數控車床橢圓軸裝配零件加工工藝分析

劉偉才

摘要：數控車床是當前應用較為廣泛的一種數控機床，在加工復雜形狀零件中發揮著重要的作用。本文對數控車床加工橢圓軸裝配零件的工藝展開了分析，并詳細介紹了橢圓軸裝配零件加工的關鍵技術和效果。

關鍵詞：數控車床；橢圓軸裝配零件；加工工藝

隨著我國工業的快速發展以及科學技術的不斷進步，數控車床作為一種數控機床形式，其應用也越來越廣泛。數控車床在單件、小批量生產中具有良好的應用價值，不僅能夠提高零件加工質量，縮短周期，還能夠降低對操作人員技術熟練度的要求。基于此，筆者對數控車床橢圓軸裝配零件的加工展開了分析和介紹。

1.零件工藝分析設計及裝夾方式選擇

1.1 零件工藝分析

三件套組合零件表面的形狀由內外圓柱面、內外錐度面、槽、內外螺紋和橢圓組成，材料為45鋼，毛坯為φ55mm×240mm棒料。零件形狀相對復雜精度高，在通用機床上很難保證加工精度。零件帶公差尺寸都在0.005mm及以內，尺寸精度極高，表面粗糙度為3.2μm。因公差值較小編程時不好處理，即取基本尺寸進行編程，尺寸標注完整，符合數控加工。根據實際情況，選擇配備 Siemens801數控系統的CK6140臥式車床進行零件加工。按照基軸制的原則，先加工件1、再加工件2和件3。

件1左端加工：平端面→鉆中心孔→夾右端橢圓部分支出100mm→車削外圓φ48×85mm，留0.5mm余量→車削外圓φ40×65mm，留0.5mm余量→車削外圓φ32×50mm，留0.5mm余量→M31×1.5外圓→設置精車速度→倒角C1.5→精車外圓M31×1.5→精車外圓φ3250mm→倒角C1→精車外圓φ40×65mm→精車φ48×85mm的外圓→切槽5×2mm→車外螺紋M31×1.5。

件1右端加工：平端面，控制總長度140mm→夾持φ32表面→車削外圓φ40×60mm→倒角C1→換用30°偏刀→車削橢圓。

件2加工：平右端面→鉆孔→車臺階內孔→車外圓φ48→切斷→夾φ48外圓→平左端面→車內錐度。

件3加工：平右端面→鉆孔→車臺階內孔→車外圓φ48→車外錐度→切斷→夾φ48外圓→平左端面→倒角C1、C1.5→車內螺紋。

1.2裝夾方式選擇

件1車削時采用三爪自定心卡盤一夾一頂方式裝夾。件2先采用一次性裝夾把能車削的表面車削完，再用開口套夾φ48外圓車內錐度。件3采用一次性裝夾把能車削的表面車削完，再用開口套夾φ48外圓車內螺紋。為保證已車工件外圓表面不被夾壞，且件2、件3都屬于薄壁零件，所以為了防止變形，需要增加接觸面積，使用自制開口套進行裝夾，如圖1所示。

2.刀具及切削用量確定

切削用量包括切削深度ap、主軸轉速n和進給速度f結合零件實際加工情況利用數控車床的操作面板上各種倍率開關隨時進行調整實現切削用量合理配置。如表1所示。

3.零件加工關鍵技術及效果

3.1關鍵技術

車削三角形內螺紋時內孔直徑會縮小，所以車削內螺紋前的孔徑要比內螺紋小徑略大些，可采用下列近似公式計算：塑性金屬內螺紋底孔計算公式：

D底≈D公-P

內螺紋牙深（直徑值）計算公式：

內螺紋零件采用手工編程加工比自動編程生成的程序要簡單的多。因為內螺紋刀桿強度差，所以背吃刀量依次遞減且比外螺紋要更小，不然很容易打刀。根據公式可以算出內螺紋加工深度為1.6mm，吃刀深度依次為1mm、0.4mm、0.1mm、0.05mm、0.05mm、0mm。

橢圓表達有兩種方式，即：

標準方程

參數方程

因橢圓只有長半軸和短半軸，所以用標準方程進行編程。此方程為XY平面的方程，轉變成XZ平面的方程和X表達式分別為：

采用宏程序進行橢圓編程，車削出局部橢圓，橢圓余量采用同心圓思路進行切除，而不是一次性切除，降低刀具背吃刀量。走刀路線如圖2所示。采用宏程序進行橢圓編程加工，程序段少、結構簡明、通用性強、易修改且邏輯性強。為加工制造不同規制曲線提供可靠的技術支持。不同橢圓的加工只需在程序中改變基本參數即可完成。

3.2 零件加工結果

選擇合理的工藝，采用開口套裝夾，減少工件變形小，表面質量無振動。通過檢測零件全部尺寸達到尺寸和技術要求。

4.結語

綜上所述，在工作考核或實際生產中，橢圓軸裝配零件是數控車床加工的常見零件，由于其形狀復雜，如何合理設計其加工工藝成為了一個重要的問題。本文介紹了數控車床橢圓軸裝配零件的加工工藝，經檢測，其加工零件滿足相關設計和技術要求。

參考文獻：

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