復(fù)雜外形零件在數(shù)控車(chē)床中的加工方案探析

黃永娜

（廣西石化高級(jí)技工學(xué)校，廣西 南寧 530031）

隨著科學(xué)技術(shù)的高速發(fā)展，機(jī)械制造產(chǎn)品使用領(lǐng)域的不斷拓寬，對(duì)產(chǎn)品精度要求的不斷提高，數(shù)控機(jī)床的使用就變得越來(lái)越普遍。雖然數(shù)控機(jī)床不能完全代替普通機(jī)床，但在對(duì)復(fù)雜零件的加工中，數(shù)控機(jī)床占有絕對(duì)的優(yōu)勢(shì)。主要表現(xiàn)在以下方面：

一是柔性程度高。對(duì)于產(chǎn)品形狀的改變，不再需要另外制造大量的專(zhuān)用夾具與刀具等等，只需根據(jù)結(jié)構(gòu)特征改變程序，即可完成零件的加工，加快產(chǎn)品的更新速度。

二是精度較高?？梢淮味ㄎ?，完成多工序的加工，大大減少了因重復(fù)定位造成的誤差。

三是提高生產(chǎn)率。因數(shù)控機(jī)床剛性較好，工序集中，在保證品質(zhì)的同時(shí)，大大縮短加工時(shí)間，從而達(dá)到提高生產(chǎn)率的目的。

基于以上3 點(diǎn)，數(shù)控機(jī)床的使用，得以不斷廣泛與規(guī)范。

在復(fù)雜外形零件加工中，對(duì)零件的工藝要求相應(yīng)的提高，要做到工序集中，多工序在一次裝夾中完成，要求工藝編制人員要全面地考慮其加工工藝。相對(duì)于普通機(jī)床來(lái)說(shuō)，在數(shù)控機(jī)床上加工零件時(shí)，對(duì)工藝的設(shè)計(jì)必須要考慮：多工序加工時(shí)，零件的剛性、精度要求是否能達(dá)到工藝要求。要達(dá)到這個(gè)目標(biāo)，需了解零件所要達(dá)到的精度要求、工藝特點(diǎn)，還要掌握數(shù)控機(jī)床的程序編制技巧。

本文以數(shù)控車(chē)床加工一個(gè)復(fù)雜外形零件為例，分析并闡述其加工工藝，以及進(jìn)行加工程序的編制。

1 數(shù)控車(chē)床加工

在數(shù)控車(chē)床上加工外形復(fù)雜的回轉(zhuǎn)類(lèi)零件時(shí)，對(duì)其加工工藝的分析、工藝路線(xiàn)制定以及加工程序的編制，必須重點(diǎn)考慮加工順序、夾位和加工刀具的選擇。

對(duì)于外部形狀非常復(fù)雜，難以在普通機(jī)床上進(jìn)行車(chē)削加工的回轉(zhuǎn)類(lèi)零件（如圖1 所示），要能達(dá)到其技術(shù)要求，必須選用數(shù)控車(chē)床作為加工設(shè)備。

圖1 復(fù)雜的回轉(zhuǎn)類(lèi)零件圖

1.1 零件分析

圖1 所示零件的形狀非常復(fù)雜，包含了外圓、橢圓、拋物線(xiàn)與溝槽，其中還有一個(gè)與Z 軸有一定角度的橢圓。所有外圓的尺寸精度，要求都很高，公差在0.02 mm 內(nèi)．兩個(gè)臺(tái)階的長(zhǎng)度有精度要求，長(zhǎng)度方向最高尺寸精度要求為0.02 mm。

1.2 工藝分析

考慮到該零件要進(jìn)行兩頭加工，并且兩頭的尺寸精度要求都一樣高，所以必須選擇方便精確的裝夾定位，以Φ 54 mm 臺(tái)階外圓的右端面，作為加工分界面，分兩道工序完成加工。先加工哪一端，就看裝夾位的選擇。此零件的右端的兩個(gè)外圓的長(zhǎng)度分別為5 mm 和6 mm，而其左端不可能用一夾一頂來(lái)完成，所以這一端不具有加工裝夾位，而左端外圓Φ 48 mm 的總長(zhǎng)為15 mm，可以作為裝夾面，那么此零件的加工順序，應(yīng)該是先進(jìn)行左端加工，再進(jìn)行了右端的加工。

1.3 加工工藝路線(xiàn)

（1）用三爪自定心卡盤(pán)夾持毛坯面，粗、精加工工件左端輪廓（橢圓、外圓、倒角、溝槽）至要求的尺寸。

（2）調(diào)頭裝夾，以工件Φ 54 mm 左端面定位，用三爪自定心卡盤(pán)夾持Φ 48 mm 外圓粗、精加工右端輪廓（端面、外圓、橢圓、拋物線(xiàn)）至要求的尺寸。

1.4 加工程序的編制

（1）對(duì)于這樣一個(gè)零件，程序編制的難度在于，其外部輪廓比較復(fù)雜，有2 處正橢圓，1 處拋物線(xiàn)和1 處與坐標(biāo)軸成一定角度的橢圓。

（2）這個(gè)零件加工的難點(diǎn)，是右端的,2個(gè)小橢圓如果要用同一把車(chē)刀加工，那么對(duì)刀具角度的要求非常高，編程時(shí)還要考慮刀具的使用，應(yīng)注意使用不同刀具時(shí)程序應(yīng)如何編制。

（3）對(duì)于不同的系統(tǒng)，指令的運(yùn)用不一樣，那么程序的編制也不一樣。下面以廣州數(shù)控980TDB 系統(tǒng)的固定指令為例，進(jìn)行加工程序編程。此系統(tǒng)有專(zhuān)用的橢圓（G6.3）和拋物線(xiàn)（G7.3）指令，所以編程時(shí)可直接運(yùn)用，程序相對(duì)簡(jiǎn)單。

2 零件左端的加工

裝夾毛坯，伸出長(zhǎng)度為80 mm，工件坐標(biāo)系設(shè)在工件左端的軸線(xiàn)上。

加工程序：

3 零件右端的加工

調(diào)頭裝夾Φ 48 mm 外圓，以Φ 54 mm 外圓左端面作為定位面，工件坐標(biāo)系設(shè)在工件左端的軸線(xiàn)上，用拋物線(xiàn)公式算得點(diǎn)A 的X 值為50.96 mm。

加工程序：

4 結(jié)束語(yǔ)

對(duì)于外部形狀比較復(fù)雜的零件，在加工前應(yīng)該充分考慮其加工順序與裝夾定位，力求最大程度地保證零件的尺寸精度及表面品質(zhì)；應(yīng)使用不同的加工方法與加工指令，可用對(duì)比法選擇最普通的刀具、最佳的加工方法，編寫(xiě)加工程序，達(dá)到刀具的加工路線(xiàn)最短、加工程序最短，體現(xiàn)出數(shù)控車(chē)床加工復(fù)雜零件的優(yōu)越性，充分發(fā)揮數(shù)控車(chē)床的優(yōu)勢(shì)。

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