數(shù)控車削加工多用傳動(dòng)軸的工藝工裝分析

李秀峰

（烏蘭察布職業(yè)學(xué)院,內(nèi)蒙古 烏蘭察布 012000）

數(shù)控車削加工多用傳動(dòng)軸的工藝工裝分析

李秀峰

（烏蘭察布職業(yè)學(xué)院,內(nèi)蒙古 烏蘭察布 012000）

多用傳動(dòng)軸屬于普通軸類零件，因其精度要求較高，需選用數(shù)控車床對(duì)零件進(jìn)行加工。對(duì)零件進(jìn)行數(shù)控加工工藝工裝分析時(shí)，要從零件圖、數(shù)控加工工藝等方面進(jìn)行全面、具體、綜合地分析。

軸類零件；數(shù)控車削加工；工藝分析

多用傳動(dòng)軸零件圖如下圖所示（零件技術(shù)要求：1.銳邊倒鈍。2未注表面粗糙度值3.2μm。3.熱處理硬度28～32HRC。）：

該零件加工內(nèi)容為圓柱、圓弧、圓錐、槽、螺紋等，是常見的車削結(jié)構(gòu)，這些結(jié)構(gòu)若用普通車床加工質(zhì)量穩(wěn)定性較難控制，需選擇數(shù)控車床加工。根據(jù)情況選用華中系統(tǒng)數(shù)控車床。下面進(jìn)行數(shù)控車削加工的工藝工裝分析。

1 零件圖分析

1.1 零件主要特征分析

該零件屬于普通數(shù)控車削零件，毛坯選定為棒料，下料規(guī)格尺寸為?45㎜×115㎜。主要加工內(nèi)容有：

1.2 零件重點(diǎn)尺寸

2 數(shù)控加工工藝分析

2.1 零件裝夾的重點(diǎn)、難點(diǎn)

多用傳動(dòng)軸的加工內(nèi)容為回轉(zhuǎn)體的回轉(zhuǎn)面，屬于普通軸類零件，根據(jù)半圓弧、圓錐面、螺紋等加工質(zhì)量要求，該工件采用回轉(zhuǎn)體通常的定位基準(zhǔn)——回轉(zhuǎn)中心，利用三爪自定心卡盤裝夾就能實(shí)現(xiàn)工件加工時(shí)的定位夾緊需要。從零件圖可以看出，該零件的加工以?42圓柱的軸線為基準(zhǔn)，考慮螺紋、錐面以及車槽質(zhì)量，必須以圓柱的兩端面分別為基準(zhǔn)面進(jìn)行二次裝夾來(lái)加工。具體裝夾方案如下：

（1）第一次裝夾用三爪自定心卡盤夾持棒料，棒料的一端留出長(zhǎng)度50㎜，一次完成包括螺紋等結(jié)構(gòu)的粗車、半精車和精車加工。加工螺紋部分時(shí)應(yīng)該先把棒料加工到直徑為29.8㎜圓柱，然后加工螺紋，這是因?yàn)閳A柱表面的金屬會(huì)在擠壓作用下向外膨脹，從而達(dá)到要求尺寸。螺紋加工完后，應(yīng)該注意保護(hù)。

2.2 刀具的選擇

根據(jù)多用傳動(dòng)軸的加工方案分析，按照兩道工序在同一個(gè)機(jī)床上加工來(lái)確定刀具，這樣在完成第一道工序進(jìn)行第二道工序時(shí)，相同的刀具就不用重新編號(hào)和裝夾。

由于圖示中的圓弧面加工精度要求不高，可直接用外圓車刀加工。但為避免干涉，應(yīng)選用負(fù)偏角較大的外圓車刀。為保證加工質(zhì)量，減少刀具數(shù)量和輔助換刀時(shí)間，可選用一把外圓車刀對(duì)圓柱面、圓弧面、端面進(jìn)行粗、精加工。根據(jù)上述的分析，外圓車刀的負(fù)偏角定為30°。圖示槽寬度尺寸為4，選用刀寬為4㎜的切槽刀。加工螺紋用普通螺紋車刀。兩道工序的內(nèi)容共需三把刀具，刀具材料均選用數(shù)控車床上最常用的硬質(zhì)合金可轉(zhuǎn)位刀片刀具。

（1）將90°外圓車刀設(shè)為1號(hào)刀，置于刀架的1號(hào)刀位上。

（2）將車溝槽的車槽刀設(shè)為2號(hào)刀，置于刀架的2號(hào)刀位上。

（3）將車螺紋用的螺紋車刀設(shè)為3號(hào)刀，置于刀架的3號(hào)刀位上。

2.3 編程原點(diǎn)確定

根據(jù)多用傳動(dòng)軸的零件圖分析，其設(shè)計(jì)基準(zhǔn)和定位基準(zhǔn)重合。為了編程及對(duì)刀操作方便，將編程原點(diǎn)分別選在工件的兩端面的中心。

