0.3L取樣器上封頭數控化加工
2020-6-22 來源： 中核蘭州鈾濃縮有限公司 作者：吳克清，魏履平
摘要：對數控加工中影響0.3L 取樣器上封頭內、外表面輪廓尺寸精度和表面粗糙度因素進行分析，確定加工方法并編程。同時確定了車削取樣器上封頭內 NPT3/8”螺紋的數控加工方法。
關鍵詞 ：循環輪廓 ；程序編制 ；數控切削
0.3 升取樣器因所取物料樣品的特殊性，致使其制造精度和密封性要求及相關零、部件加工精度要求較高。為確保容器內表面不掛料，上端內輪廓表面采用錐面與兩端光滑曲面相連結構，進、出口處與液化閥采用 NPT3/8" 螺紋副結構。加之上封頭（見圖1）內、外輪廓表面形狀復雜，工期緊，決定改傳統的普通車削為數控車床加工取樣器上封頭。
圖1 上封頭 圖2 理論刀尖點
1 、確定工藝路線
根據上封頭輪廓形狀特點，確認工藝路線為 ：平棒料一端面→分段粗加工各外輪廓表面→精加工棒料 φ30外表面→以 φ30外表面為基準，加工其余外輪廓表面→加工內輪廓表面（此時應準確確定好 NPT3/8" 螺紋底錐孔尺寸，為 NPT3/8"螺紋車制奠定良好基礎）→車制 NPT3/8" 螺紋→車制結束。
2 、數控加工程序設計
2.1 上封頭內、外輪廓表面加工方法確定
2.1.1 理論刀尖點確定
CAK50l35gi 型數控車床具備刀尖圓角半徑補償功能，可以在該車床上不按等距編程就能精確車出圓弧和錐體、圓角、內凹圓弧、內錐面、反錐面等。加工零件時，一般先車一刀外圓，測量外圓的實際尺寸，由此確定車刀在 X 方向上的位置。然后車一刀端面，測量該端面到坐標原點的距離，以確定車刀在 Z 方向的位置。所以，把與刀尖圓角相切，且分別與 X 軸、Z 軸相平行的直線交點 A
，定義為理論刀尖點（見圖 2）。如果車外圓、內圓、端面、臺階時，按理論刀尖點 A 沿著工件輪廓移動而編程，就可以車出工件的精確輪廓，而且只需一把車刀。
2.1.2 坐標系建立
零件上各點數值計算坐標系時，最好與加工零件坐標系一致。因此，在建立上封頭加工坐標系時，為方便編程，均以其端面圓心作為 xz 平面坐標原點，即建立了二軸工件直角坐標系。
2.1.3 編程方法選擇
確定選用 CAK50135gi 型數控車床絕對坐標編程。
2.1.4 內、外輪廓表面切削加工程序設計
CAK50135gi 型數控車床采用 SIEMENS802D 系統。針對上封頭輪廓表面形狀復雜、加工余量大，確定采用單步和單程兩種循環編程方法。CYCLE95為外輪廓表面加工循環子程序，CYCE95為內輪廓表面循環加工子程序。上封頭內、外輪廓表面的加工程序如下 ：
上封頭外輪廓表面加工主程序
上封頭外輪廓表面加工子程序 L//4
RET
（返回主程序）
上封頭內輪廓表面加工主程序
2.2 NPT3/8"加工方法確定
（1）切削工藝路線確定
內輪廓表面加工滿足尺寸要求后，就可進行 NPT3/8" 切削加工。螺紋分粗加工、精加工，且同向（螺紋左、右側面）均使用同一把刀具，切削深度控制在0.2mm 范圍內 即加工路線為 ：粗加工螺紋→粗加工螺紋左側面→粗加工螺紋右側面→精加工螺紋左側面→精加工螺紋右側面→螺紋加工結束。
（2）切削加工程序設計
CAK50135gi 型數控車床螺紋加工程序設計的關鍵是解決L97 使用中，每刀切削深度不能太大，以確保螺紋加工質量。為使用 SIEMENS802D 系統中的編程語言和車削螺紋循環子程序 L97，在設計
NPT3/8" 螺紋加工程序時，只需在主程序中螺紋每更改一次刀具正確賦值沿軸向起始切削位置數值，調用循環子程序，至螺紋加工完成。
3 、效果分析
本加工方法取得如下成效。
1）工件輪廓尺寸精度高，表面粗糙度低，質量完全符合圖樣要求。
2）工件成形尺寸一致性好、質量穩定，為后續與筒體組焊奠定了良好基礎。與液化閥連接端螺紋副鏈接時互換性好。
3）降低了操作者勞動強度，提高了生產效率，縮短了生產周期。
4）數控加工具有模擬試切功能，杜絕了廢品。
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