配合類零件的加工

祁捷

摘 要：本文介紹了如何利用數(shù)控機(jī)床加工零件，利用數(shù)控加工技術(shù)對(duì)配合類零件進(jìn)行編程加工，保證零件的機(jī)械加工精度，并分析了手動(dòng)編程與自動(dòng)編程的區(qū)別，并提出怎樣提高配合類零件的精度方法及工藝措施。

關(guān)鍵詞：配合類零件；數(shù)控加工；工藝分析

隨著機(jī)械加工業(yè)的快速發(fā)展，人們對(duì)機(jī)械產(chǎn)品的機(jī)械結(jié)構(gòu)、機(jī)械性能、加工精度和生產(chǎn)效率的要求越來越高，在產(chǎn)品加工過程中小批量零件的加工比重變大。之前采用的大批量生產(chǎn)方式已經(jīng)不能滿足現(xiàn)在的生產(chǎn)需求。從而選擇數(shù)控機(jī)床（優(yōu)點(diǎn)：加工精密、加工產(chǎn)品多樣化，液壓氣動(dòng)裝夾方便），有效地解決了復(fù)雜外型、精密尺寸、小批量多樣化的零件加工問題，能滿足其加工要求，能適應(yīng)現(xiàn)在零件的發(fā)展需求。其中數(shù)控車床由于具有高效率、高精度和高柔性的特點(diǎn)，在機(jī)械制造業(yè)中得到日益廣泛的應(yīng)用，成為目前應(yīng)用最廣泛的數(shù)控機(jī)床之一。但是，要充分發(fā)揮數(shù)控車床的作用，根據(jù)不同的零件的特點(diǎn)和精度要求，編制合理、高效的加工程序。采用手工編程和自動(dòng)編程兩種數(shù)控編程方法。手工編程：零件圖樣分析→工藝處理→數(shù)據(jù)計(jì)算→編寫程序單→輸入程序到程序校驗(yàn)等各步驟主要由人工完成的編程過程。手工編程主要適用于點(diǎn)位加工或幾何形狀不太復(fù)雜的零件的加工等。對(duì)于幾何形狀復(fù)雜的零件，常采用軟件繪制零件圖，通過軟件生成加工程序進(jìn)行加工。

在加工配合精度較高的零件時(shí)，沒有較好的工藝分析，不管采用手工編程或自動(dòng)編程加工，都無法準(zhǔn)確保證精度要求。例：加工精度要求高，形狀復(fù)雜的配合零件時(shí)，常選用在數(shù)控機(jī)床來加工。配合類零件在手工編程時(shí)需要注意其公差尺寸，達(dá)到公差要求是指零件加工完成之后，滿足零件圖紙標(biāo)注的尺寸范圍，而零件中的相關(guān)尺寸能滿足尺寸鏈。所以手工編程時(shí)應(yīng)滿足以下要求：

一、正確選擇程序原點(diǎn)

使用數(shù)控車床編程車削時(shí)，應(yīng)選擇合理的加工原點(diǎn)和合理的基準(zhǔn)點(diǎn)，并以此為原點(diǎn)建立一個(gè)工件坐標(biāo)系。同一個(gè)零件，同樣的加工由于編程原點(diǎn)選的不同，編程的坐標(biāo)數(shù)值就不一樣，所以編程之前首先要選定編程原點(diǎn)。從理論上說，編程原點(diǎn)選在任何位置都是可以的。但實(shí)際上，為了換算盡可能簡便以及尺寸較為直觀（至少讓部分點(diǎn)的指令值與零件上的尺寸值相同），應(yīng)盡可能把編程原點(diǎn)的位置選的合理，編程原點(diǎn)的確定原則為：

1.將編程原點(diǎn)選在設(shè)計(jì)基準(zhǔn)上并以設(shè)計(jì)基準(zhǔn)為定位基準(zhǔn)，這樣可避免基準(zhǔn)不重合而產(chǎn)生的誤差及不必要的尺寸換算；

