車銑復合是利用車銑合成運動來完成各類表面加工的技術，通過介紹兩個零件的數(shù)控加工工藝，說明西門子系統(tǒng)中TRACYL柱面轉換和TRANSMIT端面轉換的編程方法，并詳述了加工中啟動TRACYL和不啟動TRACYL功能對應的程序循環(huán)的區(qū)別，以及雕刻循環(huán)的TRACYL柱面轉換編程。
1 序言
車銑復合加工機床通過一次裝夾零件完成多種加工工序。車銑復合是利用銑刀旋轉和工件旋轉的合成運動來實現(xiàn)對工件的切削加工，使工件在幾何精度、已加工表面完整性等多方面達到使用要求的一種先進切削加工方法。車銑復合加工不是簡單地將車削和銑削兩種加工手段合并到一臺機床上，而是利用車銑合成運動來完成各類表面的加工，是在當今數(shù)控技術得到較大發(fā)展的條件下產(chǎn)生的一種新的切削理論和技術[1-3]。本文以西門子828D系統(tǒng)為例，介紹西門子車銑復合的編程方法。
2 西門子數(shù)控系統(tǒng)的優(yōu)勢
西門子828D提供了很實用的人機對話式編程，加工零件程序無需記憶大量G代碼，還有各種轉換功能，用相應的轉換指令就能很方便高效地編程。在大部分車床結構中均沒有實際Y 軸，若在配置有動力銑頭的車床中進行銑削加工，通過車削主軸進行運動補償才能三維加工。但是手工去計算主主軸角度與X、Z 軸的位置關系難度較大，而西門子數(shù)控系統(tǒng)正適用于這種需求。
進行圓周銑削加工時使用“TRACYL(d)”進行柱面轉換，系統(tǒng)會自動生成一個虛擬的Y軸，需要注意的是此時深度方向即為刀具軸X；進行端面銑削加工時使用“TRANSMIT”端面轉換，系統(tǒng)會自動生成一個虛擬的Y 軸。以下為柱面和端面車銑的常用指令。
SETMS(n)；n表示切換為主主軸的主軸軸號
SETMS；主主軸復位
DIAMON；直徑編程打開
TRANSMIT；端面轉換開始
TRACYL(d)；柱面轉換開始，其中參數(shù)d的值為圓柱工件直徑
TRAFOOF；轉換結束
3 車銑復合編程方法
3.1 使用TRACYL柱面轉換加工柱面銑削類零件銷軸
通過車銑復合機床TRACYL柱面轉換加工銷軸，首先運用西門子人機對話模塊把零件外圓和螺紋加工完成，然后加工螺紋端的對穿孔，再銑削零件根部扁方，最后在扁方處雕刻字母。成品銷軸如圖1所示。
圖1 成品銷軸
銷軸外圓和螺紋車削界面如圖2所示，使用的是西門子系統(tǒng)的模塊編程。
圖2 銷軸外圓和螺紋車削界面
外圓和螺紋加工完成后，第一步需要在銷軸的螺紋部分鉆兩個對穿孔。首先選擇需要的刀具，4號刀為φ5mm鉆頭，然后主軸定位到0°，啟動第二軸銑削軸，軸參數(shù)為正轉，轉速為1000r/min，進給速度為80mm/min。在外圓直徑為24mm、Z 方向－6mm的圓柱上開始鉆孔，因為是兩個對穿孔，所以設定的X 絕對值＞24，此處設為－28。鉆完孔后轉換結束，使用TRAFOOF取消轉換，主主軸復位。具體程序如下。
T4D1
SPOS=0
SETMS(2)
M3S1000F80
TRACYL(24)
G01Z-6
X-28
X25
TRAFOOF
SETMS
另外一個對穿孔的加工程序基本一致，僅需更改“SPOS=90”。鉆孔完成后的零件如圖3所示。
圖3 鉆孔完成后的零件
第二步需要在銷軸卡盤處銑一個對稱扁方，此時不需要車床主軸跟隨運動，所以不需要TRACYL柱面轉換命令。首先選擇刀具，6號刀為φ10mm立銑刀，然后主軸定位到0°，啟動第二軸銑削軸，軸參數(shù)為正轉，轉速為1000r/min，進給速度為80mm/min。在Z 方向－95mm、X 方向40mm的圓柱上沿虛擬Y 軸銑削平面，銑削完成后第二軸銑削軸復位，也可以使用西門子面銑削模塊編程，此處不再贅述。具體程序如下。
T6D1
SPOS=0
SETMS(2)
M3S1000F80
G01Z-95
X40
Y30
Y-30
X36
Y30
