卸料端端盖上孔的加工与编程方法研究

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1、卸料端端盖上孔的加工与编程方法研究撰文/黑龙江广播电视大学富拉尔基分校王占平在大型的核电产品零部件上，经常会出现斜孔、斜面和斜槽等加工特征，机床需要配备角度铣头实现角度变化才能加工，在编程、对刀和测量等方面都要有所考虑，工艺方法和编程方法确定的是否合理，根据实际情况给予解决和改善，提高了工作的准确性和效率。一、引言大型数控铣镗床一般都配备数控镗铣头，有直角角度铣头、可调角度铣头、万能角度铣头和伸长铣头等，可方便调整加工的角度和位置，如果能编程控制铣头的角度，就更为方便省力，也能保证加工的精度要求，提高工作效率。大型工件上的斜槽、斜孔等较多，除了将工件按角度装夹外，需要更多考虑

2、工件体积过大的情况，而选用调整角度铣头的方法完成斜面、斜槽和斜孔的加工。在加工的直径达11m，大型卸料端端盖上总共加工540个孔的情况下，如果不考虑刀具、编程和机床的结构问题，加工效率会大大降低。二、工作准备1.任务描述卸料端端盖（图1）为铸钢材料，净重26,356kg，最大直径达10,922mm。其上共有252个斜孔，直径均为52mm的通孔。第一排孔的初始角度为6.429°，两排孔间隔12.857°，圆锥面上各孔分布圆直径为φ4,019mm、φ5,255mm、φ5,746mm、φ6,445mm、φ7,525mm、φ8,016mm、φ8,850mm、φ9,341mm、φ9,7

3、35mm。其中φ4,019mm分布圆上孔的最大钻通深度195mm，其余各孔的钻通深度140mm。加工该零件选用横梁移动式数控龙门镗铣床，工作台最大承载200t，立柱间距6m，主轴锥孔ISO60，横梁升降行程3.2m，工作台纵向（X）向行程18m。特别适用于零件本身重量大，工件长度较长的黑色金属和有色金属的各种平面、曲面、空间曲面和孔的数控加工。滑枕铣头在配置各种附件铣头的情况下，可以在工件一次装夹中按给定的程序自动连续的完成5个面上的铣、镗、钻、扩孔、铰孔和攻丝等多工序多工位的加工。卸料端端盖由4部分组成，合为一个整体，考虑到直径太大，超过机床立柱间距，拆开两部分，分别加工其

4、上各孔。同时由于工件太大，不能倾斜装夹加工斜孔，所以机床要配备数控万能角铣头。2.制定加工工艺该零件大致经过如下工序过程：划线→粗加工90°结合面→四件把合到一起把牢→划全线→粗加工各端面、外圆和锥面→MT探伤→划线→精修90°结合面符图及其上各孔→四件把合→精车各部符图→MT探伤→划线→钻锥面上各孔→去掉工艺焊块→清整、去毛刺→交检。本文要研究钻锥面上各孔的方法，完成加工的最后一道工序，零件（两件把合在一起）内锥面向上顺工作台平放（图2）按结合面及法兰上端面（A—A剖右端面）找正，按内孔定心，精度0.1mm，按程序完成各孔的加工。3.刀具的正确选用该零件上孔的数量太多，工件

5、材料为铸钢材质，有很高的硬度，如果选用普通麻花钻，钻削速度会受到限制，同时对钻头的刃磨质量提出很高的要求，钻削效率会大大降低。所以选用目前较为先进的内冷式机夹刀片浅孔钻（图3），也称为U钻，刀杆可重复使用，刀片选用立方氮化硼材料，钻削若干孔后，可更换刀片改善钻削情况。钻头尾部装有减振夹柄，可将钻削的噪音降至60分贝以下。同时装有内冷装置，钻孔时，U钻切削液从刀具内部喷出，在冷却刀具的同时，还有助于排出切屑。4.工件装夹与安装受机床宽度的影响，需要将工件拆开成两部分，平放在工作台上，边缘处放垫铁，并拉表找正。工件坐标系设在工件的边缘处，Z向零点设在距离工件上表面1,389.31

6、7mm处，符合图样的设计基准，如图2所示。5.调整铣头机床上装N0.5万能角铣头，角铣头有两个旋转轴B和C，为了准确编程完成钻孔任务，让B和C轴中心交点与工件坐标系原点重合，才能准确控制铣头的角度和位置，首先按图3所示找到铣头中心位置，具体过程为装万能角铣头，并安装靠棒，将铣头调整到图4（a）所示水平位置，找一参照物，上表面加工精度较高（平面度和粗糙度），把量块放在靠棒与参照物上表面间，感到拖滞则为对刀成功，铣头中心距离参照物上表面为50+40/2=70。取出量块，侧移铣头，Z轴负向移动70mm，并将相对坐标系中Z置零。卸下靠棒，安装刀具，并调整铣头到图4（b）所示位置，同样

7、用量块对刀操作，对刀成功后，查看相对坐标的Z值为550mm，计算550-50=500mm值为刀尖到铣头回转中心的距离，即为刀长值。按刀尖对刀后，自然就得到铣头中心到被测面间的准确位置。钻孔前，将刀具刀轴角度调整为绕B轴15°，注意旋转角度与被加工孔的方向要一致，防止将孔钻错。三、编程1.编程指令（1）可编程的零点偏移指令TRANS、ATRANS。TRANS为绝对编程零位偏置，参考基准是当前设定的有效工件零位，即使用G54～G599中设定的工件坐标系。而ATRANS附加可编程零位偏置，参考基准为当前设定的