基于MasterCAM車削模塊的熱軋輥精車加工

于派

摘要：本文介紹了基于MasterCAM車削模塊的熱軋輥半精車、精車數控編程。通過對零件圖紙的分析制定加工工藝，在MasterCAM軟件中繪制加工輪廓圖，選擇切削參數，設置軟件相關工藝參數，最終在siemens 802D系統的車床上運行程序，完成零件的加工。

關鍵詞：MasterCAM；熱軋輥；精車；siemens 802D系統

1 引言

熱軋輥是一種大型軸類零件，傳統熱軋輥精車加工大多采用相對坐標編程，起刀點不固定，人為因素干涉較多。應用編程軟件可以精準確定加工余量，控制倒角尺寸，盡量排除人為誤操作因素，提高產品尺寸精度，對于批量性生產有較大優勢[1]。MasterCAM 軟件安裝方便，操作簡單，其中的車削模塊非常適合軸類零件的數控加工。

2 軋輥車削加工工藝分析

2.1 分析軋輥圖紙

軋輥精車工藝圖紙如圖1所示，本文的研究只針對軋輥精車的加工，其余位置不做考慮。數控軋輥車床相比于普通軋輥車床，加工精度高，操作方便，但也有其自身缺點，如頻繁大切深車削加工導致車削精度不準，相應維修費用高昂。為了保護數控車床精度的同時提高生產效率，建議在普通軋輥車床上粗車加工軋輥毛坯，直徑方向留10mm精車余量，長度方向留10mm精車余量。

2.2 確定裝卡方式和刀具

根據零件的尺寸要求，建議采用四爪單動卡盤夾持毛坯外徑。所選用刀具，半精加工：刀柄：75°正焊接車刀，刀片材質：YG6XA140。可以采用中轉速大走刀小切深。精加工：刀柄：右偏機夾車刀。刀片材質：？20 CBN刀片。采用高轉速中等走刀微小切深。

3 編制軋輥半精車程序

MasterCAM 數控車的重要部分就是編程，現在以軋輥一側輥頸車削編程舉例，根據圖1零件尺寸要求來說明怎樣編制軋輥半精車程序。打開MasterCAM軟件車削模塊。在MasterCAM車削模塊根據軋輥精車工藝圖紙繪制半精車輪廓圖，直徑方向留3mm精車余量，長度方向留0.5mm精車余量。各臺之間連接處過渡選R10。如圖2

3.1 半精車相關參數設置

在“主功能表”菜單中點選“刀具路徑”，車床的刀具路徑相關設定點選“精車”，系統將提示選取加工輪廓。點選加工軌跡起點處，將有箭頭指示軌跡前進方向，再點取軌跡終點，點選菜單中“執行”將出現“車床-精車”對話框，在對話框中設置相應工藝參數。

3.2 半精車切削用量

刀具參數：刀片選擇75度鉆石形，刀把選擇右偏刀。進刀量為2mm/rev（每轉進給2mm），主軸轉速選擇恒定轉速100r/min。

3.3 半精加工走刀方式設置

半精車工藝參數：X方向的預留量為0mm。Z方向的預留量為0mm。刀具補正形式選“控制器”，補正方向選右補償。進/退刀向量中導入時角度選擇-90°，導出時角度選擇45°。進刀參數選擇“allow plunging in both directions”確定結束各項設置，出現“操作管理員”對話框，若修改有關參數，操作步驟同前。

半精車輪廓編程結束之后，刀具軌跡生成，為了保證編程輪廓的正確性，采取仿真模擬進行驗證。單擊“操作管理員”菜單欄圖標，右下角提示欄提示刀具路徑模擬，手動控制鍵盤“s”鍵可以對半精車加工進行仿真模擬。

確認無誤后方可進行G代碼生成，點擊“操作管理員”圖標彈出對話框，選擇右下角“執行后處理”彈出后處理程式對話框，點擊確認，選擇文件所要保存的位置，生成代碼。通過手動更改程序使其適合機床siemens 802D系統。通過以上過程完成軋輥半精車自動編程。

4 編制軋輥精車程序

在MasterCAM車削模塊根據軋輥精車圖紙繪制軋輥精車輪廓圖，直徑方向留0.5mm磨量，長度方向各臺之間注意預留磨床空刀槽，精車圖紙有要求的地方按精車圖紙留，未標注的地方，刨除磨量下沉0.3mm（直徑方向）2。

4.1 精車相關參數設置

在“主功能表”菜單中點選“刀具路徑”，同半精車步驟生成軋輥精車刀具軌跡。在“車床-精車”對話框中設置相應刀具參數及切削參數。刀具參數：刀片選擇？20球形刀片，刀把選擇右偏刀。進刀量為1mm/rev（每轉進給1mm），主軸轉速選擇恒定轉速150r/min。

4.2 生成精車程序

精車的參數設置與半精車相同。設置完成后在“操作管理員”對話框中點擊“執行后處理”生成軋輥精車程序代碼，復制到記事本中，手動調整更改程序，使其適合機床siemens 802D系統。完成軋輥精車程序的編寫。如圖3。

5 siemens 802D系統對刀操作

將生成的精車程序拷貝到siemens 802D系統下的數控車床上，需要進一步的工件對刀操作，設置工件參考點才能有效的運行程序。具體步驟如下：

5.1 開機和回機床參考點；

5.2 輸入刀具和刀具補償。設置刀具T1D1刀沿位置“9”，刀具半徑“10”；

5.3 輸入/修改零點偏移。X方向：在已加工面上對刀，千分尺測量已加工面直徑讀數a，此時記錄機床坐標系MCS讀數-X1（負數），則零點偏移G55—X處填寫：“-a/2-x1-10”。Z方向：在程序設置z軸零點處對刀，此時記錄機床坐標系MCS讀數-Z1（負數），則零點偏移G55—Z處填寫“-Z1-10”。點擊確認軟鍵，零點偏移修改完成。

5.4 將刀具提到安全距離，運行機床程序，程序段查找至輪廓起點，運行程序，零件加工完成。

6 結束語

MasterCAM軟件操作靈活，界面友好，特別是其中的切削模塊對于2D軸類零件的加工非常方便，適合大多數機加用戶，能迅速地給企業帶來經濟效益。

參考文獻：

[1]趙顯日.《機械零件數控車削加工》.北京：中國電力出版社，2011.

（作者單位：遼寧恒通冶金裝備制造有限公司）