高腳杯在數控機床的工藝設計和加工過程

褚輝遠 倪凱煜

摘要：高腳杯是中職學校數控實訓課程中的一個課題，數字控制技術是現代制造先進方式，并且得到了廣泛普及。而機械專業的中職畢業生，需要熟練掌握基本的數控操作技術，掌握各種零件的加工工藝，能夠制定出合理有效的加工方案。本文就是要在比較數控加工工藝和傳統加工工藝的基礎上，通過加工高腳杯分析在數控機床上加工的關鍵問題，通過加深對數控加工知識的理解。通過對高腳杯加工工藝分析，進行數控編程以及數控模擬仿真，得出結論，最終生產出符合要求的高腳杯零件。

關鍵詞：數控機床加工工藝高腳杯

進入了21世紀，制造業已成為推進社會生產力的重要力量。數字控制機床的技術水平代表著全國制造業的水平。由于數控技術的優越性以及國防的需求，在國際市場日益劇烈競爭和產品種類的變化頻繁下。以下是本人在數控實訓教學工作中的實際方法和一些體會，希望能為各位在數控教學崗位辛苦工作的各位同仁提供一個思路和參考。

一、高腳杯零件加工的設計和特征

選擇機床及數控系統

（1）數字控制機床具有下特點零件：

1）提高了機床的柔性，可以適應不同的品種、規格和尺寸的試制零件。

2）操機人員的勞動力度可以大大降低。

3）有著較大的生產率。與普通機床相比，生產效率可以提高好幾倍。

4）可以加工普通機床不能加工中的復雜成型面。

5）但提高了一開始階段的投資金額。

6）對操機人員的水平也有著很高的要求。

（2）該零件是薄壁以及細長的懸伸件，形位精度要求比較高。在普機上加工達不到其精度，相對適用于數控車床加工，應選擇使用采用數控實訓室里的浙江凱達股份有限公司生產的CA6150臥式數控車床，操作系統為華中世紀星。

二、高腳杯零件的加工過程

1.加工工藝流程

1）下毛坯料直徑Φ40mm，長度120mm的45號鋼。

2）裝夾工件，伸出長度約115mm，用T01號外圓刀平端面。

3）用Φ20mm鉆頭鉆孔，孔深為50mm。

4）用T03號外圓刀粗、精加工酒杯外壁。

5）退頂針，用T04號切斷刀，切斷工件。

2.程序的編制

目前數控機床的編程方式主要有手工編程和自動編程兩種，別的的編程方式可看成這兩種方式的擴展。他們都有自己的適用范圍，到底選哪一種編程方式，通常根據加工零件的復雜程度，以及數值的計算難度和零件需加工的數量大小、時間、費用等來進行全面的考慮。在教學中，都是單件生產，為了使學生手動編程和自動編程都是熟練運用，考慮到零件內腔是凹圓弧，手動編程較困難，采用CAXA數控車軟件進行編程。高腳杯的外形輪廓節點都已標注，且編程較為簡單，則使用手工編程。

（1）外輪廓加工程序

O0001；

G95 M3 S500 T0101 F0.25；

G0 X76 Z5；

G71 U1.5 R0.5X0.5Z0.1 P01 Q02 F0.25；（粗車外輪廓復合循環）

M05 M00

G95

G00 X76 Z5

N01 G0 X0；

G01 Z0. F0.06；

X62.367；

………..

N02 G1 X75 F0.25；

G0 Z100；

X150；

M30；

（2）用2015CAXA數控車R1軟件生成外輪廓零件造型，配合合適的數控車加工工藝路線、參數，生成相應的加工程序。

三、高腳杯加工注意事項和技巧

1.刀具和參數的選擇

高腳杯屬于細長工件，且又是薄壁。零件加工過程中，容易出現形位誤差。因此高腳杯的內孔需要用根據內孔形狀提前做好的堵頭來支撐，通過一夾一頂的方式來提高工藝剛性；刀具還應該采用前角和主偏角偏大的車刀。

2.零件質量誤差分析

高腳杯工件的試制結束后，經用量具測量討論出發現杯部外輪廓出現震紋，且尺寸精度和形位精度沒有保證到圖紙要求的公差內。改進措施：提高工件的工藝剛性，檢查堵頭的尺寸形狀是否和零件內輪廓接近；充分澆注冷卻液；考慮到零件的材料和尺寸大小，精加工的被吃刀量要小。

四、小結

臨海市中等職業技術學校是國家級重點職業技術學校，國家教育改革發展示范校，具有全省一流的教學設施，有高技能的實訓教師。在三名工程里，學校被評為名校，機械專業被評為名專業。結合本專業發展的大方向，通過數字控制機床實習的教學后，上實習課的學生反映教學的效果非常好，能學到在實際加工過程使用加工的方法和工藝流程，而這是專業書本中學不到的知識點，尤其是用CAXA數控車自動編程軟件讓學生又學會了一種新型的編程方法，深受學生的喜愛。根據這樣的教學方法來培養學生設計的能力，創新的能力，實際加工的能力，的確是很好思路以及辦法。讓學生在畢業以后能夠走上工作崗位時，能有更強實際動手的經驗，為能更快滿足用人單位用人需求，打下堅實基礎，是現在機械專業畢業學生提高實踐能力的主要手段。

參考文獻：

[1]周飛、賈秀穎.《金屬材料與熱處理》.北京.電子工業出版社.2007.8

[2]沈建峰、虞俊.《數控車工（高級）》.北京.機械工業出版社.2006

[3] 陳子銀，陳為華.數控機床結構原理與應用.北京：北京理工大學2006.8

[4] 顧京.數控加工程序編制[M].北京：機械工業出版社，2004

作者簡介：褚輝遠（1975），男，民族：漢、籍貫：臨海、職稱：一級教師，學位：無、研究方向：數控車工技能操作，工作單位：臨海市中等職業技術學校.

倪凱煜（1991-），男，民族：漢，籍貫：臨海、職稱：中學二級學位：學士學位、研究方向：鉗工技能操作，工作單位：臨海市中等職業技術學校.