數(shù)控加工過(guò)程中的零件制造技術(shù)探究

才革 張金霞 李嘉

摘要 隨著工業(yè)化和信息化的不斷發(fā)展，數(shù)控技術(shù)得到廣泛的應(yīng)用，出現(xiàn)了許多先進(jìn)制造裝備，特別是在零件制造領(lǐng)域，越來(lái)越多的企業(yè)傾向于利用現(xiàn)代化數(shù)控加工設(shè)備來(lái)加工各種零件。如何利用數(shù)控加工技術(shù)提升零件制造水平，成為廣大零件生產(chǎn)企業(yè)迫切要解決的問(wèn)題。本文以孔類零件的加工為例，結(jié)合孔狀零件的特點(diǎn)，從零件制造技術(shù)出發(fā)，綜合運(yùn)用數(shù)控加工技術(shù)，使零件制造工藝得到優(yōu)化，加工周期縮短，零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)更加的合理。

關(guān)鍵詞 零件制造；數(shù)控；加工

中圖分類號(hào)TH13 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼A 文章編號(hào) 1674-6708（2012）67-0095-02

0引言

孔類零件具有加工結(jié)構(gòu)靈活多樣、重量輕、易于加工制造等特點(diǎn)，在裝備制造領(lǐng)域得到了普遍應(yīng)用，尤其是在電子通信設(shè)備和重型設(shè)備中，我們都可以發(fā)現(xiàn)孔類零件的存在。電子設(shè)備中的座體、汽車中的發(fā)動(dòng)機(jī)、變速器以及機(jī)床的座體等很多部件都是孔類零件。由于孔類零件的這些特點(diǎn)，使得數(shù)控加工技術(shù)很快的應(yīng)用到零件的加工中。近年來(lái)，許多科研機(jī)構(gòu)、高校、企業(yè)大多都購(gòu)買了數(shù)控加工中心，在設(shè)備層面上，確保企業(yè)的發(fā)展和產(chǎn)品的升級(jí)換代。

在裝備制造領(lǐng)域所指的孔類零件，一般是在零件上有一系列的孔，這些孔的相對(duì)位置都有一定的要求，我們把這系類孔的綜合稱之為孔類零件。高精度孔類零件是指對(duì)孔的精度和位置都有較高要求的零件，一般來(lái)說(shuō)，孔的精度要達(dá)到6級(jí)以上，位置誤差要小于0.5mm?？最惲慵凑掌淇椎南鄬?duì)位置可以分為交叉孔零件、平行孔零件和同軸孔零件等。

由于高精度孔類零件對(duì)孔的精度和相對(duì)位置都有較高的要求，因此在孔類零件的加工過(guò)程中，要精確控制零件的加工精度和加工工藝路線。為了使數(shù)控加工中心發(fā)揮其最大作用，在零件的加工過(guò)程中，對(duì)刀具、夾具和切削量的選擇都有較高的要求。

本文結(jié)合孔狀零件的特點(diǎn)，從零件制造技術(shù)出發(fā)，綜合運(yùn)用數(shù)控加工技術(shù)，對(duì)數(shù)控加工中心加工高精度孔類零件的相關(guān)技術(shù)進(jìn)行了分析和總結(jié)，以為相關(guān)人員提供技術(shù)參考。

1 合理進(jìn)行工藝設(shè)計(jì)

工藝設(shè)計(jì)人員首先要對(duì)零件的結(jié)構(gòu)形狀進(jìn)行充分的了解，根據(jù)零件的尺寸和技術(shù)要求進(jìn)行全面細(xì)致的分析和整理，之后再對(duì)零件進(jìn)行加工工藝設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)完成后要進(jìn)行復(fù)查，復(fù)查無(wú)誤后方可入庫(kù)歸檔。

