

2022-01-01胡泽凯曹娅婧

金属加工(冷加工) 2022年12期

胡泽凯，曹娅婧

1. 西门子（中国）有限公司湖北武汉 430000

2. 武汉联影智融医疗科技有限公司湖北武汉 430000

1 序言

车铣复合加工机床通过一次装夹零件完成多种加工工序。车铣复合是利用铣刀旋转和工件旋转的合成运动来实现对工件的切削加工，使工件在几何精度、已加工表面完整性等多方面达到使用要求的一种先进切削加工方法。车铣复合加工不是简单地将车削和铣削两种加工手段合并到一台机床上，而是利用车铣合成运动来完成各类表面的加工，是在当今数控技术得到较大发展的条件下产生的一种新的切削理论和技术[1-3]。本文以西门子828D系统为例，介绍西门子车铣复合的编程方法。

2 西门子数控系统的优势

西门子828D提供了很实用的人机对话式编程，加工零件程序无需记忆大量G代码，还有各种转换功能，用相应的转换指令就能很方便高效地编程。在大部分车床结构中均没有实际Y轴，若在配置有动力铣头的车床中进行铣削加工，通过车削主轴进行运动补偿才能三维加工。但是手工去计算主主轴角度与X、Z轴的位置关系难度较大，而西门子数控系统正适用于这种需求。

进行圆周铣削加工时使用“TRACYL(d)”进行柱面转换，系统会自动生成一个虚拟的Y轴，需要注意的是此时深度方向即为刀具轴X；进行端面铣削加工时使用“TRANSMIT”端面转换，系统会自动生成一个虚拟的Y轴。以下为柱面和端面车铣的常用指令。

3 车铣复合编程方法

3.1 使用TRACYL柱面转换加工柱面铣削类零件销轴

通过车铣复合机床TRACYL柱面转换加工销轴，首先运用西门子人机对话模块把零件外圆和螺纹加工完成，然后加工螺纹端的对穿孔，再铣削零件根部扁方，最后在扁方处雕刻字母。成品销轴如图1所示。

图1 成品销轴

销轴外圆和螺纹车削界面如图2所示，使用的是西门子系统的模块编程。

图2 销轴外圆和螺纹车削界面

外圆和螺纹加工完成后，第一步需要在销轴的螺纹部分钻两个对穿孔。首先选择需要的刀具，4号刀为φ5mm钻头，然后主轴定位到0°，启动第二轴铣削轴，轴参数为正转，转速为1000r/min，进给速度为80mm/min。在外圆直径为24mm、Z方向－6mm的圆柱上开始钻孔，因为是两个对穿孔，所以设定的X绝对值＞24，此处设为－28。钻完孔后转换结束，使用TRAFOOF取消转换，主主轴复位。具体程序如下。

另外一个对穿孔的加工程序基本一致，仅需更改“SPOS=90”。钻孔完成后的零件如图3所示。

图3 钻孔完成后的零件

第二步需要在销轴卡盘处铣一个对称扁方，此时不需要车床主轴跟随运动，所以不需要TRACYL柱面转换命令。首先选择刀具，6号刀为φ10mm立铣刀，然后主轴定位到0°，启动第二轴铣削轴，轴参数为正转，转速为1000r/min，进给速度为80mm/min。在Z方向－95mm、X方向40mm的圆柱上沿虚拟Y轴铣削平面，铣削完成后第二轴铣削轴复位，也可以使用西门子面铣削模块编程，此处不再赘述。具体程序如下。

铣削另外一边仅需更改“SPOS=180”。铣削完成的零件如图4所示。

图4 铣削完成的零件

第三步需要在销轴外圆柱面刻字，需要车床主轴跟随第二轴铣削轴运动，启动TRACYL柱面转换命令。首先选择刀具，8号刀为φ1.5mm中心钻，然后主轴定位到0°，启动第二轴铣削轴，轴参数为正转，转速为1000r/min，进给速度为80mm/min。在Z方向－70mm、X方向38mm的圆柱上使用西门子雕刻模块进行加工，雕刻完成后主主轴复位。雕刻完成的零件如图5所示。具体程序如下。