2.容易找正對(duì)刀，對(duì)刀誤差小；

3.編程方便；

4.在毛坯上的位置能夠容易，準(zhǔn)確地確定，并且各面得加工余量均勻；

5.對(duì)稱零件的編程原點(diǎn)應(yīng)選在對(duì)稱中心。一方面可以保證加工余量均勻，另一方面可采用鏡像編程，編一個(gè)程序加工兩個(gè)工序，零件的形廓精度高。

二、合理選擇進(jìn)給路線

遵循刀具在加工中合理的運(yùn)動(dòng)軌跡，合理地選擇進(jìn)給路線應(yīng)考慮以下幾個(gè)方面：

1.盡量使用較短的進(jìn)給路線，減少空走刀量，從而提高加工效率。

（1）正確選擇起刀點(diǎn)。（2）合理規(guī)劃起刀點(diǎn)和終點(diǎn)坐標(biāo)。（3）粗加工是選擇合理的進(jìn)給方式。

2.保證加工零件的各項(xiàng)精度要求。

（1）選擇合理的起刀點(diǎn)、切入點(diǎn)，切入方式要平穩(wěn)。（2）確保所加工的零件不會(huì)變形，選擇合適的切削方法和切削量。（3）盡量遵循“先粗后精”“先近后遠(yuǎn)”“先內(nèi)后外”的加工工序。

3.保證加工過程的安全性。避免刀具與工件相撞，選擇合適的進(jìn)刀和退刀點(diǎn)。

4.復(fù)雜零件和選用自動(dòng)編程加工。

三、加工工藝分析

分析零件精度和表面粗糙度為基礎(chǔ)，對(duì)加工方法、裝夾方式、進(jìn)給路線、刀具及切削用量等進(jìn)行正確而合理的選擇。主要包括：

1.分析精度及各項(xiàng)技術(shù)要求是否齊全、合理；

2.分析本工序的數(shù)控加工精度能否達(dá)到圖樣要求，若達(dá)不到，需采取其它措施彌補(bǔ)的話，注意給后續(xù)工序留有余量；

3.找出圖樣上有較高位置精度要求的表面，這些表面應(yīng)在一次安裝下完成；

4.對(duì)表面粗糙度要求較高的表面，應(yīng)確定用恒線速切削。

四、配合零件的數(shù)控加工

（一）機(jī)床的選擇及G54坐標(biāo)系確定。

無論是普通車床加工還是數(shù)控車床加工，都必須要選擇對(duì)刀（基準(zhǔn)點(diǎn)），在刀具選擇時(shí)應(yīng)盡量選擇標(biāo)準(zhǔn)刀具，選擇合理的對(duì)刀方法。如選擇數(shù)控機(jī)床加工時(shí)，所采用的絕對(duì)方式對(duì)刀是指，根據(jù)使用到的每一把刀具單獨(dú)建立自己的補(bǔ)償偏置值，該值會(huì)從工件坐標(biāo)系G54上建立起來。而相對(duì)方式對(duì)刀是指建立一把基準(zhǔn)刀具，其余所使用的每一把刀具都相對(duì)于基準(zhǔn)刀具進(jìn)行偏置。該數(shù)值不會(huì)反映到工件坐標(biāo)系G54上，此時(shí)只建立一個(gè)由基準(zhǔn)刀確定的工件坐標(biāo)系。

（二）編程尺寸設(shè)定值的確定

編程尺寸設(shè)定值應(yīng)為該尺寸誤差分散中心，但由于事先無法知道分散中心的確切位置，可先由平均尺寸代替，最后根據(jù)試加工結(jié)果進(jìn)行修正，以消除常值系統(tǒng)性誤差的影響。

