淺析圓弧軸數(shù)控車(chē)削加工工藝

王寶忠

摘 要：隨著科技的不斷發(fā)展，數(shù)控技術(shù)在企業(yè)中發(fā)揮越來(lái)越重要的作用。數(shù)控加工制造技術(shù)正逐漸得到廣泛的應(yīng)用，對(duì)零件進(jìn)行編程加工之前，工藝分析具有非常重要的作用。對(duì)于圓弧軸數(shù)控加工工藝進(jìn)行分析，充分發(fā)揮數(shù)控加工的優(yōu)質(zhì)、高效、低成本的特點(diǎn)。

關(guān)鍵詞：圓弧軸；數(shù)控車(chē)削；加工工藝

1 數(shù)控機(jī)床

與普通機(jī)床相比，數(shù)控機(jī)床具有以下特點(diǎn)：適應(yīng)性強(qiáng)、加工質(zhì)量穩(wěn)定、生產(chǎn)效率高、加工精度高、工序集中、減輕勞動(dòng)強(qiáng)度。數(shù)控機(jī)床能實(shí)現(xiàn)多個(gè)坐標(biāo)的聯(lián)動(dòng)，能完成復(fù)雜型面的加工。當(dāng)改變加工零件時(shí)，數(shù)控機(jī)床只需更換零件加工的NC程序。因此，生產(chǎn)準(zhǔn)備周期短，有利于機(jī)械產(chǎn)品的迅速更新?lián)Q代。

2 圓弧軸加工

2.1 數(shù)控機(jī)床選擇

在選擇數(shù)控機(jī)床時(shí)，即要考慮其生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)性，又要考慮其適用性和合理性。數(shù)控機(jī)床的工作區(qū)域尺寸必須與所加工零件的外形輪廓尺寸相適應(yīng)。選用的數(shù)控機(jī)床精度應(yīng)與工序要求的加工精度相適應(yīng)。選用數(shù)控機(jī)床應(yīng)與現(xiàn)有設(shè)備條件相適應(yīng)。即要充分利用現(xiàn)有的設(shè)備，又要充分考慮生產(chǎn)的發(fā)展方向規(guī)模，以及添置新設(shè)備的可能性。根據(jù)毛坯的材料和類(lèi)型、零件輪廓形狀復(fù)雜程度、尺寸大小、加工精度、工件數(shù)量、生產(chǎn)條件等要求，選用經(jīng)濟(jì)型數(shù)控車(chē)床可達(dá)到要求。

2.2 加工路線和加工順序

加工路線的確定原則主要有以下幾點(diǎn)：應(yīng)能保證零件的加工精度和表面粗糙度的要求，且效率高。應(yīng)盡量縮短加工路線，既可以減少程序段，又可以減少刀具空程移動(dòng)時(shí)間。應(yīng)使數(shù)值計(jì)算簡(jiǎn)單，以減少編程工作量。此外，確定加工路線時(shí)，還要考慮工件的加工余量和機(jī)床、刀具的剛度等情況，確定是一次走刀，還是多次走刀完成加工。

2.3 加工工序編排

在數(shù)控機(jī)床上加工零件，工序可以比較集中，一次裝夾應(yīng)盡可能完成全部工序。常用工序劃分原則有：保證精度、提高生產(chǎn)效率。數(shù)控加工要求工序應(yīng)盡可能集中，通常粗、精加工在一次裝夾下完成，為減少熱變形和切削力變形對(duì)工件的形狀、位置精度、尺寸精度和表面粗糙度的影響，應(yīng)將粗、精加工分開(kāi)進(jìn)行。此時(shí)可用不同的刀具進(jìn)行加工，通常在一次安裝中，不允許將零件的某一部分表面加工完畢后，再加工零件的其他表面。對(duì)軸類(lèi)零件，將待加工面先粗加工，留少量余量再精加工，以保證表面質(zhì)量要求。對(duì)軸上有孔、螺紋加工的工件，應(yīng)先加工表面而后加工孔、螺紋。

