應(yīng)用數(shù)控車床加工高精度盤套類零件的工藝實(shí)踐

賀新江

摘要：盤套類零件是非常常見(jiàn)的機(jī)械零件，可以通過(guò)旋轉(zhuǎn)工件或旋轉(zhuǎn)鏜孔工具來(lái)實(shí)現(xiàn)多種加工方法。但是，數(shù)控車床加工技術(shù)本身就是制造業(yè)中的重中之重，在根據(jù)高精度的盤套類零件的工藝實(shí)踐上，就會(huì)發(fā)現(xiàn)有著更高的要求和標(biāo)準(zhǔn)，高質(zhì)量就是必要的技術(shù)把控，如同內(nèi)控的形狀精度，需要控制在孔徑的公差以內(nèi)，嚴(yán)格是唯一的套類零件技術(shù)加工基礎(chǔ)。因?yàn)榭萍嫉陌l(fā)展，人們對(duì)機(jī)床加工的精準(zhǔn)度有了更高的要求，盤套類零件的加工環(huán)節(jié)經(jīng)常遇到問(wèn)題。關(guān)鍵問(wèn)題不是加工方法，而是機(jī)床夾具的設(shè)計(jì)要素。

關(guān)鍵詞：數(shù)控車床;零件;加工;盤套

一、數(shù)控車床加工高精度盤套類零件的工藝流程

數(shù)控加工是指控制系統(tǒng)根據(jù)加工流程進(jìn)行加工操作，并且零件的形狀、大小，以技術(shù)要求和加工的形式必須是相互對(duì)應(yīng)的，一般在設(shè)計(jì)應(yīng)用的時(shí)候都會(huì)用數(shù)字和字母來(lái)表示。通常，它指的是在CNC機(jī)床上加工零件的一整個(gè)過(guò)程。

1. CNC加工過(guò)程根據(jù)零件的圖紙和工藝要求等原始條件編譯零件的CNC加工程序，將其輸入到CNC機(jī)床的CNC系統(tǒng)中，并與CNC機(jī)床中的工具一起輸入?？刂乒ぜ南鄬?duì)運(yùn)動(dòng)并完成零件的加工。

2.數(shù)控加工工藝的主要內(nèi)容：

步驟1：了解工程圖的技術(shù)要求，例如尺寸精度，形狀和位置公差，表面粗糙度，工件材料，硬度，加工性能和工件數(shù)量。

步驟2：根據(jù)零件圖的要求進(jìn)行實(shí)踐過(guò)程分析，包括對(duì)零件的結(jié)構(gòu)，材料合理性和設(shè)計(jì)精度的分析。

步驟3：遵循流程分析以獲取流程所需的所有步驟信息。例如，加工工藝路線，工藝要求，刀具操作的步驟，刀具位移，切削量（主軸轉(zhuǎn)速，進(jìn)給量，切削深度）和輔助功能（換刀，主軸向前或向后，開(kāi)/關(guān)切削液等）以及整體加工工藝，輸入到程序卡和處理卡。

步驟4：根據(jù)零件圖和制造細(xì)節(jié)執(zhí)行數(shù)控編程，然后根據(jù)數(shù)控的指令代碼和程序格式執(zhí)行。

步驟5：通過(guò)傳輸接口將編程的程序輸入到數(shù)控機(jī)床的數(shù)控裝置中。調(diào)整機(jī)器并調(diào)用程序后，即可處理符合圖紙要求的零件。

二、零件加工過(guò)程中的夾具選擇

在機(jī)械制造中，大量的夾具是用來(lái)完成整體的加工程序的，組裝程序和檢查程序是包含在其中的。使用夾具可以增加勞動(dòng)生產(chǎn)率，增加加工精準(zhǔn)度并降低浪費(fèi)程度;它可以加大機(jī)床的加工工序范圍，改善操作的基本條件。因此，夾具是機(jī)械制造中重要的加工設(shè)備。機(jī)床夾具是用于將工件夾緊（或引導(dǎo)刀具）在機(jī)床上的裝置。其功能是使工件相對(duì)于機(jī)床或刀具具有正確的位置，并在加工過(guò)程中保持該位置的不變。

