數(shù)控加工過程中的零件制造技術探究

才革 張金霞 李嘉

摘要 隨著工業(yè)化和信息化的不斷發(fā)展，數(shù)控技術得到廣泛的應用，出現(xiàn)了許多先進制造裝備，特別是在零件制造領域，越來越多的企業(yè)傾向于利用現(xiàn)代化數(shù)控加工設備來加工各種零件。如何利用數(shù)控加工技術提升零件制造水平，成為廣大零件生產(chǎn)企業(yè)迫切要解決的問題。本文以孔類零件的加工為例，結(jié)合孔狀零件的特點，從零件制造技術出發(fā)，綜合運用數(shù)控加工技術，使零件制造工藝得到優(yōu)化，加工周期縮短，零件的結(jié)構(gòu)設計更加的合理。

關鍵詞 零件制造；數(shù)控；加工

中圖分類號TH13 文獻標識碼A 文章編號 1674-6708（2012）67-0095-02

0引言

孔類零件具有加工結(jié)構(gòu)靈活多樣、重量輕、易于加工制造等特點，在裝備制造領域得到了普遍應用，尤其是在電子通信設備和重型設備中，我們都可以發(fā)現(xiàn)孔類零件的存在。電子設備中的座體、汽車中的發(fā)動機、變速器以及機床的座體等很多部件都是孔類零件。由于孔類零件的這些特點，使得數(shù)控加工技術很快的應用到零件的加工中。近年來，許多科研機構(gòu)、高校、企業(yè)大多都購買了數(shù)控加工中心，在設備層面上，確保企業(yè)的發(fā)展和產(chǎn)品的升級換代。

在裝備制造領域所指的孔類零件，一般是在零件上有一系列的孔，這些孔的相對位置都有一定的要求，我們把這系類孔的綜合稱之為孔類零件。高精度孔類零件是指對孔的精度和位置都有較高要求的零件，一般來說，孔的精度要達到6級以上，位置誤差要小于0.5mm。孔類零件按照其孔的相對位置可以分為交叉孔零件、平行孔零件和同軸孔零件等。

由于高精度孔類零件對孔的精度和相對位置都有較高的要求，因此在孔類零件的加工過程中，要精確控制零件的加工精度和加工工藝路線。為了使數(shù)控加工中心發(fā)揮其最大作用，在零件的加工過程中，對刀具、夾具和切削量的選擇都有較高的要求。

本文結(jié)合孔狀零件的特點，從零件制造技術出發(fā)，綜合運用數(shù)控加工技術，對數(shù)控加工中心加工高精度孔類零件的相關技術進行了分析和總結(jié)，以為相關人員提供技術參考。

1 合理進行工藝設計

工藝設計人員首先要對零件的結(jié)構(gòu)形狀進行充分的了解，根據(jù)零件的尺寸和技術要求進行全面細致的分析和整理，之后再對零件進行加工工藝設計，設計完成后要進行復查，復查無誤后方可入庫歸檔。

工藝過程的安排，要根據(jù)零件表面和孔系的要求合理安排設備。對于加工精度要求不高的部分，可由普通機床來完成，對于加工精度要求較高的部分，可由數(shù)控機床來完成，這樣可以提高機床設備的利用率，避免資源的浪費。

在滿足零件加工精度的前提下，合理確定機床刀具在加工過程中的運動方向和軌跡是工藝路線設計的主要內(nèi)容。在工藝路線制定的時候，要充分考慮各種因素對運動方向和軌跡的影響，使影響降到最低。例如在對零件進行銑削加工時，會產(chǎn)生順向銑削和逆向銑削，這樣就會對零件表面質(zhì)量產(chǎn)生影響。在設計工藝路線時，應盡可能縮短零件的加工路線，減少刀具的空轉(zhuǎn)時間。

在零件加工過程中，孔系的加工精度關系到整個零件的加工質(zhì)量。根據(jù)孔系加工精度要求的不同，可以采用不同的方法進行加工，這一過程應綜合考慮生產(chǎn)規(guī)模及生產(chǎn)條件。在實際加工中，要避免零件加工過程中進給的停頓，否則會對銑削力造成影響，影響零件加工精度。