2.4 基點(diǎn)節(jié)點(diǎn)計(jì)算

第一次裝夾時(shí)，各基點(diǎn)坐標(biāo)可根據(jù)尺寸直接獲得。第二次裝夾時(shí)，S?34球面、R6和R5圓弧面間的切點(diǎn)坐標(biāo)不能從圖中直接獲得，需要用CAD繪圖軟件輔助獲得，經(jīng)過(guò)CAD繪圖后S?34球面與R6圓弧面的切點(diǎn)坐標(biāo)為（X24.24，Z-30.01），R6與R5圓弧面間的切點(diǎn)坐標(biāo)為（X25.79，Z-39.15），其余基點(diǎn)坐標(biāo)可在圖示尺寸中直接獲得。

2.5 工藝工裝制定

按照加工原則，應(yīng)先粗后精、先面后螺紋、最后槽，盡量使工序集中，減少裝夾和換刀次數(shù)，縮短加工時(shí)間。零件加工方案如下：

（1）工序1，備料，選用45鋼，棒料尺寸?45㎜×115㎜。

（2）工序2，調(diào)質(zhì)處理，至硬度為28～32HRC。

（3）工序3，第一次裝夾，三爪自定心卡盤夾住棒料，棒料的一端留出50㎜長(zhǎng)度的圓柱，外圓車刀平端面3㎜，粗車?30㎜×33㎜、?42㎜×12㎜。再精車?42的圓柱，精車?30的圓柱，精車?29.8㎜×20的螺紋段圓柱并倒角C2。退刀，換螺紋車刀加工M30×2-6g螺紋，長(zhǎng)度20㎜。

（4）工序4，第二次裝夾，用軟爪夾持?30㎜×13㎜棒料，外圓車刀平端面，保證110長(zhǎng)度。利用粗車--精車順序加工S?34球面、R6圓弧面、R5圓弧面，?23的圓柱及小端 ?30.9㎜、大端?42的圓錐面。再依次在圓錐面上加工三個(gè)槽。加工時(shí)，應(yīng)注意控制圓弧加工的刀具半徑，避免發(fā)生干涉。車槽工步應(yīng)該放在最后，從圓錐大端開始車入，這樣容易保證小端的尺寸。

（5）工序5，零件檢驗(yàn)，按照?qǐng)D樣要求檢查各部尺寸。以上工藝工裝制定為首件試切加工，通過(guò)首件試切，檢測(cè)工件的尺寸和表面粗糙度等是否符合零件圖要求，檢驗(yàn)工藝工裝制定是否合理，并檢驗(yàn)根據(jù)工藝工裝分析編制的加工程序及參數(shù)設(shè)置的正確性。制定加工工藝是數(shù)控加工中的核心環(huán)節(jié)，直接影響到零件的加工質(zhì)量及加工精度。通過(guò)對(duì)多用傳動(dòng)軸的工藝工裝分析，制訂數(shù)控加工工藝規(guī)程時(shí)，主要涉及如下幾點(diǎn)：

1）工件應(yīng)便于在數(shù)控機(jī)床上裝夾，并盡量減少裝夾次數(shù)。

2）且刀具易于接近加工部位，便于進(jìn)刀、退刀、越程和測(cè)量。

3）盡量減少刀具換刀和走刀次數(shù)。

4）制定最佳走刀路線，盡量減少加工面積及空行程，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率。

5）零件數(shù)控加工盡可能采用標(biāo)準(zhǔn)刀具，盡可能減少刀具種類。

6）盡量減少工件條件和刀具的受力變形。

7）零件數(shù)控車削加工應(yīng)便于采用多刀加工或多件加工，對(duì)于數(shù)控車床一般一次裝夾盡量能加工更多的加工內(nèi)容，以保證其加工精度。

8）選擇適宜的定位基準(zhǔn)，且定位基準(zhǔn)至加工面的標(biāo)注尺寸應(yīng)便于測(cè)量。

[1]袁鋒主編.《數(shù)控車床培訓(xùn)教程》[M].機(jī)械工業(yè)出版社，2010（01）.

[2]張秀珍，馮偉主編.《數(shù)控加工課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)》[M].機(jī)械工業(yè)出版社，2012（01）.

李秀峰（1967-），女，內(nèi)蒙古烏蘭察布人，本科，高校講師，教師，研究方向：機(jī)械加工。