CNC加工對(duì)夾具有兩個(gè)主要要求：一是夾具應(yīng)具有足夠的精度和剛性。另一個(gè)是刀具應(yīng)具有可靠的定位基準(zhǔn)。選擇固定裝置時(shí)，通?？紤]以下幾點(diǎn)：嘗試使用可調(diào)式固定裝置，模塊化固定裝置和其他通用固定裝置，并盡量減少使用特殊的固定裝置以降低生產(chǎn)時(shí)間。如果只考慮在批量生產(chǎn)過(guò)程中使用特殊的夾具，并力求結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。工件的裝卸應(yīng)快速便捷，以減少機(jī)器停歇時(shí)間。夾具一定要準(zhǔn)確地安裝在機(jī)床上，保證在正確的位置加工工件。

CNC車床上的夾具主要有兩種類型：一種用于圓盤或短軸零件。將工件夾緊，并在具有可調(diào)節(jié)爪（三個(gè)爪，四個(gè)爪）的卡盤中，通過(guò)卡盤旋轉(zhuǎn)進(jìn)行轉(zhuǎn)換;另一種類型用于軸零件。毛坯安裝在主軸中心和尾座中心之間，工件通過(guò)主軸上的肘節(jié)卡盤旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)。

CNC銑床上的固定裝置通常安裝在工作臺(tái)上，其形式可以根據(jù)待加工工件的特性而變化。如：通用臺(tái)虎鉗，數(shù)控分度轉(zhuǎn)臺(tái)等。

CNC機(jī)床上零件的安裝方法與普通機(jī)床相同。必須合理選擇定位參考和夾緊方案。注意以下兩點(diǎn)：力求統(tǒng)一設(shè)計(jì)，過(guò)程和編程計(jì)算的參考，有利于編程過(guò)程中數(shù)值計(jì)算的簡(jiǎn)便性和準(zhǔn)確性。性別。嘗試減少夾緊次數(shù)，并在定位和夾緊一次后處理所有要加工的表面。

三、零件加工過(guò)程中的刀具選擇

與一般的機(jī)床加工方法相比，數(shù)控機(jī)床加工對(duì)刀具的運(yùn)用提出了更高的要求。數(shù)控機(jī)床加工需要有好的剛性，對(duì)于尺寸穩(wěn)定性也有需求，要具有高耐用性以及良好的斷屑和除屑性能，它還需要簡(jiǎn)單的安裝和調(diào)整。這樣，它可以滿足CNC機(jī)床的高效率要求。CNC機(jī)床上選擇的刀具一般選擇適合高速切削的刀具材料（例如高速鋼，超細(xì)硬質(zhì)合金）并使用可轉(zhuǎn)位刀片。

車削刀具及其選擇方面，CNC車削中常用的車刀一般分為三類：尖頭車刀，弧形車刀和成形車刀。尖頭車刀是具有直刃的特征的車刀。這種車刀的刀尖由直的主切削刃和副切削刃組成。例如，90°內(nèi)部和外部車削工具，左右車削工具，切槽（切削）車床工具以及各種類型的小直徑。工具外部的圓角倒角內(nèi)孔車刀。鋒利車削刀具的幾何參數(shù)（主要是幾何角度）的選擇方法與普通車削方法基本相同，但是充分考慮了CNC加工的特性（加工路徑，加工干擾等）。必須考慮工具本身運(yùn)行功率。圓弧形車刀是具有圓弧形切削刃的特征，具有較小的圓弧或線性輪廓誤差的特性。車刀彎曲邊緣上的每個(gè)點(diǎn)都是彎曲車刀的尖端。因此，刀具位置位于圓弧的中心，而不是圓弧。電弧車削工具可用于轉(zhuǎn)動(dòng)內(nèi)表面和外表面，尤其是用來(lái)轉(zhuǎn)動(dòng)各種平滑連接（凹入）的成型表面。

