CNC6140D車床加工多階梯軸的工藝探討

摘 要：軸類零件主要用于帶動(dòng)齒輪、帶輪、凸輪以及連桿等傳動(dòng)零件的轉(zhuǎn)動(dòng)以傳遞力矩和承載負(fù)荷。多階梯軸承類零件屬于同心轉(zhuǎn)動(dòng)零件，一般由同心圓體軸的內(nèi)外圓面、圓錐外圓面、內(nèi)孔和牙型螺紋及相應(yīng)的端面所構(gòu)成。根據(jù)加工零件形狀的不同，多階梯軸類零件可分為光軸、階梯軸、空心軸和曲軸等。本論文所加工的零件—— 典型軸類零件則屬于階梯軸。

關(guān)鍵詞：多階梯 工藝 軸類零件

中圖分類號(hào)：TG51 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2013）07（b）-0108-01

1 軸類零件的加工要求和方法

1.1 多階梯軸類零件加工方案的選擇方法

同心柱體外圓加工的方法很多，加工路線可總結(jié)為四條。

（1）粗加工—半精加工—精加工。對(duì)于一般加工材料，這是常用于外圓面加工使用的工藝方法之一；（2）粗加工—半精加工—粗磨—精磨；（3）粗加工—半精加工—精加工—金剛石磨。對(duì)于有色金屬，用磨削加工通常達(dá)不到所要求的精度，因?yàn)橛猩饘僖话丬浂缺容^大，沙粒容易堵塞空隙，因此其最終工序大多采用精加工和金剛石磨進(jìn)行精細(xì)度的精加工；（4）粗加工—半精加工—粗磨—精磨—光整加工。一般用于黑色金屬材料的淬硬零件和精度要求高的加工工藝。

1.2 多階梯軸類零件加工的技術(shù)要求

尺寸精度。多階梯軸類零件的主要軸頸面常為兩類，一類是與軸承的內(nèi)延配合的外圓軸頸，即支承軸頸，用于確定軸的位置并支承軸，尺寸精度要求較高，通常為IT5～I(xiàn)T7；另一類是與各類傳動(dòng)件配合的軸頸，即配合軸頸，其精度稍低，通常為IT6～I(xiàn)T9。

表面粗糙度。多階梯軸的加工表面一般都有一定粗糙度的要求，粗糙程度主要根據(jù)零件加工的難度和成本來確定。

2 多階梯軸類零件加工的技術(shù)工藝

2.1 鏜孔工藝

根據(jù)工件的加工要求，可選擇三種鏜削方案。

第一種方案：工件鉆孔—擴(kuò)孔后，安裝多刃鏜刀，鏜孔后再倒角。多刃鏜刀鏜孔，鏜刀片是浮動(dòng)的，兩個(gè)對(duì)稱的切削刃產(chǎn)生的切削力，自動(dòng)平衡其位置。（1）加工質(zhì)量較高刀片浮動(dòng)可抵償偏擺引起不良影響較寬的修光刃可減少孔壁粗糙度值。（2）生產(chǎn)率較高，兩刀刃同時(shí)工作，故生產(chǎn)率較高。（3）刀具成本較單刃鏜刀高浮動(dòng)鏜刀主要用于批量生產(chǎn)，精加工箱體零件上直徑較大的孔。（4）對(duì)機(jī)床性能要求較高，兩個(gè)刀具同時(shí)加工使切削力增大，但如果遇到機(jī)床加工能力有限的情況，可能導(dǎo)致引起切削振動(dòng)，影響加工零件精度和粗糙度要求。

第二種方案：在同一根鏜桿上安排粗、精切鏜刀來承擔(dān)零件余量的切除，加工時(shí)兩把鏜刀都不能同時(shí)進(jìn)行工作。采用這種方案雖然可以大幅度降低切削力，但鏜桿長(zhǎng)度增加了兩倍，對(duì)鏜桿的韌性和強(qiáng)度要求較高，與此同時(shí)由于不能兩把刀具同時(shí)工作，單件加工工時(shí)也就增加了一倍，降低了生產(chǎn)效率。

