數(shù)控車床加工工藝流程的優(yōu)化改進(jìn)

唐代濱

【摘要】機(jī)床主軸是機(jī)床的核心部件，它的功能是帶動刀具（砂輪）或工件旋轉(zhuǎn)來實(shí)現(xiàn)加工。在數(shù)控車床加工機(jī)床主軸的質(zhì)量好壞會直接影響生產(chǎn)的機(jī)床加工零件的表面質(zhì)量、加工精度和生產(chǎn)效率。因此我們要想提高機(jī)床的加工性能，進(jìn)而提高機(jī)床的加工質(zhì)量、加工精度和生產(chǎn)效率，要想使機(jī)床能夠加工出質(zhì)量更優(yōu)異的產(chǎn)品，能夠滿足我們?nèi)找嬖鲩L的生產(chǎn)和生活的需要，那么在數(shù)控車床加工機(jī)床主軸時(shí)的工藝流程合理與否直接對所制造的機(jī)床的精度質(zhì)量產(chǎn)生重要的影響，本文對使用數(shù)控車床加工中重要的幾個(gè)步驟進(jìn)行了分析總結(jié)，并以數(shù)控車床加工超精機(jī)床的主軸部件為例通過大量的實(shí)際加工和研究分析對工藝進(jìn)行優(yōu)化，提出了工藝上的缺陷和改進(jìn)措施，找出其影響加工精度和質(zhì)量的原因，提高生產(chǎn)效率，為企業(yè)創(chuàng)造了經(jīng)濟(jì)效益。

【關(guān)鍵詞】數(shù)控加工；工藝優(yōu)化；機(jī)床主軸

機(jī)床主軸的性能必須在滿足了加工精度和效率為前提，一些傳統(tǒng)的主軸概念已不能滿足現(xiàn)在機(jī)床主軸的需求，它的速度和精度，以及剛度、功率的匹配特性要好，這樣就要考慮質(zhì)量。而數(shù)控車床加工零件時(shí)，車削的參數(shù)和走刀路徑是設(shè)定好之后通過計(jì)算機(jī)的控制系統(tǒng)來進(jìn)行車削加工的，所以零件的加工質(zhì)量和效率重要影響因素的是數(shù)控車床的加工工藝流程。隨著數(shù)控技術(shù)的發(fā)展，加工質(zhì)量在提高，但在數(shù)控加工的工藝規(guī)范性的指導(dǎo)方面還是很缺乏的，從而產(chǎn)品質(zhì)量的一致性和穩(wěn)定性得不到保證，這一因素在一定程度上對數(shù)控車床的技術(shù)發(fā)展存在著制約，下面從數(shù)控車床加工的加工方法和工序選擇、線路制定、刀具安裝、等幾個(gè)重要步驟對零件的工藝有效改變途徑進(jìn)行分析：

一、對加工零件的工藝性分析要準(zhǔn)確

1、需要加工零件的工藝性要符合數(shù)車加工的特點(diǎn)

車床加工零件其圖紙的設(shè)計(jì)上，在尺寸的標(biāo)上應(yīng)該以方便加工為前提，在圖紙上應(yīng)該直接使用統(tǒng)一的基準(zhǔn)并給出坐標(biāo)尺寸，這樣便于在編程和協(xié)調(diào)各個(gè)尺寸，在保證工藝基準(zhǔn)和設(shè)計(jì)基準(zhǔn)，以至于檢測基準(zhǔn)和編程原點(diǎn)等方面的一致性提供了方便，這樣設(shè)計(jì)人員對產(chǎn)品的使用特性上打消了顧慮，在手工編程時(shí)要計(jì)算基點(diǎn)坐標(biāo)和計(jì)算點(diǎn)，應(yīng)注意是否充分允許工件輪廓幾何元素的條件，自動編程時(shí)要所有幾何元素中定義，工藝性分析要充分考慮各個(gè)幾何元素的充分合理的特性。

2、需加工的零件工藝性適合數(shù)控車床加工的特點(diǎn)

