復(fù)雜軸類組合件數(shù)控加工工藝方案優(yōu)選研究

摘 要：工藝設(shè)計(jì)是一項(xiàng)復(fù)雜和不確定的活動(dòng)，不僅受到企業(yè)資源、經(jīng)濟(jì)條件和技術(shù)條件等因素的限制，對(duì)設(shè)計(jì)人員的水平和經(jīng)驗(yàn)也有較高要求。本文以回轉(zhuǎn)類零件中的復(fù)雜軸類組合件為研究對(duì)象，通過(guò)制定不同的加工工藝，并分組進(jìn)行試驗(yàn)加工，得出此類零件加工通用的最佳工藝方案，從而提升該類零件的數(shù)控加工質(zhì)量、效率并減小對(duì)機(jī)床的損耗。

關(guān)鍵詞：復(fù)雜軸類;組合件;數(shù)控加工;工藝方案

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.18.003

數(shù)控加工工藝的確定是零件加工的重要環(huán)節(jié)，工藝方案的好壞直接影響機(jī)床效率的發(fā)揮和零件的加工質(zhì)量，在實(shí)際教學(xué)和生產(chǎn)中應(yīng)特別重視。

復(fù)雜軸類組合件加工一般都是在數(shù)控機(jī)床上進(jìn)行的，其加工工藝對(duì)機(jī)床、夾具、刀具等都有一定的要求，同時(shí)也要求加工方法的合理，若加工方法不合理，在切削過(guò)程中就會(huì)引起一系列不必要的麻煩，從而加重操作人員的工作量、加大操作人員的加工難度、破壞加工質(zhì)量。在加工方法的選擇中要盡可能的提高操作人員、機(jī)床的使用效率，提高加工工件的表面質(zhì)量。因此，必須研究合理的加工方法，以提高加工質(zhì)量、加工效率、減小機(jī)床的損耗。

本文以回轉(zhuǎn)類零件中的復(fù)雜軸類組合件為研究對(duì)象，通過(guò)制定不同的加工工藝，并分組進(jìn)行試驗(yàn)加工，得出此類零件加工通常采用的最佳工藝方案，從而提升該類零件的加工質(zhì)量、效率及減小機(jī)床的損耗。

1 試驗(yàn)用加工零件圖

零件圖工藝分析：該配合件由件1和件2兩部分組成，零件表面分別由外球面：mm;內(nèi)外橢球面;圓錐面：要求斜面度∠1：3;內(nèi)外圓柱面及內(nèi)外螺紋等表面組成，要求的配合部位有3處，分別如圖3、圖4、圖5所示，其中、、等多個(gè)直徑尺寸與軸向尺寸有較高的尺寸精度和表面粗糙度要求。零件圖尺寸標(biāo)注完整，無(wú)不清楚的地方。符合數(shù)控加工尺寸標(biāo)注要求;輪廓描述清楚完整;基于教學(xué)考慮，零件材料采用直徑為70mmPVC棒料，加工切削性能較好，無(wú)熱處理和硬度要求。

2 試驗(yàn)條件

刀具：內(nèi)、外圓車刀，內(nèi)、外螺紋刀，內(nèi)、外圓切斷刀;

機(jī)床：華中數(shù)控車床。

3 試驗(yàn)方案

（1）分兩大組：?jiǎn)为?dú)加工和整體加工兩組。

（2）每大組分3個(gè)小組分別進(jìn)行實(shí)驗(yàn)加工。

方案一：?jiǎn)为?dú)加工

1）先對(duì)件一的左端加工，如圖2所示;再加工件一右端部分（包括內(nèi)螺紋），如圖3所示。

2）先對(duì)件二的右端（包括螺紋）進(jìn)行加工，如圖4所示;再加工件二右端外球面，內(nèi)橢球部分，如圖5所示。

（3）加工完成。

方案二、整體加工

1）件一內(nèi)螺紋加工，如圖6所示;件2外螺紋加工，如圖7所示。然后要控制好件一的長(zhǎng)度，以便于下一工步（旋合內(nèi)外螺紋，從件一右端加工）加工。

2）整體加工部分外輪廓，先加整體工件右端即件一的右端部分，如圖8所示;之后，拆卸分開(kāi)件一及件二;然后，調(diào)頭裝夾加工件二的右端外球面及內(nèi)橢球部分，如圖9所示。

3）完成加工。

4 檢測(cè)結(jié)果及分析

4.1 檢測(cè)情況

兩組零件加工完畢后（圖10為試驗(yàn)所加工工件），分別進(jìn)行配合檢驗(yàn)及尺寸檢測(cè)。

首先檢測(cè)mm內(nèi)、外球及相應(yīng)圓柱面的配合情況，如圖11所示;然后檢測(cè)內(nèi)外螺紋的配合及∠1：3斜面度的配合情況，如圖12所示;最后檢測(cè)內(nèi)外橢球面的配合情況及mm外球面的配合情況，內(nèi)容如圖13所示。

單獨(dú)加工及整體加工各個(gè)小組檢測(cè)結(jié)果分析如下表所示：

4.2 圖表及數(shù)據(jù)分析

整體長(zhǎng)度：根據(jù)圖14可以看出，整體長(zhǎng)度保證情況較好。由于整體加工由于長(zhǎng)度只需要保證一次，因此在多次實(shí)驗(yàn)后得到的精度更高;而單獨(dú)加工由于長(zhǎng)度需要兩次精確保證及一次整體長(zhǎng)度保證，故加工的平均精度不如整體加工好。

配合方面：根據(jù)圖15及圖16可以看出，整體加工出的3組配合件配合性能較單獨(dú)加工出的3組配合性明顯好，尤其是mm內(nèi)、外球及相應(yīng)圓柱面的配合。

加工效率：整體加工因輔助時(shí)間有效縮短，如斜面配合不必反復(fù)試切削加工，故整體加工時(shí)間縮短;單獨(dú)加工由于輔助時(shí)間較長(zhǎng)，故整個(gè)零件加工時(shí)間長(zhǎng)。

加工難易：整體加工方案在三爪卡盤上裝夾工件后，由于外伸長(zhǎng)度較長(zhǎng)，易出現(xiàn)較大擺動(dòng)，通常需要使用頂尖，對(duì)加工的難度有所提升;而單獨(dú)加工時(shí)外伸長(zhǎng)度較短，外伸部分同軸度易于保證，但是由于是分開(kāi)加工，所以配合部分需要做多次調(diào)試配合檢驗(yàn)。

5 總結(jié)

本文以回轉(zhuǎn)類零件中的復(fù)雜軸類組合件為研究對(duì)象，通過(guò)制定不同的加工工藝，并分組進(jìn)行試驗(yàn)加工，得出此類零件加工通常采用的最佳工藝方案：

（1）可配合加工的部位優(yōu)先配合加工;

（2）螺紋配合的軸類配合件優(yōu)先加工內(nèi)外螺紋后再配合加工;

（3）整體加工因工件組合后長(zhǎng)度較長(zhǎng)，易出現(xiàn)較大擺動(dòng)，可考慮使用頂尖。

作者簡(jiǎn)介：李國(guó)偉（1976-），男，河南安陽(yáng)人，碩士，副教授，研究方向：數(shù)控技術(shù)及其教學(xué)研究。