第三種方案：重新增加一臺(tái)機(jī)床，即增加一臺(tái)半精鏜床來承擔(dān)零件余量的精加工。該方案雖然可以解決加工效率、不削弱鏜桿的剛性和強(qiáng)度，也不存在切削力過大的問題，但工件加工成本太高。

2.2 螺紋加工工藝

2.2.1 加工螺紋前的尺寸分析

數(shù)控車床對(duì)螺紋的加工需要非常準(zhǔn)確地對(duì)工件進(jìn)行尺寸分析，加工螺紋所需的尺寸計(jì)算分析主要包括以下兩個(gè)方面：（1）螺紋加工前原件的材質(zhì)、規(guī)則度、直徑等?？紤]螺紋加工牙型的膨脹量。（2）螺紋加工進(jìn)刀量。螺紋加進(jìn)刀量可以參考螺紋底徑，即螺紋刀最終進(jìn)刀位置。螺紋小徑為：大徑-2倍牙高；牙高=0.54P（P為螺距）。

2.2.2 多階梯軸類螺紋的編程加工

就現(xiàn)在的機(jī)械加工現(xiàn)狀來看，針對(duì)中國廣泛使用的數(shù)控車床，螺紋切削一般有三種加工方案：G32直進(jìn)式切削方法、G76斜進(jìn)式切削方法和G82直進(jìn)式切削方法，由于切削方法的不同，編程方法也相應(yīng)有所區(qū)別。我們?cè)诓僮魇褂蒙弦獙?duì)材料的性質(zhì)、粗糙度、規(guī)則度及加工要求等進(jìn)行綜合分析，爭(zhēng)取加工出精度高的零件。

2.2.3 綜合分析加工粗料

零件的加工程序要嚴(yán)格控制，對(duì)設(shè)計(jì)全面掌握，精確到每一步，這樣加工出來的零件才能完全符合設(shè)計(jì)要求。數(shù)控車削加工應(yīng)注意以下幾方面：（1）構(gòu)成零件輪廓的幾何條件。運(yùn)用手工編程來進(jìn)行車削加工中時(shí)，必須計(jì)算精確每個(gè)節(jié)點(diǎn)的坐標(biāo)；運(yùn)用自動(dòng)編程加工時(shí)，必須對(duì)構(gòu)成零件輪廓的所有幾何元素進(jìn)行定位。在零件圖的分析方面應(yīng)注意：①零件圖上有無遺漏掉某些必須有的尺寸，導(dǎo)致其幾何條件不完整，影響到零件輪廓的構(gòu)成；②零件圖上的圖線位置或尺寸標(biāo)注是否清晰；③零件圖上給定的幾何條件是否合理，減少數(shù)學(xué)處理難度。④零件圖上尺寸標(biāo)注方法應(yīng)針對(duì)相應(yīng)的數(shù)控車床加工特點(diǎn)，須以同一基準(zhǔn)標(biāo)注尺寸或直接給出坐標(biāo)尺寸。（2）分析零件圖樣尺寸精度的要求，與此同時(shí)進(jìn)行一些尺寸的換算。在利用數(shù)控車床車削零件時(shí)，常常對(duì)零件要求的尺寸取最大和最小極限尺寸的中間值作為編程的尺寸依據(jù)。（3）形狀及位置精度的要求。加工時(shí)要按照加工各種要求確定零件的定位基準(zhǔn)點(diǎn)和測(cè)量基準(zhǔn)點(diǎn)，還要根據(jù)不同數(shù)控車床的特殊需要進(jìn)行一些技術(shù)性的特殊處理，以便精準(zhǔn)的控制零件的形狀和位置精度。

3 結(jié)語

CNC6140D車床加工多階梯軸的工藝規(guī)程及確定加工路線的方法較為多樣、靈活，在加工時(shí)對(duì)數(shù)控機(jī)床性能的檢測(cè)及加工工藝的選擇上主要必須對(duì)加工對(duì)象的不同區(qū)別對(duì)待，進(jìn)行深層次的分析，對(duì)加工對(duì)象和技術(shù)要求能否達(dá)到設(shè)計(jì)所規(guī)定的要求非常重要。

參考文獻(xiàn)

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