工藝過(guò)程的安排，要根據(jù)零件表面和孔系的要求合理安排設(shè)備。對(duì)于加工精度要求不高的部分，可由普通機(jī)床來(lái)完成，對(duì)于加工精度要求較高的部分，可由數(shù)控機(jī)床來(lái)完成，這樣可以提高機(jī)床設(shè)備的利用率，避免資源的浪費(fèi)。

在滿足零件加工精度的前提下，合理確定機(jī)床刀具在加工過(guò)程中的運(yùn)動(dòng)方向和軌跡是工藝路線設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容。在工藝路線制定的時(shí)候，要充分考慮各種因素對(duì)運(yùn)動(dòng)方向和軌跡的影響，使影響降到最低。例如在對(duì)零件進(jìn)行銑削加工時(shí)，會(huì)產(chǎn)生順向銑削和逆向銑削，這樣就會(huì)對(duì)零件表面質(zhì)量產(chǎn)生影響。在設(shè)計(jì)工藝路線時(shí)，應(yīng)盡可能縮短零件的加工路線，減少刀具的空轉(zhuǎn)時(shí)間。

在零件加工過(guò)程中，孔系的加工精度關(guān)系到整個(gè)零件的加工質(zhì)量。根據(jù)孔系加工精度要求的不同，可以采用不同的方法進(jìn)行加工，這一過(guò)程應(yīng)綜合考慮生產(chǎn)規(guī)模及生產(chǎn)條件。在實(shí)際加工中，要避免零件加工過(guò)程中進(jìn)給的停頓，否則會(huì)對(duì)銑削力造成影響，影響零件加工精度。

2 確定零件的安裝方法和合理選擇夾具

零件安裝方面，數(shù)控加工中心與普通機(jī)床存在較大區(qū)別，主要表現(xiàn)在夾具的選擇和安裝要求方面。在夾具的選擇上，數(shù)控加工中心要求盡可能使用通用的夾具，這樣可以便于程序?qū)Φ额^的控制，而普通機(jī)床對(duì)夾具就沒(méi)有這方面的要求。由于數(shù)控加工中心加工零件由程序控制，這就要求所用夾具要一次安裝完成，對(duì)于那些無(wú)法一次完成加工的零件，為保證加工要求，可以采用專用的夾具。

夾具的選取、應(yīng)用以及設(shè)計(jì)方面，要考慮如下基本準(zhǔn)則：

1）在夾具的選擇上，盡量選取標(biāo)準(zhǔn)化、通用化的夾具，如可調(diào)整夾具、組合夾具等，一般情況下，要盡量避免使用專用的夾具。高精度孔類零件加工時(shí)，如不能一次裝夾完成，需使用專用夾具來(lái)完成整個(gè)加工過(guò)程。這就對(duì)專用夾具的設(shè)計(jì)精度提出了更高的要求，因?yàn)槠渚葧?huì)直接影響加工零件的尺度精度，故應(yīng)高度重視專業(yè)夾具的設(shè)計(jì)工作。在夾具加工過(guò)程中，對(duì)于定位方法、熱處理材料選擇與安排必須進(jìn)行嚴(yán)格控制。加工完成后的夾具，要測(cè)試夾具的制造精度是否合格，如合格再進(jìn)行批量生產(chǎn)；

2）薄壁零件應(yīng)合理選擇夾緊位置和夾緊方法。薄壁零件在加工過(guò)程中容易發(fā)生夾緊變形，零件加工質(zhì)量會(huì)受到影響。對(duì)于這樣的部分，應(yīng)放置于支持肋骨或底部位置，對(duì)其做應(yīng)力分析，通過(guò)力學(xué)分析軟件分析零件的應(yīng)力，看是否滿足設(shè)計(jì)要求；

