高壓電器用紫銅觸指上凹凸圓弧的編程及加工方法

王方凱

摘 要：本文重點介紹圓弧的加工方式，并以一種高壓電器上使用的銅觸指為例，依據被加工工件的材料、輪廓形狀，提出問題，制定加工方案，編寫加工零件程序，希望能夠提供一些有價值的信息與同仁共勉。

關鍵詞：圓弧加工；加工工藝；刀具；加工程序

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.07.155

1 圓弧加工

圓弧加工方法及特點。目前，數控技術正處于快速發展的階段，采用數控車床加工軸類零件表面的圓弧輪廓，方法很多但效果卻不同。比如用成型刀加工，要考慮加工圓弧的大小和工件本身材料，如果圓弧相對較大，由于刀具與工件接觸面較大，加工面會產生震紋，刀具易磨損；用尖刀加工圓弧則要考慮刀具角度，選用不合理會發生干涉問題；用圓弧刀具（比加工圓弧要小）雖然能夠加工出漂亮的外形輪廓，但是依然存在著刀具、工件的干涉問題。下面來通過一個實例，介紹一下通過編程的來解決圓弧車刀的加工時的干涉問題。

2 車削圓弧典型零件分析

（1）零件圖的分析。如圖1所示，是一種高壓電器上使用的觸指，材料為紫銅，外圓有三處R6的圓弧，內孔輪廓由多個圓弧連接組成。 尺寸公差如圖2所示，表面粗糙度全部為3.2。

（2）確定工件加工方案。經過分析零件幾何形狀，考慮如何裝夾等因素，確定如下加工方法：1）根據內孔形狀粗車內孔呈臺階狀，平端面；2）撐爪，以粗車端面定位，撐住內孔精車外圓及R弧；3）軟爪裝夾，夾緊外圓精車內孔。

（3）軌跡生成。進行數控編程時，零件圖上標注的尺寸并不一定是編程所需要的。編程人員要計算出編程所需的準確坐標，尤其對于比較復雜的，由直線、圓弧所組成的曲面，要準確計算出刀具移動進給時走過直線的起點和終點坐標、圓弧的起點和終點坐標。由圖2所示，根據圖紙尺寸利用幾何形狀關系可計算出各直線、圓弧的坐標，然后偏移一個圓弧刀半徑即可，虛線所示為圓弧刀運動軌跡。

（4）工件材料及刀具分析。1）該毛坯使用是紫銅材料，紫銅本身比較軟，而且加工時容易粘刀，因此加工時應保證刀具鋒利；2）紫銅材料的不易斷屑，容易形成比較長的切屑，因此刀具刃磨時，前刀面一定要光滑，盡量減小刀具和工件之間的摩擦；同時，刀具后角可以大一點，提高刀具鋒利度；3）特別是加工內孔時，要盡量縮短刀具的伸出長度或者使用較粗的刀桿以增加刀具的強度，從而減小加工時的變形，保證這一點，可以使零件加工出來的光潔度有較大的改觀；4）一般來說，被加工工件的材料特性、工件的加工精度、加工表面質量的要求，切削力的大小以及切削過程有無沖擊和振動是刀具材質選擇的主要依據。所以，加工此零件選擇了硬質合金刀，根據零件外形結構加工需要如下刀具：精車外圓選用90°硬質合金外圓正偏刀，半徑為R3的圓弧車刀；精車內孔選用鏜孔刀以及R3圓弧刀、內孔槽刀。

（5）加工程序編制。①精車外圓程序：

T0202 （R3圓弧刀）

G00 X110 Z3；

G00 Z-9；

G01 X97.2 F60；

G00 X110；

G00 Z-6；

G01 X103；

G02 X97 Z-9 R3 F50；

G02 X103 Z-12 R3；

G00 X120；

G00 Z-29；

G01 X109.2；

G00 X120；

G00 Z-26；

G01 X115 F80；

G02 X109 Z-29 R3 F50；

G00 X120；

G00 Z-49；

G01 X109.2；

G00 X120；

G00 Z-46；

G01 X115 F80；

G02 X109 Z-49 R3 F50；

G00 X120；

G00 Z200.

②精車內孔程序

T0303；（R3圓弧刀）

G00 X70 Z6；

G00 Z-20.6；

G01 X84.3 F50；

G00 X70；

G00 Z6；

G00 X65.16；

G01 Z2.7 F100；

G02 X73.5 Z-8.99 R13 F60；

G02 X83.04 Z-19.05 R13；

G03 X84.5 Z-20.6 R2；

G03 X81.36 Z-22.55 R2；

G02 X73.5 Z-27.44 R5；

G01 Z-36；

G03 X69.5 Z-38 R2；

G01 X62.64；

G02 X50.5 Z-49 R13；

G02 X88.11 Z-60.7 R13；

G00 X70；

G00 Z200.

3 結論

以上為對一種高壓電器用紫銅材料觸指上圓弧加工方法的分析和探討，通過實踐檢驗，能夠滿足加工的要求，效果良好。

參考文獻：

[1]明興祖.數控加工技術[M].北京：化學工業出版社，2003.

[2]張柱銀.數控原理與數控機床[M].北京：化學工業出版社，2005.