2 確定零件的安裝方法和合理選擇夾具

零件安裝方面，數(shù)控加工中心與普通機床存在較大區(qū)別，主要表現(xiàn)在夾具的選擇和安裝要求方面。在夾具的選擇上，數(shù)控加工中心要求盡可能使用通用的夾具，這樣可以便于程序?qū)Φ额^的控制，而普通機床對夾具就沒有這方面的要求。由于數(shù)控加工中心加工零件由程序控制，這就要求所用夾具要一次安裝完成，對于那些無法一次完成加工的零件，為保證加工要求，可以采用專用的夾具。

夾具的選取、應用以及設計方面，要考慮如下基本準則：

1）在夾具的選擇上，盡量選取標準化、通用化的夾具，如可調(diào)整夾具、組合夾具等，一般情況下，要盡量避免使用專用的夾具。高精度孔類零件加工時，如不能一次裝夾完成，需使用專用夾具來完成整個加工過程。這就對專用夾具的設計精度提出了更高的要求，因為其精度會直接影響加工零件的尺度精度，故應高度重視專業(yè)夾具的設計工作。在夾具加工過程中，對于定位方法、熱處理材料選擇與安排必須進行嚴格控制。加工完成后的夾具，要測試夾具的制造精度是否合格，如合格再進行批量生產(chǎn)；

2）薄壁零件應合理選擇夾緊位置和夾緊方法。薄壁零件在加工過程中容易發(fā)生夾緊變形，零件加工質(zhì)量會受到影響。對于這樣的部分，應放置于支持肋骨或底部位置，對其做應力分析，通過力學分析軟件分析零件的應力，看是否滿足設計要求；

3）夾緊零件要遵循快速、方便的原則，夾緊過程中盡量使用氣動液壓裝置，以減少數(shù)控機床的停機時間；

4）零件的待加工部位要露于外部，這樣可以避免裝夾的工件對刀具的移動和切削加工產(chǎn)生影響。工件裝夾時，設計人員和工作人員要在現(xiàn)場，確認夾緊方案是否正確。在這一過程中，要盡可能保證夾緊是安全、方便、可靠的，并確認操作者了解設計人員的意圖。

3合理選擇零件坐標系，確定刀具對刀點和換刀點

所謂對刀點是指刀具相對零件運動的起始點，零件加工過程中對刀點的選擇至關重要。在確定對刀點的時候，首先應該明確機床坐標系與零件坐標系的對應關系。我們可以選擇內(nèi)坐標和外坐標中的某一點作為對刀點，內(nèi)外坐標是相對零件本身來說的，內(nèi)坐標是指零件坐標系，外坐標是指零件以外的坐標系，無論選取哪種方法來確定對刀點，該對刀點必須與零件的定位基準有尺寸上的關系。

對零件加工精度要求不高時，對機床的對刀精度要求自然也就不高，這時把零件上或機床夾具上的某一面作為對刀面，在對刀面上選取某一點來作為對刀點。對刀點應選擇在方便進行對刀的地方，選用相對坐標的數(shù)控機床時，對刀點可以選在零件的孔的中心上；選用絕對坐標的數(shù)控機床時，對刀點可以選在機床坐標系的原點上，也可以選在零件的孔的中心上。加工高精度零件的時候，對刀點就必須選在零件的設計基準或工藝基準上。對于高精度孔系類零件，則要求選用孔的中心作為對刀點。

另外，對于繁雜零件的加工，在加工過程中往往需要進行換刀操作，這時還需要設置換刀點。換刀點的選擇不同于對刀點，為防止換刀時碰傷零件，換刀點應選在零件的外部。

本文是對筆者在實際工作中的一點體會和經(jīng)驗的總結(jié)，在綜合分析相關技術的基礎上對數(shù)控加工中心在零件加工中的應用進行了深入細致的研究，由于本人水平和能力有限，肯定存在一些缺點和不足，對于文中出現(xiàn)的缺點和不足，歡迎廣大學者批評指正。

參考文獻

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