首先要注意零件的外形以及內(nèi)孔需要盡量采用統(tǒng)一的尺寸和幾何類型的刀具，并且盡量減少其更換刀具的次數(shù)。加工的零件質(zhì)量優(yōu)劣是與其輪廓形狀和圓弧半徑等相關(guān)。因此，在開槽內(nèi)圓角不能過小，因?yàn)橛锌赡軟]有相應(yīng)的刀具相匹配，需防止零件結(jié)構(gòu)性不好而產(chǎn)生的邊上應(yīng)力集中，從而零件的壽命受到影響，為防止工件的重復(fù)裝夾從而形成加工的兩個(gè)面的尺寸和在輪廓上的位置不對稱，我們在安排工藝上盡量的統(tǒng)一定位基準(zhǔn)?？梢詫⑾鄳?yīng)的基準(zhǔn)孔用工藝孔，工件也要有定位基準(zhǔn)孔。上面兩種方式都不能實(shí)現(xiàn)，統(tǒng)一定位標(biāo)準(zhǔn)也可以考慮用精加工過的表面，兩次裝夾的誤差可以減少。

二、采用加工方法和加工工序要適當(dāng)

1、選擇適當(dāng)?shù)募庸し椒?/p>

在加工中適合的加工方法是要保證加工精度和工件的表面粗糙度能夠達(dá)到設(shè)計(jì)的要求和標(biāo)準(zhǔn)為原則的。在選擇加工方法時(shí)要考慮零件的形狀、尺寸、熱處理各個(gè)技術(shù)要求，在能夠達(dá)到同一級別的加工方法中選出最高效、最適合的加工方法。根據(jù)生產(chǎn)設(shè)備的實(shí)際情況，對于一些箱體表面上的孔選擇鉸孔方法，箱體表面上較大的孔一般采用鏜孔，較小的孔一般采用鉸孔的方法，同時(shí)我們在加工中也要根據(jù)實(shí)際情況考慮盡可能的降低生產(chǎn)成本、提高生產(chǎn)效率等因素。

2、選擇適當(dāng)?shù)募庸すば?/p>

在數(shù)控車床加工時(shí)，就考慮在一次裝夾時(shí)能否一次性的完成全部工序或者是大部分工序，工序盡可能的集中，這就需要先來分析圖樣中整個(gè)零件的加工中可不可以一次裝夾完成，如果達(dá)不到的情況下，要減少裝夾的次數(shù)和刀具的更換次數(shù)。并且在劃分工步中，加工精度和加工效率兩個(gè)方面因素要重點(diǎn)考慮，在同一個(gè)工件的加工表面上順序是粗加工、半精加工、精加工，也可所有表面粗加工、精加工分著進(jìn)行。

三、制定最優(yōu)加工路線

制定加工路線原則應(yīng)遵循：減少刀具空程時(shí)間并保證加工路線最短，并且無效的程序段要減少；保證零件的表面精度和表面粗糙度；為了減少編程的工作量要簡化數(shù)值計(jì)算；在數(shù)控車床中有些點(diǎn)位控制只是對定位的精度要求高些，刀具的走刀路線不是很重要，因此類似這樣的車床是以空行程最短為走刀的線路，刀具的在軸的方向上的距離要確定，而這個(gè)因素受工件長度行程的影響。

四、制定數(shù)控車床上刀具的安裝設(shè)計(jì)與工序卡

1、刀具的安裝設(shè)計(jì)

