論回轉體零件數控車床加工的分析設計

鄧自清

摘 要：回轉體零件數控加工分析設計時必須將圖紙技術要點、裝夾找正、粗精加工、加工順序、刀具軌跡、切削用量等因素分解清晰，遵循其加工工藝的規律性，才能設計出高質量的數控加工工藝方案，縮短加工時間，降低機床和刀具磨損，從而高效率地完成自動加工。

關鍵詞：裝夾；加工順序；切削用量；粗加工；精加工

中圖分類號：TG659文獻標識碼：Adoi：10.14031/j.cnki.njwx.2016.09.002

軸類、套類和盤類等回轉體零件通常在數控車床上加工，從而達到尺寸精度、形位精度和表面粗糙度的要求。整個分析、設計和加工過程包含這樣四步：第一步：通過對零件圖紙的分析，按圖紙要求完成節點、基點的計算，設定每次裝夾后的工件坐標系；第二步：數控加工工藝方案設計：①裝夾方案的確定，②加工順序和刀具的選擇，③加工余量的確定，④切削用量和切削液的選擇；第三步：編制測試零件的加工程序并輸入到數控車床；第四步：裝夾工件、裝夾刀具、對刀、加工并檢測零件。在整個加工設計過程中只有這四步遵守相應的原則、規律，才能使數控車床加工運行過程所需的時間最短，節約能源，降低數控車床的磨損，提高刀具的使用壽命，提高勞動生產率，從而減少勞動力和其他資源的消耗。可以通過一個復雜零件的加工分析設計實例，來總結回轉體零件數控加工工藝設計的規律。

1 軸類零件的圖紙及加工要求

如上圖，零件的材料為45#鋼，毛坯尺寸為Φ56 mm×130 mm，按圖紙尺寸和技術要求在數控車床上完成零件的加工。

1.1 零件圖紙分析

零件的左端特點：平的端面，外輪廓上有3個等寬等深的平底槽，內輪廓口大內小、有2個錐面、1個內退刀槽、1個內圓柱單線螺紋；零件的右端特點：平端面，外輪廓有1個凹圓弧面、1個外螺紋退刀槽、2個圓弧倒角，1個單線外螺紋；Φ530 -0.03 的外表面是尺寸最大的外表面，應歸到左端加工面。

1.2 主要加工要求

可歸結為8項：

①外圓及成形面（Φ530-0.03、Φ430-003 ）；②內孔（Φ300-003）；③錐度（10°±02°）；④外螺紋（M30×2-6g 、Ra16）；⑤內螺紋（M23×15-6H 、Ra1.6）；⑥圓弧（R3、R14 、R8）；⑦長度（125±003、80-003、320-003、2-3+0030、3-50-003）；⑧粗糙度（6-Ra16）。

2 數控加工工藝方案的分析設計

2.1 裝夾方案的確定

在數控車床上加工這類工件通常都用三爪卡盤裝夾，因為工件不長，所以不需要頂尖支撐。該零件先加工左端，選擇毛坯平整的一段用作粗基準裝夾在三爪卡盤上，外伸50 mm長，先用45°外圓車刀手動方式加工端面，再用中心鉆打中心孔，然后再用Φ20 mm的鉆頭加工底孔，接下來才是數控加工；左端完成后掉頭加工右端，左端Φ43 mm的面作為精基準，用厚0.2 mm、長120 mm的銅皮包裹，用磁力表架帶百分表在已加工的Φ53 mm外表面找正后夾緊；如果是大批量生產加工右端時可以采用軟爪裝夾，省去找正的時間，精基準裝夾結束后，先用45°外圓車刀手動方式加工端面保證總長，然后對刀數控加工。

2.2 加工順序和刀具的選擇

以刀具劃分工序，該零件的加工順序和刀具的選擇如表1。

2.3 加工余量的確定

①粗加工外圓、長度輪廓，留加工余量為0.3～0.5 mm；②半精加工外圓、長度輪廓，留加工余量為0.1～0.2 mm；

③粗加工內圓、長度輪廓，留加工余量為0.3～0.5 mm；

④半精加工內圓、長度輪廓，留加工余量為0.1～0.2mm。

2.4 切削用量和切削液的選擇

切削用量：根據加工材料、刀具材料等因素查機械加工手冊確定。

切削液：根據加工材料、刀具材料等因素，選擇油性切削液。

3 編制零件加工程序

3.1 零件左端加工程序如表2

3.2 零件右端加工程序如表3

3.3 加工

傳輸保存程序、對刀仿真模擬測試修改程序及自動加工。

4 結論

（1）復雜回轉體零件的數控車床加工一般要通過2次裝夾，第1次加工的應該是有較長外圓柱面的一端，有外螺紋或表面多是非圓柱面時放在第2次裝夾后加工，第2次裝夾時要用厚度一致的銅皮包裹夾持已加工面，且在百分表找正后加緊（大批量生產時用軟爪加緊無需找正）；

（2）用45°外圓車刀切端面是加工的第1步，第2步高速（800～1200 r/min）打中心孔，第3步用麻花鉆低速打孔（鉆頭越粗轉速越低，高速鋼選擇150～500 r/min），都要用切削液；

（3）位置公差的標注確定了基準先加工的順序，內外輪廓加工都是先加工輪廓面，再加工溝槽，最后加工螺紋的加工順序；

（4）精度高的零件一定要粗、精加工（或粗、半精、精）分2步（3步）進行，才能保證加工精度。