數(shù)控車高級(jí)工教學(xué)研究與探討

康徐紅　顧燕　胡美云　王藕娟

【摘 要】?jī)?nèi)外橢圓配合、內(nèi)外螺紋配合、孔與軸的配合是數(shù)控車床操作工高級(jí)技能鑒定的重要知識(shí)點(diǎn)。根據(jù)生產(chǎn)過(guò)程中高級(jí)工加工的特點(diǎn)，對(duì)內(nèi)外非圓曲線編程、內(nèi)外螺紋精度控制、孔與軸的精度控制進(jìn)行了研究與探討，從而保證各項(xiàng)配合加工精度，使學(xué)生順利通過(guò)數(shù)控車床高級(jí)職業(yè)技能鑒定。

【關(guān)鍵詞】數(shù)控車高級(jí)工；加工精度；配合精度

中圖分類號(hào)： TG659 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)： 2095-2457（2018）14-0167-002

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2018.14.076

Research and Discussion on Senior Worker Teaching of NC Lathe

—The Case of “3+4” NC Engineering Majors

KANG Xu-hong GU Yan HU Mei-yun WANG Ou-juan

（School of Mechanical Engineering， Nantong Institute of Technology， Nantong Jiangsu 226002， China）

【Abstract】The internal and external ellipse， the internal and external thread and the hole shaft fit are the important knowledge points of senior skill appraisal of NC lathe operator. According to the characteristics of processing in the production process， the internal and external non-circular curve programming， the internal and external thread precision control and the hole and shaft precision control were researched and discussed to ensure the each cooperate machining precision， so that the students can through the senior professional skill appraisal of NC lathe.

【Key words】Senior worker of NC lathe； Machining precision； Cooperate precision

0 引言

本文以南通理工學(xué)院“3+4”數(shù)控技術(shù)專業(yè)學(xué)生為例，在數(shù)控車高級(jí)課程教學(xué)上不斷研究和探討這一教學(xué)模式。數(shù)控車高級(jí)工技能鑒定一般是二件組合件，可以分開(kāi)或者配合加工，加工后達(dá)到相應(yīng)的配合精度。本例中圖1和圖2工件組合后，難保證的組合尺寸精度主要有：配合尺寸精度38±0.1mm，螺紋配合松緊適中，內(nèi)外非圓曲線接觸面積大于60%。因此，在數(shù)控車高級(jí)工教學(xué)中，研究如何控制加工精度、保證配合精度是非常重要的。

1 內(nèi)輪廓的加工

如圖1所示，除了嚴(yán)格保證件2的內(nèi)橢圓尺寸精度，φ30孔的尺寸精度以及M24X1.5-7H螺紋的尺寸精度外，還必須保證內(nèi)橢圓、φ30孔與內(nèi)螺紋的同軸度以及工件左端面與工件軸心線的垂直度在0.03mm以內(nèi)，否則達(dá)不到圖3配合后的尺寸精度要求。

1.1 合理的加工工藝

1）夾持毛坯外圓，先粗精車平面，后鉆通孔φ20mm。

2）粗加工件2左端工藝臺(tái)階φ46x20。

3）粗精車內(nèi)螺紋底孔至φ22.5mm，并倒角C1.5。

4）工件調(diào)頭，夾持工藝臺(tái)階，取工件總長(zhǎng)480.06。

5）粗精車內(nèi)孔φ30，并保證尺寸精度上偏差和表面粗糙度Ra1.6μm。細(xì)心校對(duì)百分表，嚴(yán)格控制尺寸精度。百分表量長(zhǎng)度8.2mm的孔徑，若尺寸精度控制不好會(huì)限制件2與件1的配合，影響配合尺寸。

6）內(nèi)孔磨耗預(yù)留-1mm后粗車內(nèi)橢圓。由于粗車使用內(nèi)外徑粗車循環(huán)指令G71，該指令不能使用宏程序，因此粗加工橢圓時(shí)，以R 67圓弧代替該曲線，并保證有足夠的精加工余量。

7）宏程序精車內(nèi)橢圓至圖紙尺寸。由于刀尖圓弧半徑補(bǔ)償編程對(duì)圓錐和圓弧表面尺寸有較大影響，所以加工件2內(nèi)橢圓時(shí)才采用刀尖半徑左補(bǔ)償進(jìn)行編程。選用前置刀架，鏜孔車刀的刀具切削沿位置為T為2，車刀刀尖半徑R為0.4mm。

8）為了保證內(nèi)外橢圓的正確配合，件2的內(nèi)外橢圓應(yīng)采用刀尖圓弧半徑補(bǔ)償和宏程序的相結(jié)合。程序如下：

……

G41G01X30F0.1；（左補(bǔ)償）

#1=0；

N20#2=20×SQRT[1-#1×#1/1296]；

G01X[2×#2]Z[#1]F0.1（直線擬合，加工曲面輪廓）

#1=#1-0.4；（Z坐標(biāo)增量為-0.4mm）

IF[#1GE-23.8]GOTO20；（條件判斷）

……

9）精車內(nèi)螺紋至圖紙尺寸。

（1）內(nèi)螺紋車刀刀尖必須對(duì)準(zhǔn)工件的旋轉(zhuǎn)中心。

（2）內(nèi)螺紋車刀安裝時(shí)，必須使工件軸心線與內(nèi)螺紋車刀的刀尖角角平分線垂直。

（3）內(nèi)螺紋車刀刀頭伸出長(zhǎng)度比螺紋長(zhǎng)度稍長(zhǎng)3-4mm，車刀安裝好后應(yīng)在孔內(nèi)移動(dòng)刀架至終點(diǎn)檢查是否有碰撞。