四、切削用量的基本選擇

在編程期間，程序員必須確定該過(guò)程的切削參數(shù)，通過(guò)指令形式把切削參數(shù)寫(xiě)入程序。切削量分別有主軸的速度，切削的后量和進(jìn)給的速度。不同的切削參數(shù)需要用不同的加工方法。選擇切削量可以保證零件的加工精度和表面粗糙度，最大化工具的切削的性能，并確保合理的工具使用性。它還可以最大化機(jī)器的使用性能，從而大大的提高生產(chǎn)率，是降低生產(chǎn)成本的最好方式。

五、程序編制

（1）手工編程

程序編制對(duì)于數(shù)控機(jī)床的工作來(lái)說(shuō)，至關(guān)重要。數(shù)控加工程序的編制方法有兩種：一種是手工編制程序，一種是自動(dòng)編制程序。

一般對(duì)幾何形狀不太復(fù)雜的零件，所需的加工程序不長(zhǎng)，計(jì)算比較簡(jiǎn)單，用手工編程比較合適。

（2）計(jì)算機(jī)自動(dòng)編程

自動(dòng)編程是指在編程過(guò)程中，除了分析零件圖樣和制定工藝方案由人工進(jìn)行外，其余工作均由計(jì)算機(jī)輔助完成。

通過(guò)研究輸入方式的不同，可以把自動(dòng)編程分為三種，有圖形數(shù)控、語(yǔ)言數(shù)控和語(yǔ)音數(shù)控。

六、數(shù)控車床加工中的全安注意事項(xiàng)

1.禁止觸摸刀尖和鐵屑。鐵屑應(yīng)使用鐵鉤或刷子清潔。

2.禁止觸摸或以其他方式觸摸旋轉(zhuǎn)的主軸，工件或其他運(yùn)行部件。

3.禁止在加工過(guò)程中移動(dòng)和改變速度，用棉線擦拭工件以及清潔機(jī)床。

4.車床運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，工人不能離開(kāi)崗位。如果發(fā)現(xiàn)異?，F(xiàn)象，應(yīng)立即停止機(jī)床運(yùn)行。

5.經(jīng)常檢查軸承的溫度，如果溫度過(guò)高，則應(yīng)尋找原因，展開(kāi)設(shè)備檢測(cè)。

6.加工期間無(wú)法打開(kāi)機(jī)器保護(hù)門。

7.嚴(yán)格遵守崗位責(zé)任制，專職人員使用機(jī)器要做好報(bào)備，其他人使用機(jī)器需要得到個(gè)人的許可。

8.如果工件從車床突出超過(guò)100毫米，則必須在突出位置安裝防護(hù)罩。

9.學(xué)生應(yīng)該在完全清楚操作步驟后進(jìn)行操作，如果發(fā)現(xiàn)任何問(wèn)題，請(qǐng)立即問(wèn)老師。禁止在不了解程序的情況下進(jìn)行試操作。如果操作過(guò)程中出現(xiàn)問(wèn)題，應(yīng)立即報(bào)告給老師。

六、結(jié)語(yǔ)

對(duì)于批量生產(chǎn)的零件，我們已經(jīng)知道可以使用自動(dòng)和半自動(dòng)車床來(lái)實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程的自動(dòng)化。但是，對(duì)于單零件小批量生產(chǎn)零件，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化始終是一個(gè)問(wèn)題。長(zhǎng)期以來(lái)，這個(gè)問(wèn)題一直未得到完全解決。特別是對(duì)于形狀和精度要求較高的零件，自動(dòng)化之路已經(jīng)停止。一些應(yīng)用程序分析設(shè)備可以解決其中的一些問(wèn)題，但實(shí)際上，車床分析已被證明無(wú)法完全解決該問(wèn)題。數(shù)控車床（機(jī)械）的出現(xiàn)為從根本上解決這一問(wèn)題開(kāi)辟了廣泛的途徑，使其成為加工的重要發(fā)展方向。

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