非單調(diào)軸類零件的數(shù)控加工工藝分析

黃瀚瀅

摘 要：對(duì)于非單調(diào)軸類零件的數(shù)控加工工藝，關(guān)鍵技術(shù)在于對(duì)零件的工藝處理，包括加工工藝、加工技術(shù)等重要的環(huán)節(jié)，尤其是當(dāng)今的技術(shù)不斷進(jìn)步，已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了零件加工的數(shù)字控制，因此對(duì)于細(xì)致化、優(yōu)化技術(shù)的要求更高。本文圍繞數(shù)控加工非單調(diào)軸類零件工藝展開分析，提請(qǐng)從事數(shù)控加工的同仁在技術(shù)改進(jìn)和完善上進(jìn)行不斷的研究。

關(guān)鍵詞：非單調(diào)軸類零件；數(shù)控加工；工藝分析

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.06.049

數(shù)控機(jī)床的使用如今在工業(yè)制造領(lǐng)域已經(jīng)十分廣泛。隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步，一些原有的在零件加工工業(yè)上的已經(jīng)得到了妥善的解決。與普通機(jī)床的加工工藝不同，數(shù)控機(jī)床的加工工藝以及加工流程，更加復(fù)雜。本文對(duì)非單調(diào)軸類零件展開論述，包括非單調(diào)軸類零件內(nèi)的軸徑外零件，零件的加工工藝，軸類零件加工的難點(diǎn)等等。對(duì)數(shù)控編程及加工工藝進(jìn)行分析，總結(jié)數(shù)控機(jī)床工藝路線的特征以及優(yōu)勢(shì)，期望對(duì)于研究如何提高數(shù)控機(jī)床加工工藝的加工效率具有參考價(jià)值。

1 數(shù)控加工中的典型工藝處理方法

（1）根據(jù)數(shù)控加工典型工藝處理方法的要求，為了不產(chǎn)生大量的誤差，往往采取局部分散的標(biāo)注方法，將數(shù)控編程中的源點(diǎn)集中在引注和坐標(biāo)式尺寸之下，零件圖中所有點(diǎn)、線、面直接給出坐標(biāo)尺寸，或者以編程原點(diǎn)為基準(zhǔn)，同一基準(zhǔn)引注尺的尺寸稱為標(biāo)注法，這種標(biāo)注法在數(shù)控編程中便于編程，防止使用特性方面時(shí)，由于重復(fù)定位精度及數(shù)控加工精度，而且便于尺寸之間的相互協(xié)調(diào)，當(dāng)零件設(shè)計(jì)人員考慮裝配的時(shí)候，應(yīng)注意保持設(shè)計(jì)、工藝、檢測(cè)基準(zhǔn)與編程原點(diǎn)設(shè)置的一致。給數(shù)控加工與工序安排帶來很多不便。這種工藝處理方法既不會(huì)產(chǎn)生較大的累積誤差，也不會(huì)破壞零件的使用性能，適合在改動(dòng)局部的時(shí)候集中引注或散標(biāo)注法尺寸。（2）兩軸或兩軸以上插補(bǔ)加工時(shí)，刀路盡量使用簡(jiǎn)單刀路。在兩軸位置增益不相同時(shí)，選用0度或是90度方向切削零件。為避免出現(xiàn)輪廓誤差，平行刀路最好選擇較長(zhǎng)的邊作為其進(jìn)給方向。對(duì)于數(shù)控銑床加工零件，因?yàn)椴淮嬖谳喞`差必須使零件的直線輪廓平行或垂直于坐標(biāo)軸，強(qiáng)調(diào)單軸插補(bǔ)加工的物理意義，以提高零件的加工精度。（3）在留精加工余量時(shí)注意刀路的材料去除量要均勻，因?yàn)橥蝗桓淖兞贤度肭邢髁浚瑫?huì)對(duì)刀具和機(jī)床減小沖擊產(chǎn)生。

