一次加工3件！帶肩不銹鋼螺母如何實現數控多件加工？

對帶肩不銹鋼螺母坯調質后的數控加工。為了提高數控加工效率，可以利用主程序、子程序及工件坐標系相結合，在FANUC系統上編程，從而達到一次加工3件螺母的目的。通過改進加工工藝，產品的質量得到了保證，并且降低了工人的勞動強度。

1. 帶肩螺母的加工特點

　　帶肩不銹鋼螺母坯如圖1所示，是我公司生產批量較大的零件，每年的產量有10 000多個。但是這種零件體積比較小、加工時間短。操作者在普通臥式車床上加工時需要反復地裝夾，導致加工的輔助時間增加，勞動強度加大，加工效率低。為了能使加工效率提高和勞動強度減小，改進加工工藝在數控車床上進行加工。

2. 工藝改進

　　普通臥式車床加工這種帶肩螺母的工藝如下：①備料、調質。②車端面、車外圓、鉆孔、倒角及切斷。③調頭車另一端面至總長，倒角、攻螺紋。

　　從以上工藝可以看出，普通臥式車床生產這樣一件工件需要裝夾兩次，工序繁雜，效率較低。

　　改進加工工藝，將在普通臥式車床上完成的工序移植到數控車床上，如圖2所示，數控車工藝為：①備料、調質。②整個外形、長度、端面及倒角一次完成。③鉗工用立鉆攻螺紋。

數控車床的優點在于每一次裝夾可以完成3件工件的加工，且將車床攻螺紋交由鉗工通過立式鉆床完成。由此可以看出，新工藝確實能夠提高生產效率、降低生產成本以及減輕勞動強度。

3. 數控加工

　　數控加工是本次工藝改進核心的內容，主要是對數控編程進行了優化。在編程時運用了指令M00暫停功能、指令M98調用子程序功能，利用G54、G55、G56定位工件坐標系功能，實現多件加工的目的。數控加工分為以下幾個過程：

　?。?）裝夾。編程之前一定要選擇合理的裝夾方式，由于是棒料落料式加工，夾具就選擇車床自帶的三爪自定心卡盤。裝夾方式如圖3所示，棒料應伸出三爪自定心卡盤腳外70mm長（這就是主程序G54G00X19Z0.2的位置，然后毛坯端面靠平刀具夾緊裝夾基準即可）。

      2）數控編程。編程采用主程序加調用子程序的方法來實現多件加工。首先，需要設定工件坐標系。工件坐標系的設定如圖4所示。工件坐標系G54的原點為X0 Z0，用于一件產品的加工。工件坐標系G55的原點為X0 Z-20.6，用于2件產品的加工。工件坐標系G56的原點為X0Z-41.3，用于加工3件產品。

接下來就是編寫數控加工程序。數控加工程序分為兩部分：

　?、僦鞒绦?，主要功能是工件伸出長度對刀、暫停、選擇工件坐標系以及調用子程序。②子程序，主要功能是單個零件外形輪廓、內孔、倒角的加工。程序代碼如下。

      3）對刀。對刀是數控加工的關鍵步驟，對刀的程度直接決定產品的質量。裝夾時的預留長度是70mm，其實這個長度不是測量出來的。這就是主程序G54G00X19Z0.2的位置，具體實現方法是將個工件編程原點調整為（X0，Z70）。當操作者按啟動鍵，主程序運行，機床運行快速移動至坐標系G54（X19，Z0.2）,程序暫停，這時刀具距離三爪自定心卡盤的距離剛好是70mm。操作者可以直接將棒料拉出對刀接觸在刀尖上。然后再按啟動鍵，讓X軸方向偏離工件大于直徑方向一段距離（即主程序G00X100刀具偏移后不影響裝夾即可），程序暫停，夾緊三爪自定心卡盤工件。再按啟動鍵開始加工一個零件，二和三個零件是自動加工完成的。一組零件加工完成后，再按啟動鍵，機床返回一個零件的對刀點，開始下一組對刀，依此循環。這種棒料加工對刀方法，可以避免操作者測量時引起的誤差，保證產品加工質量，裝夾速度快、效率高。

4. 結語

　　工藝改進之前，在普通臥式車床上加工一個帶肩螺母坯需要4min。工藝改進之后，在數控車床上可以達到每5min加工3個。

　　由此可以看出，工藝改進之后，效率提高了50%以上，并且降低了勞動強度，產品合格率也有所提升，得到了操作者的好評。其實這種優化編程的工藝技術可以在車加工中推廣應用。在車加工中，當零件精度要求較高、軸向長度較小的時候，可以運用這種加工方式，還可以一次加工更多件。對于以小件加工為主的生產單位，在棒料加工時更加實用。這種工藝方法已在許多產品的加工上得到了工藝驗證。

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