數(shù)控車床橢圓軸裝配零件加工工藝分析

劉偉才

摘要：數(shù)控車床是當(dāng)前應(yīng)用較為廣泛的一種數(shù)控機(jī)床，在加工復(fù)雜形狀零件中發(fā)揮著重要的作用。本文對數(shù)控車床加工橢圓軸裝配零件的工藝展開了分析，并詳細(xì)介紹了橢圓軸裝配零件加工的關(guān)鍵技術(shù)和效果。

關(guān)鍵詞：數(shù)控車床；橢圓軸裝配零件；加工工藝

隨著我國工業(yè)的快速發(fā)展以及科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，數(shù)控車床作為一種數(shù)控機(jī)床形式，其應(yīng)用也越來越廣泛。數(shù)控車床在單件、小批量生產(chǎn)中具有良好的應(yīng)用價值，不僅能夠提高零件加工質(zhì)量，縮短周期，還能夠降低對操作人員技術(shù)熟練度的要求?；诖耍P者對數(shù)控車床橢圓軸裝配零件的加工展開了分析和介紹。

1.零件工藝分析設(shè)計(jì)及裝夾方式選擇

1.1 零件工藝分析

三件套組合零件表面的形狀由內(nèi)外圓柱面、內(nèi)外錐度面、槽、內(nèi)外螺紋和橢圓組成，材料為45鋼，毛坯為φ55mm×240mm棒料。零件形狀相對復(fù)雜精度高，在通用機(jī)床上很難保證加工精度。零件帶公差尺寸都在0.005mm及以內(nèi)，尺寸精度極高，表面粗糙度為3.2μm。因公差值較小編程時不好處理，即取基本尺寸進(jìn)行編程，尺寸標(biāo)注完整，符合數(shù)控加工。根據(jù)實(shí)際情況，選擇配備 Siemens801數(shù)控系統(tǒng)的CK6140臥式車床進(jìn)行零件加工。按照基軸制的原則，先加工件1、再加工件2和件3。

件1左端加工：平端面→鉆中心孔→夾右端橢圓部分支出100mm→車削外圓φ48×85mm，留0.5mm余量→車削外圓φ40×65mm，留0.5mm余量→車削外圓φ32×50mm，留0.5mm余量→M31×1.5外圓→設(shè)置精車速度→倒角C1.5→精車外圓M31×1.5→精車外圓φ3250mm→倒角C1→精車外圓φ40×65mm→精車φ48×85mm的外圓→切槽5×2mm→車外螺紋M31×1.5。

件1右端加工：平端面，控制總長度140mm→夾持φ32表面→車削外圓φ40×60mm→倒角C1→換用30°偏刀→車削橢圓。

件2加工：平右端面→鉆孔→車臺階內(nèi)孔→車外圓φ48→切斷→夾φ48外圓→平左端面→車內(nèi)錐度。

件3加工：平右端面→鉆孔→車臺階內(nèi)孔→車外圓φ48→車外錐度→切斷→夾φ48外圓→平左端面→倒角C1、C1.5→車內(nèi)螺紋。

1.2裝夾方式選擇

件1車削時采用三爪自定心卡盤一夾一頂方式裝夾。件2先采用一次性裝夾把能車削的表面車削完，再用開口套夾φ48外圓車內(nèi)錐度。件3采用一次性裝夾把能車削的表面車削完，再用開口套夾φ48外圓車內(nèi)螺紋。為保證已車工件外圓表面不被夾壞，且件2、件3都屬于薄壁零件，所以為了防止變形，需要增加接觸面積，使用自制開口套進(jìn)行裝夾，如圖1所示。

2.刀具及切削用量確定

切削用量包括切削深度ap、主軸轉(zhuǎn)速n和進(jìn)給速度f結(jié)合零件實(shí)際加工情況利用數(shù)控車床的操作面板上各種倍率開關(guān)隨時進(jìn)行調(diào)整實(shí)現(xiàn)切削用量合理配置。如表1所示。

3.零件加工關(guān)鍵技術(shù)及效果

3.1關(guān)鍵技術(shù)

車削三角形內(nèi)螺紋時內(nèi)孔直徑會縮小，所以車削內(nèi)螺紋前的孔徑要比內(nèi)螺紋小徑略大些，可采用下列近似公式計(jì)算：塑性金屬內(nèi)螺紋底孔計(jì)算公式：

D底≈D公-P

內(nèi)螺紋牙深（直徑值）計(jì)算公式：

內(nèi)螺紋零件采用手工編程加工比自動編程生成的程序要簡單的多。因?yàn)閮?nèi)螺紋刀桿強(qiáng)度差，所以背吃刀量依次遞減且比外螺紋要更小，不然很容易打刀。根據(jù)公式可以算出內(nèi)螺紋加工深度為1.6mm，吃刀深度依次為1mm、0.4mm、0.1mm、0.05mm、0.05mm、0mm。

橢圓表達(dá)有兩種方式，即：

標(biāo)準(zhǔn)方程

參數(shù)方程

因橢圓只有長半軸和短半軸，所以用標(biāo)準(zhǔn)方程進(jìn)行編程。此方程為XY平面的方程，轉(zhuǎn)變成XZ平面的方程和X表達(dá)式分別為：

采用宏程序進(jìn)行橢圓編程，車削出局部橢圓，橢圓余量采用同心圓思路進(jìn)行切除，而不是一次性切除，降低刀具背吃刀量。走刀路線如圖2所示。采用宏程序進(jìn)行橢圓編程加工，程序段少、結(jié)構(gòu)簡明、通用性強(qiáng)、易修改且邏輯性強(qiáng)。為加工制造不同規(guī)制曲線提供可靠的技術(shù)支持。不同橢圓的加工只需在程序中改變基本參數(shù)即可完成。

3.2 零件加工結(jié)果

選擇合理的工藝，采用開口套裝夾，減少工件變形小，表面質(zhì)量無振動。通過檢測零件全部尺寸達(dá)到尺寸和技術(shù)要求。

4.結(jié)語

綜上所述，在工作考核或?qū)嶋H生產(chǎn)中，橢圓軸裝配零件是數(shù)控車床加工的常見零件，由于其形狀復(fù)雜，如何合理設(shè)計(jì)其加工工藝成為了一個重要的問題。本文介紹了數(shù)控車床橢圓軸裝配零件的加工工藝，經(jīng)檢測，其加工零件滿足相關(guān)設(shè)計(jì)和技術(shù)要求。

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