3 圓弧軸加工工藝

3.1 零件圖分析

圖1是某零件的加工工藝圖紙。零件長(zhǎng)度為138mm，從右到左依次為：長(zhǎng)20mm、公稱(chēng)直徑為30mm、有2mm的45°倒角的雙頭螺紋；長(zhǎng)5mm、公稱(chēng)直徑為26mm的退刀槽；長(zhǎng)10mm的53°錐面；長(zhǎng)10mm直徑為36mm的圓柱面；依次相連半徑為15mm的逆弧面、半徑為25mm的順弧面、直徑為50mm的球面和半徑為15mm的順弧面；長(zhǎng)5mm、公稱(chēng)直徑為34mm的槽；長(zhǎng)15mm的30°錐面；長(zhǎng)10mm、公稱(chēng)直徑為56mm的圓柱面。該零件表面由圓柱、圓錐、順圓弧、逆圓弧及螺紋等表面組成。其中多個(gè)直徑尺寸有較嚴(yán)的尺寸精度和表面粗糙度等要求；球面Φ50mm的尺寸公差還兼有控制該球面形狀（線輪廓）誤差的作用。視圖正確，表達(dá)直觀、清楚，繪制符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，尺寸、公差、表面粗糙度以及技術(shù)要求的標(biāo)注齊全、合理。

分析零件圖可知：Φ26-Φ36錐面、Φ30圓柱端面和Φ26圓柱端面表面粗糙度Ra為3.2μm，其余表面粗糙度Ra為6.3μm。零毛坯材料為45#，強(qiáng)度、硬度、塑性等力學(xué)性能好，切削性能、熱處理性能等加工工藝性能好，便于加工，能夠滿(mǎn)足使用性能。毛坯下料為Φ60mm×145mm。

3.2 加工方案

經(jīng)過(guò)分析零件的尺寸精度、幾何形狀精度、位置精度和表面粗糙度要求，確定如下加工方法：①對(duì)圖樣上給定的幾個(gè)精度要求較高的尺寸，因其公差值較小，故編程時(shí)不不必取平均值，而全部取其基本尺寸即可。②在輪廓曲線上，有三處為圓弧，其中兩處為既過(guò)象限又改變進(jìn)給方向的輪廓曲線，因此在加工時(shí)應(yīng)該進(jìn)行機(jī)械間隙補(bǔ)償，以保證輪廓曲線的準(zhǔn)確性。③為便于裝夾，胚件需在左端，右端面也應(yīng)先粗車(chē)出并鉆好中心孔。采用一夾一頂?shù)姆绞?，毛胚選Φ60mm棒料。④用手動(dòng)中心鉆鉆孔，再用Φ18的麻花鉆，再用鏜刀粗精加工。⑤外圓表面：粗車(chē)—精車(chē)。⑥外螺紋：在精車(chē)的外圓表面分?jǐn)?shù)次進(jìn)給加工。

3.3 加工工序

①工序一加工工藝：a.工件伸出三爪自定心卡盤(pán)外145mm，找正后夾緊。b.手動(dòng)車(chē)工件右端面。c.打中心孔。d.用活頂尖頂住中心孔，完成一夾一頂裝夾方式。e.用Φ18mm的麻花鉆，再用內(nèi)鏜刀粗精加工。

②工序二加工工藝：a.調(diào)頭裝夾，用93°外圓刀車(chē)粗車(chē)Φ56×142，外徑留0.5mm精車(chē)余量（以下各粗車(chē)直徑處均留0.5mm精車(chē)余量）。b.粗車(chē)Φ30×45外圓。c.粗車(chē)Φ36×25外圓。d.用切槽刀車(chē)26×5退刀槽，再用切槽刀倒左、右兩端C2角。e.用90°外圓刀車(chē)右端圓錐。f.用硬質(zhì)合金尖刀循環(huán)車(chē)削右端圓弧輪廓。g.用硬質(zhì)合金尖刀精刀精車(chē)工件所有輪廓。h.用螺紋車(chē)刀車(chē)M30×2雙頭螺紋。

[參考文獻(xiàn)]

[1]詹華西，編.數(shù)控加工與編程.西安：西安電子科技大學(xué)出版社，2008.

[2]余英良，編.數(shù)控加工編程及操作.北京：高等教育出版社，2007.

[3]李華，編.機(jī)械制造技術(shù).北京：高等教育出版社，2006.

[4]王娟平.轉(zhuǎn)體類(lèi)零件的數(shù)控加工工藝路線及工序進(jìn)給路線的設(shè)計(jì).新技術(shù)新工藝.2010.