在刀具安裝時(shí)我們應(yīng)該考慮的最基本的準(zhǔn)則是：盡量來統(tǒng)一工藝并且設(shè)置的步驟所要編程的基準(zhǔn)； 在裝夾中次數(shù)最大可能性的少， 在所有加工的表面時(shí)爭取能一次裝夾來完成；從而來充分發(fā)揮數(shù)控車床的效能，達(dá)到避免占機(jī)人工調(diào)整的目的。在數(shù)控車床的加工時(shí)還需注意，當(dāng)加工的零件數(shù)量不是很多時(shí)，在數(shù)控加工中對夾具提出了基本要求：一是應(yīng)該保證坐標(biāo)方向和夾具的坐標(biāo)方向彼此間相對的固定；另外也要關(guān)注機(jī)床的坐標(biāo)系的尺寸與零件之間的關(guān)系。從而來節(jié)約生產(chǎn)費(fèi)用和節(jié)省一些生產(chǎn)準(zhǔn)備時(shí)間。

2、關(guān)于制定數(shù)控車床工序卡

數(shù)控車床因?yàn)閮r(jià)格比較高并且其性能很好，由于數(shù)控車床的特性，相適應(yīng)的工序內(nèi)容也復(fù)雜，因此它能夠完成復(fù)雜的工作任務(wù)。數(shù)控車床編程上改進(jìn)工步的問題是提高效率的因素，因此考慮好數(shù)控加工工序中主要內(nèi)容中的路線、對刀點(diǎn)、換刀點(diǎn)以及原點(diǎn)、車削參數(shù)、編程說明等。

3、關(guān)于軸類改進(jìn)后的效果

我們在機(jī)床主軸數(shù)控車削工藝進(jìn)行了改進(jìn)試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)車削工藝優(yōu)化以后，通過對100件成品零件進(jìn)行了表面粗糙度和尺寸精度進(jìn)行了各項(xiàng)檢測和分析，得到的結(jié)果是所有的尺寸公差都控制在了公差范圍之內(nèi)，而且產(chǎn)品質(zhì)量都非常的好；而且其對跳動公差和同軸度公差的檢測中，得到了分別控制在了0.01mm和φ0.005mm的合格范圍內(nèi)，為后續(xù)的工序達(dá)到要求，端面及外圓的粗糙都分別達(dá)到了圖紙要求；長度尺寸控制在公差范圍內(nèi)，企業(yè)的要求完全能夠滿足，生產(chǎn)效率也得到了大大的提高，由原來的50min一件縮短到現(xiàn)在的35min一件。

五、結(jié)束語

綜合以上研究分析的實(shí)際情況，在使用數(shù)控車床進(jìn)行機(jī)床主軸加工的實(shí)踐過程中，要根據(jù)生產(chǎn)實(shí)際需要來合理安排數(shù)控機(jī)床的使用，尤其是不可以隨便胡亂使用數(shù)控機(jī)床，在實(shí)際生產(chǎn)中，為了使企業(yè)的數(shù)控機(jī)床的特性得到最大極限的發(fā)揮，從而使企業(yè)的投資成本得到最大的回報(bào)。多年的實(shí)踐中總結(jié)出數(shù)控加工中的工藝優(yōu)化都不是理論或者是憑空想象的，要來源于工作實(shí)踐中對不足方面的記錄、整理、歸納、分析、總結(jié)研究，從而得到優(yōu)化改進(jìn)的工藝流程應(yīng)用到實(shí)踐中，從而提高零件的質(zhì)量和生產(chǎn)效率，企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益也大大的提高了。

參考文獻(xiàn)

[1]趙藝兵.數(shù)控車床加工工藝分析與設(shè)計(jì)[J].中國制造業(yè)信息化，2012，4（6）：39-41.

[2]胡小波.淺談數(shù)控車床加工程序的編制[J].裝 備 制 造 技 術(shù)，2011，6（11）：60-65.

[3]王瑞泉.數(shù)控加工工藝與傳統(tǒng)加工工藝相 結(jié) 合 [J].天 津 職 業(yè) 院 校 聯(lián) 合 學(xué) 報(bào)，2013，7（5）：19-22.

[4]程叔重.數(shù)控加工工藝[M].杭州：浙江大學(xué)出版社，2012，21-24.

[5]唐應(yīng)謙.數(shù)控?cái)?shù)控加工工藝學(xué)[M].北京：中國勞動社會保障出版社，2000，102-105.