編程尺寸設(shè)定值確定的步驟：

1.精度高的尺寸處理，將基本尺寸換算成平均尺寸；

2.幾何關(guān)系的處理，保持原重要的幾何關(guān)系，如角度，相切等不變；

3.精度低的尺寸的調(diào)整，通過修改一般尺寸保持零件原有幾何關(guān)系，使之協(xié)調(diào)；

4.節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)尺寸的計(jì)算，按調(diào)整后的尺寸計(jì)算有關(guān)未知節(jié)點(diǎn)的坐標(biāo)尺寸；

5.編程尺寸的修正，按調(diào)整后的尺寸編程并加工一組工件，測量關(guān)鍵尺寸的實(shí)際分散中心并求出常值系統(tǒng)性誤差，再按此誤改程序。

五、企業(yè)實(shí)際加工

根據(jù)零件的實(shí)際加工情況，在加工企業(yè)即便加工相同的零件，所需要的加工時(shí)間也會(huì)不同，這就關(guān)系到零件的加工效率和零件的質(zhì)量情況。較好的產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率能提升企業(yè)的實(shí)際效益，使企業(yè)更具行業(yè)的競爭力。從而怎樣提高產(chǎn)品的加工效率和質(zhì)量就成為企業(yè)發(fā)展的的重要問題。以下分析實(shí)際加工中的工藝過程：

就以一般的配合零件（非復(fù)雜類零件）為例，根據(jù)企業(yè)的產(chǎn)品零件圖紙，我們首先是分析零件圖紙，根據(jù)實(shí)際加工的產(chǎn)品零件來進(jìn)行工藝分析，從而得出合理的加工方案。然后對(duì)零件圖形進(jìn)行坐標(biāo)點(diǎn)的計(jì)算，進(jìn)行手工編程。對(duì)于簡單的零件所采用手工編程，程序較簡短，為實(shí)際加工大大節(jié)省了加間，提高了加工效率，企業(yè)人員由于知識(shí)儲(chǔ)備不同，分析零件后所編出的程序也不同，因此，為了節(jié)省編寫程序的時(shí)間，應(yīng)提倡多采用循環(huán)指令加工，從而大大節(jié)省了輔助時(shí)間。在加工時(shí)也要考慮刀具材質(zhì)問題，根據(jù)加工材料選用合適的刀具，能大大提高加工效率。在保證零件加工精度方面，除了保證對(duì)刀的精度以外，還需要在編程方面考慮，例如分析配合類零件加工時(shí)，要考慮零件的配合公差，分析幾種公差的配合時(shí)，準(zhǔn)確來說，加工軸類零件時(shí)應(yīng)選取上公差，而套類零件的孔徑尺寸則應(yīng)取下公差，而選取公差時(shí)，我們一般是采用公差中的平均值，這樣容易保證尺寸要求，最后加工零件時(shí)應(yīng)保留精加工的加工余量，而精加工又可以根據(jù)精度要求區(qū)分為半精加工和最后精加工兩個(gè)階段，（精加工之前應(yīng)測量實(shí)際尺寸，根據(jù)實(shí)際尺寸來修改精加工量）這樣能更好的保證零件加工精度。螺紋加工時(shí)，根據(jù)實(shí)際加工經(jīng)驗(yàn)，最后車削螺紋時(shí)，應(yīng)采用光走幾刀，這樣可以使螺紋的表面質(zhì)量提高。

結(jié)束語

配合類零件的加工在企業(yè)中較為廣泛，其在零件形狀，加工的工藝分析、實(shí)際加工等方面都需要全面考慮，每個(gè)細(xì)節(jié)都考慮到實(shí)際加工，這不僅要考慮到操作者知識(shí)的全面性，也要考慮到加工工藝的完整性。總之，加工配合類零件時(shí)，各方面都需要操作者掌握，必須具有一定的專業(yè)知識(shí)，這對(duì)于提高產(chǎn)品的質(zhì)量和效率都有很大的幫助。

參考文獻(xiàn)

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