Y-30
SETMS
銑削另外一邊僅需更改“SPOS=180”。銑削完成的零件如圖4所示。
圖4 銑削完成的零件
第三步需要在銷軸外圓柱面刻字，需要車床主軸跟隨第二軸銑削軸運動，啟動TRACYL柱面轉換命令。首先選擇刀具，8號刀為φ1.5mm中心鉆，然后主軸定位到0°，啟動第二軸銑削軸，軸參數(shù)為正轉，轉速為1000r/min，進給速度為80mm/min。在Z 方向－70mm、X 方向38mm的圓柱上使用西門子雕刻模塊進行加工，雕刻完成后主主軸復位。雕刻完成的零件如圖5所示。具體程序如下。
T8D1
SPOS=0
SETMS(2)
M3S1000F80
TRACYL(38)
CYCLE60(“SIEMENS”,100,19,5,,0.75,0,70,0,0,0,8,1.8,0.1,1000,10011000,1252,0,100,13,1)
TRAFOOF
SETMS
圖5 雕刻完成的零件
如果需要在平面上雕刻，則刪除程序“TRACYL(38)”，把主軸定位到需要的角度就可以雕刻，具體程序如下。
T8D1
SPOS=0
SETMS(2)
M3S1000F80
CYCLE60(“SIEMENS”,100,17.5,5,,0.75,0,95,0,0,0,7,2,0.1,1000,20011000,1252,0,100,13,1)
TRAFOOF
SETMS
平面雕刻完成的零件如圖6所示。
圖6 平面雕刻完成的零件
雕刻功能還可以在工件上雕刻日期和產(chǎn)品流水號，不需要人工干預，日期和流水號可以自動更新，以方便品控和質保人員后續(xù)對產(chǎn)品進行追溯。
3.2 使用TRANSMIT端面轉換加工端面銑削類零件套筒
通過車銑復合機床TRANSMIT端面轉換加工套筒，首先運用西門子人機對話模塊把零件外圓加工完成，再通過TRANSMIT端面轉換鉆孔，最后在端面銑削型腔。
套筒外圓車削如圖7所示，使用的是西門子系統(tǒng)的模塊編程。
圖7 套筒外圓車削
車削完成后，第一步需要在套筒的端面鉆一圈孔。首先選擇需要的刀具，5號刀為φ10mm鉆頭，然后主軸定位到0°，啟動第二軸銑削軸，軸參數(shù)為正轉，轉速為1000r/min，進給速度為80mm/min。以零件端面中心為圓心，以15mm為半徑進行圓周鉆孔。具體程序如下。
T5D1
SPOS=0
SETMS(2)
TRANSMIT
M3S1000F80
MCALL CYCLE83(100,0,1,31,,,5,90,0.6,0.6,90,0,0,1.2,1.4,0.6,1.6,0,1,11211112)
KONG3: HOLES2(0,0,14.5,30,30,10,1010,0,,,1)
MCALL
TRAFOOF
SETMS
G0Z100.0
鉆孔完成后零件如圖8所示。
圖8 鉆孔完成的零件
第二步需要在套筒的端面加工一個正方形的槽。首先選擇需要的刀具，7號刀為φ10mm立銑刀，啟動第二軸銑削軸，軸參數(shù)為正轉，轉速為1000r/min，進給速度為80mm/min。在零件端面中心的位置，銑槽加工邊長為15mm的正方形。具體程序如下。
T7D1
SETMS(2)
TRANSMIT
M3S1000F80
POCKET3(60,0,5,4,15,15,5,0,0,30,2,0,0,1000,1.1,0,21,80,8,3,15,2,2,0,1,2,11100,11,111)
TRAFOOF
SETMS
G0Z100.0
銑槽完成后的零件如圖9所示。
圖9 銑槽完成的零件示意
4 結束語
對于既需要車削又需要銑削的零件，使用西門子柱面和端面轉換指令可大幅減少編程的工作量、縮短產(chǎn)品制造工藝鏈、提高生產(chǎn)效率、減少裝夾次數(shù)、提高加工精度、減少占地面積以及降低生產(chǎn)成本，這些都是制造企業(yè)所希望擁有的。車銑復合機床憑借這些優(yōu)勢，在機械加工中正發(fā)揮著越來越重要的作用。
