作者：张宝枚 林 峰
直流系统绝缘监测装置>广告宣传栏制作来源：《现代经济信息》 2018年第20期
张宝枚 林 峰 山东大学工程训练中心
摘要：随着数控机床市场占有率不断扩大，数控车床、加工中心等高端机床在机械制造业中得到了广泛的应用。本文着重介绍了：使用加工中心，并通过宏程序编程，对扇形瓦块背面的球窝，进行精细加工的方法。 关键词：可倾轴瓦轴承；宏程序；数控加工
中图分类号：TH133???文献识别码：A???文章编号： 1001-828X(2018)030-0346-01
豆渣搅拌机 可倾瓦块轴承由若干独立的能绕支点摆动的瓦块组成，多由3-5 个或更多个能在支点上自由倾斜的弧形瓦块组成。如 M7120A型平面磨床主轴轴承，全套轴承由三块扇形块组成 ( 俗称“短三瓦”)，短三瓦扇形块的背面有一个球窝，轴瓦球窝面的精度较高，要求球面支承螺钉的球头表面粗糙度为 0.4um，与轴瓦球窝面的接触率应达到 80%。轴瓦的加工精度较高，生产中，为保证质量，通常采用数控机床加工。
一、循环气压缩机前径向瓦块
循环气压缩机前径向瓦块，是我们为学生工程训练实训选取的典型零件。该瓦块由 5 块 60°扇形块组成，其内径面上有 1 毫米厚的巴氏合金。扇形瓦的宽度是 40.6 毫米；壁厚 10 毫米，球窝在瓦块背面的对称中心上，深度 4.215 毫米；球的半径是 30.63 毫米。瓦块的内径尺寸要求较高，公差只有 0.01 毫米。实训中，为保证加工精度，粗车完后要放置一段时间后再进行半精车和精车加工，以便消除其内应力。粗车加工选用普通车床，半精加工和精加工则选择数控车床。应该注意，由于瓦块内径面上有 1 毫米厚的巴氏合金，且壁较薄，精加工时夹紧力不要过大，以免夹持过程中伤及内壁的巴氏合金面。
扇形瓦块背面球窝的加工精度较高，要求 5 个扇形瓦球窝深度不得相差 0.005 毫米。需要研磨修配完成，这与短三瓦球窝的要求基本相同。为满足学生实训，保证加工精度，实训中，选取了“北一大隈 MXR-460V”加工中心进行背面球窝的加工。由于该机床是三轴的，因此，还需使用分度头完成瓦块环的分度加工。 二、扇形瓦块背面球窝的编程
球窝的加工使用宏程序编程较为方便，大隈数控系统 (OSP) 与华中数控系统、发那科系统 (FANUC) 的编程相似，只不过部分代码不同。常用代码区别：在建立工件坐标系中，大隈系统用 G15
H[] 表示，如 G15H1、G15H2 等，相同于其它系统的 G54、G55；程序中的变量大隈系统用 AC[ ]= 表示，如 VC1=-60、VC13=VC11-VC12 等，相同于其它系统的 #1=-60、#13=#11-#12；跳转标记大隈系统用 NA[ ]= 表示，如 NA10、NA20 等 , 相同于 FANUC 系统的N10、N20。以下是球窝的主要精加工程序。
……
VC11=30.63 VC1=-60； 球窝的半径，球窝加工的开始角度
VC12=3 VC14=4.2； 刀具的半径，球窝的深度
碳酸锂分解温度 VC13=VC11-VC12； 球窝的半径减去刀具的半径
NA10 VC2=VC13*COS[VC1]； 标记开始跳转程序段，VC13 乘上开始角的余弦
VC3=VC13*SIN[VC1]+[VC11-VC14]-VC12； Z 方向的深度变化无动力排风帽
G01 X=VC2 Y0 Z=VC3 F80； 三轴移动，速度每分钟移动 80毫米
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G03 I=-VC2 J0 F600； 逆时针铣圆，速度每分钟移动 600毫米
VC1=VC1-0.25； 每次跳转变化角度 0.25°
IF[VC1 GT -90] GOTO NA10； 如果角度大于 -90°时跳转至NA10 处
……
扇形瓦基材为结构钢，为保证加工质量，减少精加工时对刀具的磨损，粗加工时可选取键槽铣刀分两刀粗切；半精加工时使用 R3 硬质合金球刀，深度方向留 0.1 毫米余量；精加工时再更换一只 R3 球刀。为提高加工效率，粗、半精加工时可将“VC1=VC1-0.25” ，改为“VC1=VC1-1” ，以减小步距，即每次跳转变化 1 度。由于循环气压缩机前径向瓦块毛坯成本较高，加工前要使用其它材料进行试切。试切完后用标准球对研，查看接触区，判断球窝半径大小，并根据接触区的位置调整球的半径，即：调整VC11=30.63 程序段中的数据。
三、瓦块背面球窝的研磨
以上精加工程序段中， “VC14=4.2”说明球窝加工时深度留有0.015 毫米研磨余量。为方便研磨修配，球窝加工完毕后即可将环状瓦块坯料切成 60°的 5 块扇形瓦。从铣球窝的程序可知，其加工路径是 Z 向变化一次后，G17 平面内逆时针铣一个圆，由于加工中心象限的交接处有接刀痕，直接影响了标准球与球窝的配合精度 ( 接触区面大小 )。精铣加工后，球窝的表面粗糙度应达到 Ra1.6um，与标
准球的接触面积大于 25%，这样才能便于后续的研磨修配。球窝在研磨时，为了避免研磨中对标准球造成损伤，我们用“假球”来进行研磨，标准球检验，假球由数控车按标准球尺寸加工。最后的研磨还要做抛光处理，即在假球与球窝之间涂上一层薄薄的研磨剂，均匀用力按一个方向转动假球，直至球窝粗糙度达到0.4um，与标准球的接触率为 80% 以上为止。
四、结语
球窝的加工的精度主要包括：球窝的尺寸、球窝的形状位置和表面粗糙度。通过扇形瓦块背面球窝的加工实训，可使学生更加全面地了解数控机床的加工特性，改变以往只加工低精度零件的现象，继而提升工程训练综合能力。
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