3）夾緊零件要遵循快速、方便的原則，夾緊過(guò)程中盡量使用氣動(dòng)液壓裝置，以減少數(shù)控機(jī)床的停機(jī)時(shí)間；

4）零件的待加工部位要露于外部，這樣可以避免裝夾的工件對(duì)刀具的移動(dòng)和切削加工產(chǎn)生影響。工件裝夾時(shí)，設(shè)計(jì)人員和工作人員要在現(xiàn)場(chǎng)，確認(rèn)夾緊方案是否正確。在這一過(guò)程中，要盡可能保證夾緊是安全、方便、可靠的，并確認(rèn)操作者了解設(shè)計(jì)人員的意圖。

3合理選擇零件坐標(biāo)系，確定刀具對(duì)刀點(diǎn)和換刀點(diǎn)

所謂對(duì)刀點(diǎn)是指刀具相對(duì)零件運(yùn)動(dòng)的起始點(diǎn)，零件加工過(guò)程中對(duì)刀點(diǎn)的選擇至關(guān)重要。在確定對(duì)刀點(diǎn)的時(shí)候，首先應(yīng)該明確機(jī)床坐標(biāo)系與零件坐標(biāo)系的對(duì)應(yīng)關(guān)系。我們可以選擇內(nèi)坐標(biāo)和外坐標(biāo)中的某一點(diǎn)作為對(duì)刀點(diǎn)，內(nèi)外坐標(biāo)是相對(duì)零件本身來(lái)說(shuō)的，內(nèi)坐標(biāo)是指零件坐標(biāo)系，外坐標(biāo)是指零件以外的坐標(biāo)系，無(wú)論選取哪種方法來(lái)確定對(duì)刀點(diǎn)，該對(duì)刀點(diǎn)必須與零件的定位基準(zhǔn)有尺寸上的關(guān)系。

對(duì)零件加工精度要求不高時(shí)，對(duì)機(jī)床的對(duì)刀精度要求自然也就不高，這時(shí)把零件上或機(jī)床夾具上的某一面作為對(duì)刀面，在對(duì)刀面上選取某一點(diǎn)來(lái)作為對(duì)刀點(diǎn)。對(duì)刀點(diǎn)應(yīng)選擇在方便進(jìn)行對(duì)刀的地方，選用相對(duì)坐標(biāo)的數(shù)控機(jī)床時(shí)，對(duì)刀點(diǎn)可以選在零件的孔的中心上；選用絕對(duì)坐標(biāo)的數(shù)控機(jī)床時(shí)，對(duì)刀點(diǎn)可以選在機(jī)床坐標(biāo)系的原點(diǎn)上，也可以選在零件的孔的中心上。加工高精度零件的時(shí)候，對(duì)刀點(diǎn)就必須選在零件的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)或工藝基準(zhǔn)上。對(duì)于高精度孔系類零件，則要求選用孔的中心作為對(duì)刀點(diǎn)。

另外，對(duì)于繁雜零件的加工，在加工過(guò)程中往往需要進(jìn)行換刀操作，這時(shí)還需要設(shè)置換刀點(diǎn)。換刀點(diǎn)的選擇不同于對(duì)刀點(diǎn)，為防止換刀時(shí)碰傷零件，換刀點(diǎn)應(yīng)選在零件的外部。

本文是對(duì)筆者在實(shí)際工作中的一點(diǎn)體會(huì)和經(jīng)驗(yàn)的總結(jié)，在綜合分析相關(guān)技術(shù)的基礎(chǔ)上對(duì)數(shù)控加工中心在零件加工中的應(yīng)用進(jìn)行了深入細(xì)致的研究，由于本人水平和能力有限，肯定存在一些缺點(diǎn)和不足，對(duì)于文中出現(xiàn)的缺點(diǎn)和不足，歡迎廣大學(xué)者批評(píng)指正。

參考文獻(xiàn)

[1]粱訓(xùn).機(jī)床技術(shù)發(fā)展的新動(dòng)向世界制造技術(shù)與裝備市場(chǎng)，2001(3)．

[2]張曙.面向全球環(huán)境的制造技術(shù)機(jī)電一體化，2001(1).