（4）在車內(nèi)螺紋之前，磨耗中X向留-0.1mm的余量。

（5）粗車之后，根據(jù)旋合的松緊程度，合理調(diào)整磨耗精加工，工件擦拭干凈，用螺紋塞規(guī)檢測(cè)并控制精度。

1.2 正確選擇刀具

選擇直徑φ20的麻花鉆鉆孔。鏜孔車刀刀尖嚴(yán)格對(duì)準(zhǔn)工件的旋轉(zhuǎn)中心，鏜刀刀頭部分伸出長(zhǎng)度55mm左右。

1.3 內(nèi)孔磨耗留負(fù)值，編寫程序要嚴(yán)謹(jǐn)

粗車內(nèi)孔余量比較多，選擇內(nèi)外徑粗車循環(huán)指令G71，但G71指令內(nèi)部不能采用宏程序進(jìn)行編程，因此常用近似圓弧代替橢圓粗車，且X方向的精加工余量為負(fù)值。坐標(biāo)系內(nèi)X方向磨耗也要留負(fù)值。

1.4 合理選擇最佳切削用量，達(dá)到圖紙加工表面質(zhì)量

粗加工：aP=1-2mm；S=800-1000r/min；F=0.2-0.25mm/r。精加工：aP=0.5-1mm；S=1500-2000r/min；F=0.1-0.15mm/r。

2 外輪廓的加工

如圖2所示，加工次序?yàn)椋合燃庸すぜ蠖送廨喞?nèi)輪廓，保證各項(xiàng)加工精度，再以左端外圓φ42表面作為裝夾面，加工右端外輪廓，切槽4×1.5，粗精車M24×1.5-6g至螺紋尺寸精度要求。

（1）選擇刀具半徑為R0.4，主偏角為93°，副偏角為55°菱形可轉(zhuǎn)位車刀，件1右端外輪廓的精加工采用刀尖圓弧半徑補(bǔ)償G42進(jìn)行編程。刀具切削沿位置為3。

（2）FANUC系統(tǒng)采用粗車循環(huán)G71指令去除部分加工余量，涉及到非圓曲線的輪廓粗加工時(shí)用圓弧替代曲線。編寫輪廓精車軌跡的單獨(dú)程序，并用恒線速加工，保證表面加工質(zhì)量。精加工程序如下：

……

G50S2000；（限制主軸最高轉(zhuǎn)速2000r/min。）

G96S200；（恒線速度200m/min。）

G00X52Z5；

G42G01X20.85F0.1；（右補(bǔ)償）

#10=23.8；

N30#20=20×SQRT[1-#10×#10/1296]；

G01X[2×#20]Z[#10]F0.1

#10=#10-0.4；

IF[#10GE-23.8]GOTO30

……

G97；（取消恒線速度）

……

（3）外輪廓加工完畢，一定要仔細(xì)測(cè)量φ30的外圓尺寸，軸類零件控制下偏差。

（4）外螺紋安裝車刀方法和內(nèi)螺紋相同，粗加工留0.1mm精車余量，精加工根據(jù)螺紋環(huán)規(guī)旋合的松緊程度，經(jīng)驗(yàn)法控制螺紋的尺寸精度。

3 配合加工

件1右端外輪廓加工完畢后，不拆工件，件2與件1采用螺紋旋合；外圓留1mm余量粗車件2外輪廓，粗車后利用主軸反轉(zhuǎn)銅棒敲擊工件或者管子鉗拆下件2；等件2完全冷卻后，利用螺紋旋合，內(nèi)外橢圓配合，孔與軸的配合，并緊件2至件1上，精加工件2至圖紙尺寸，并保證配合精度。

4 結(jié)束語(yǔ)

經(jīng)過(guò)多次研究和探討，加工精度和配合精度基本達(dá)到圖紙要求，在數(shù)控車高級(jí)工課程的教學(xué)上做到循序漸進(jìn)，強(qiáng)化應(yīng)用，真正做到學(xué)以致用。實(shí)訓(xùn)老師要樹(shù)立全新的應(yīng)用技術(shù)型人才培養(yǎng)觀念，同時(shí)學(xué)習(xí)相關(guān)專業(yè)知識(shí)，提高自身的教學(xué)水平。將數(shù)控車高級(jí)課程的教學(xué)真正落于實(shí)處，從而保證“3+4”人才培養(yǎng)模式中應(yīng)用型人才的質(zhì)量。

【參考文獻(xiàn)】

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