2 加工零件圖的工藝分析

本文所舉數(shù)控車床的數(shù)控系統(tǒng)零件結(jié)構(gòu)如圖1所示。零件材料采用45鋼，毛坯尺寸為Φ28×60mm，在無熱處理和硬度的要求前提下，對(duì)之進(jìn)行數(shù)控的工藝分析。

該零件經(jīng)過加工后，表面的組成包含了圓柱、非圓曲面以及螺紋。表面的精度要求步入直徑尺寸的精度要求那么嚴(yán)格。

3 加工工藝設(shè)計(jì)

（1）手工編程加工工藝路線設(shè)計(jì)。工步1：裝夾方式采用車削端面的方法，對(duì)裝夾棒料外圓柱面進(jìn)行編程。工步2：遵循0-A的軌跡，在左端進(jìn)行車削處理。首先進(jìn)行編程，然后將編程指令輸入加工螺紋，包括外圓車削循環(huán)指令G71以及精車循環(huán)指令C70，螺紋加工采用指令G92等。工步3：車端面夾持Φ24的圓柱，Φ27的圓柱調(diào)頭裝夾，總長(zhǎng)57.8mm，左端面保證定位。工步4：在舒服循環(huán)指令和精加工指令后，遵循E-A的加工軌跡，采用55°的外圓車刀進(jìn)行操作，并對(duì)加工過程中的刀具的副偏角進(jìn)行干涉。

（2）選擇刀具。外圓車刀具角度要大于30°，根據(jù)工藝分析，尖角應(yīng)經(jīng)過精加工，外圓加工的大小采用車刀做粗的方法，刀片的加工精細(xì)程度決定了刀片的強(qiáng)度，案例中加工刀具使用55°的外圓，使用刀補(bǔ)防止在加工C處產(chǎn)生過切。精加工過程中刀尖圓弧半徑為0.2mm，螺紋加工的刀具加上刀補(bǔ)參數(shù)選擇為螺紋形狀，螺距大小60°切槽刀的刀寬3mm。

4 工藝之間的對(duì)比

采取的編程方法不一樣的話，工藝的方法也就會(huì)有所不同，以上的兩種方法都有各自好的和壞的一面。該零件在實(shí)際加工中采用手工編程加工工件的左端比較方便，程序相對(duì)來說比較簡(jiǎn)單，對(duì)于右端的加工采用自動(dòng)編程加工效率更高。

5 對(duì)非單調(diào)軸類零件進(jìn)行車削加工

由于加工的難度較高，因此在進(jìn)行車削類加工的過程中，如果要達(dá)到工藝的要求，就要采用非單調(diào)類的零件，將其坯料加工到符合一定設(shè)計(jì)要求的棒料，加工設(shè)備為具有數(shù)字處理和數(shù)控加工技術(shù)的數(shù)控車床。如圖2。

工藝制定中易出現(xiàn)的幾種問題。問題一：整個(gè)手柄曲線按一次精車處理切削量太大，若刀具選擇不當(dāng)導(dǎo)致無法加工，應(yīng)在點(diǎn)A或點(diǎn)C處產(chǎn)生刀具干涉。問題二：整個(gè)手柄曲線按G71指令，對(duì)附近刀具以及兩圓弧交點(diǎn)進(jìn)行干涉，C處外圓粗循環(huán)切削、G70指令精加工。如無法加工可采用削量加大的方法處理加工工藝。

6 結(jié)語

非單調(diào)軸類零件不容易加工，這時(shí)候，數(shù)控工藝就成了加工的關(guān)鍵。但是不同的編程方法產(chǎn)生不同的刀具路徑，零件加工的效率和質(zhì)量和不同編程方法產(chǎn)生的不同刀具路徑緊密相關(guān)，我們可以通過分析工藝方案和編程方法，對(duì)其優(yōu)化設(shè)計(jì)，以提高加工效率。

參考文獻(xiàn)：

[1]唐霞，謝利民.典型零件的加工工藝及其優(yōu)化[J].機(jī)床與液壓，2013，41（02）.