四點接觸軸承溝道車削加工的研究

張本松

【摘 要】論文介紹利用Pro/E軟件對四點接觸軸承溝道進行自動編程，根據(jù)具體要求繪制出零件的三維實體，并對零件進行工藝分析，從而確定機床的類型、加工刀具、切削參數(shù)和刀路等，從而進行精細加工。提高軸承的制造精度和質(zhì)量，降低產(chǎn)品的廢品率[1]，對同類產(chǎn)品的實際生產(chǎn)具有一定的指導(dǎo)意義。

【Abstract】This paper introduces using Pro/E software automatic programming for the four point contact bearing channel， draw the 3D solid drawing of parts according to the specific requirements， and make technological analysis of the parts， and process analysis of parts， to determine the type of machine， cutter， cutting parameters and tool path， so as to carry out fine processing. Improving the manufacturing accuracy and quality of the bearing， and reducing the reject rate of the product [1] have certain guiding significance for the actual production of similar products.

【關(guān)鍵詞】自動編程；數(shù)控車；刀路；軸承

【Keywords】automatic programming； numerically controlled lathe； tool path； bearing

【中圖分類號】TG519.1 【文獻標(biāo)志碼】A 【文章編號】1673-1069（2017）06-0166-02

1 引言

數(shù)控車床編程分為手工編程和自動編程兩種，手工編程主要針對結(jié)構(gòu)簡單的軸類零件或盤類零件，對于工藝分析、數(shù)值處理、程序的編制、程序的輸入、對刀和程序的檢驗等都是通過人工進行的[1]。自動編程除工藝分析外，其他大部分都是通過計算機來完成零件的編程和程序的檢驗。Pro/E是目前使用最為廣泛的CAD/CAM軟件之一[2]，通過軟件對零件建立三維實體模型，選定機床類型，確定刀具和切削參數(shù)，利用計算機對刀具軌跡進行計算和處理，生成目前各類機床可以識別的程序，這樣既可以提高編程效率又可以提高產(chǎn)品質(zhì)量，特別是在非圓形零件加工編程中發(fā)揮著重要作用。

2 四點接觸軸承套圈

2.1 四點接觸軸承溝道的工藝分析

四點接觸軸承有一個非圓形曲面溝道，如圖1所示，溝道為中心對稱結(jié)構(gòu)，溝道與鋼球接觸角為450，其輪廓由樣條曲線和圓弧構(gòu)成，溝道的曲率變化很大，手工編程只有采用圓弧逼近方法來解決，其難度和零件加工誤差都很大。傳統(tǒng)四點接觸軸承溝道的車加工都是采用成形刀進行加工[3]，利用Pro/E進行數(shù)控編程可以使外溝道的曲率精度至少提高60%以上[4]。

2.2 生成三維模型

利用Pro/E進行四點接觸軸承套圈的建模，如圖2所示，利用創(chuàng)建“工件坐標(biāo)系”命令，將該零件的軸線方向定義為Z軸，徑向方向定義為X軸，根據(jù)數(shù)控機床的結(jié)構(gòu)特點，刀架為前置刀架，所以X方向向外為正方向，X方向向右為正方向。

2.3 創(chuàng)建刀路

零件三維模型建立后，將其導(dǎo)入Pro/E[制造]→[NC組件]模塊中，然后對其加工工藝進行分析，選擇Pro/E里面的操作設(shè)置模塊，如圖3所示，設(shè)置機床零點、退刀曲面、機床類型和切削刀具等設(shè)定。機床零點選擇創(chuàng)建實體模型時創(chuàng)建的坐標(biāo)系原點，在機床設(shè)定畫面中，選擇[切削刀具]畫面，設(shè)定刀具類型為車削，刀柄為左偏刀，刀片后角為00，刀片形狀為菱形350，刀尖半徑為R0.1mm。

根據(jù)實際生產(chǎn)中坯料的大小來設(shè)定毛坯參數(shù)，要求坯料要比零件實體大，然后創(chuàng)建車削輪廓，四點接觸軸承溝道的車削輪廓包括非圓形曲面和兩邊圓柱面。設(shè)定切削參數(shù)，主要包括切削進給速度、退刀速度、切入深度、切削類型、粗加工選項、切割方向、主軸轉(zhuǎn)速冷卻選項和刀具定向等。參數(shù)設(shè)定完成后進行模擬仿真演示，確定刀具是否按照設(shè)定的路線進行加工且是否存在過切或欠切，檢查無任何問題即可進行后置處理。

2.4 創(chuàng)建后置處理

設(shè)定零件需加工部分的參數(shù)，在[NC序列列表]菜單中選中[1：區(qū)域車削]命令，在[軌跡]菜單中選中[文件]命令，在[輸出類型]菜單中選擇“CL文件”、“MCD文件”和“交互”選項，完成加工程序的導(dǎo)出。

2.5 生成NC程序

完成刀路軌跡播放演示，檢查刀具軌跡正確和過切檢測后，就可以生成CL數(shù)據(jù)文件，利用Pro/E自帶的后置處理程序，生成記事本格式（.tap）的程序文件，然后直接導(dǎo)入數(shù)控車床進行加工。

3 結(jié)語

利用Pro/E軟件對四點接觸軸承溝道進行三維實體設(shè)計和程序后置處理，大大縮短了手工編程中的復(fù)雜計算，縮短了產(chǎn)品的生產(chǎn)周期，提高了編程的正確性、效率和產(chǎn)品的質(zhì)量，可以使非圓形曲面類零件的加工精度至少提高60%以上。

【參考文獻】

【1】張旭，崔靜偉，劉燕娜，等.帶防塵蓋微型軸承內(nèi)圈加工工藝改進[J].軸承，2016（1）：14-16.

【2】付建軍.基于PROE的蝸桿減速器機蓋仿真加工研究[J].世界有色金屬，2016（17）：55-56.

【3】牟冬芳.雙向推力角接觸球軸承套圈車加工的改進[J].軸承，2010（1）：22-24.

【4】陳鵬飛.基于PROE的齒輪軸仿真加工研究[J].中國高新技術(shù)企業(yè) ，2015（2）：49.