軸類零件數控加工精度的提高方法探索

□李新元

隨著新型材料的發展，軸類零件各個領域都廣泛使用，然而軸類零件在加工過程中，受到切削力、切削熱等影響很容易出現變形，所以在軸類零件加工時，一定要保持軸類零件加工精度，本文根據軸類零件加工的工藝特點和影響軸類零件加工精度因素，提出了提高軸類零件加工精度的方法。

一、軸類零件數控加工工藝特點

(一)設計要求較高。在數控加工設計過程中，不能出現偏差，為了體現軸類零件數控加工精度的要求，需要在加工過程中，一是選擇同一基準位置進行尺寸標定和設計，從而減緩加工過程出現的偏差，同時減少加工過程的復雜性，有利于提高軸類零件加工精度；二是考慮軸類零件加工尺寸的合理性，由于軸類零件在加工設計中，出現過度操作，要充分考慮刀尖半徑大小，否則在加工時容易出現不可挽回的損失，甚至出現更為嚴重的問題。

(二)數控加工的適應性高。數控零件加工在改變原有性能的時候，也能同時適應數控加工的各種條件，因此可以說數控加工的適應性高，能夠滿足各類需要。由于軸類零件包含很多圓形形狀的零件，為了更好地進行零件加工，需要進行詳細的工藝分析并確定加工方案，因此軸類零件加工的數控機床要有很高的適應性。通常軸類零件可以通過一次裝卡完成整體加工，為了體現整個加工過程的穩定性需要采用特殊的固定方式進行固定。

(三)軸類零件定位基準。在對軸類零件加工時，可以將兩個中心孔作為定位基準，在加工開始時，要以軸為中心線，作為設計基礎，重視中心孔的加工精度，由于中心孔需要定位，可將其作為基準定位。對零件用機床的頂尖在機床上定位，在對外圓進行操作時，使用定位的方法可以保證各個外圓的同軸保持垂直，另外，在對軸類零件加工時，需要保持兩端的定位基準一致，從而減少磨損和變形。為了較少變形和震動，需要將工件的一段卡在裝夾中，這樣的工藝水平可保持定位的準確，根據工件最終精度和毛坯制造精度來選擇加工方式，因此在加工過程中，一定要保持軸類零件定位基準。

二、影響軸類零件數控加工精度的因素

影響數控加工精度的原因有很多，涉及到零件的材料、零件的結構和機床工藝等多方面，其中最大的是數控加工過程中零件變形帶來的影響。同時，在軸類零件加工時，需要重視軸類零件的特點、刀具的選擇、切削量和進給速度等因素。由于存在著眾多的影響條件，也需要根據實際情況進行處理，綜合各種因素的影響，并合理選擇合適的加工方式，從而提高軸類零件加工精度。

(一)軸類零件材料及結構設計帶來的變形。第一，由于零件的材料彈性模量較小，在加工過程中發生回彈現象，再者是在結構設計中，由于是軸類零件，因此結構不對稱導致了強度較低，容易產生形變，從而降低零件加工精度。第二，在零件的加工過程中，一般采用鍛件及球墨鑄件的方式，因此需要選擇合適的毛坯。第三，在零件材料加工過程中，需要注意熱量帶來的結構設計帶來的變形，選擇合適的零件材料進行加工是必不可少的過程，也是十分重要的因素。

(二)零件裝夾工藝產生的變形。無論哪種裝夾工藝都會或多或少的變形，在裝夾過程中，由于零件自身結構的特點導致裝夾的受力點和夾緊力不同，零件容易發生變形，會進一步對零件加工的精度產生影響。

(三)加工過程中刀具對工件產生的變形。在加工過程中，刀具對工件產生的變形主要包括兩方面，一方面是加工過程中需要克服材料的彈性變形和刀具與工件之間的摩擦力。由于部分位置受力較大，會隨之產生變形；另一方面是切削力，切削力與零件材料產生擠壓變形，同時產生振動，影響零件加工精度。此外，刀具的切割用量和路徑軌跡以及機床的性能都可能影響軸類零件數控加工精度。

三、提高軸類零件數控加工精度的方法

(一)合理選擇工件的定位與裝夾。合理選擇工件的定位與裝夾對提高數控加工精度起著決定性因素，在數控機床方面對于工件的定位主要分為以毛坯為準、以精準為主，在選擇毛坯為基準的時候，盡可能選擇沒有經過加工的表面。因此，不同的零件結構和加工方法需要匹配不同的裝夾工藝。通過在原有的工件定位與裝夾工藝基礎上進行優化和改進，其優化設計的基本方法是對加工的軸類零件提高剛性來抵抗變形，可以改進固裝裝夾技術，還可以采用電磁吸盤和專用夾具等專用設備，避免裝夾形變影響精度。

(二)對加工設備選擇合適的刀具以及切削用量。必須選擇合適的刀具材料以及刀具的幾何角度，因為這對軸類零件加工具有非常重要的作用，它直接影響著切削力的大小和切削熱。通過實驗可得，切削力的大小與受力面積有直接關系，因此要控制好切削量。數控機床和普通機床不同，對于刀具的選擇與使用非常嚴格，刀具不僅要有很好的剛性還要具備很好的精度和穩定性，為了更好的切割，也要選擇更好的切割角度和切割量，這樣在提高精度的同時，還能避免出現過度切割問題，從而更高效、安全的生產。

(三)制定合理的軸類零件數控加工方案。為了提高軸類零件數控加工精度事先要規劃好軸類零件加工方案。一是需要認真對零件的圖紙進行仔細的分析，選擇合適的加工順序和加工位置。二是可以合理利用數控機床的特征，采用高速切削的工藝方法。在高速切削過程中，通過冷處理，將90%的切削熱量帶走，減少零件的熱變形從而提高軸類零件精度。通常來講，合理的軸類零件數控加工方案，主要包括刀具的選擇、刀具切割量的選擇和切割位置的選擇，是一項更加系統更加縝密的工作。對于合理的加工方案來說，程序控制人員必須清楚每一個加工步驟和過程，設計合理的切削量，并按照標準形式編寫代碼，對于粗加工的零件，要根據不同的加工條件設置不同的切削量參數，這樣才能提高軸類零件加工精度。

(四)對加工軌跡進行實時監控。對于軸類零件，由于它的形狀復雜需要高速加工，數控機床系統必須事前了解到它的刀具軌跡，否則當刀具的方向發生急速變化時，由于機床的慣性可能會產生殘次品，從而降低了精度，增加了損失。因此，在對軸類零件進行加工時，必須要對軸類零件進行監控。對于復雜的零件加工程序，產生誤差的可能性很大，因此必須對加工軌跡進行實時監控。

四、結語

軸類零件數控加工應用廣泛，零件加工精度不斷提高的同時，加工效率也在不斷提高。在生產的過程中，加工精度不僅與機床設備有著密切關系，還與機床數控的工業水平有著直接的關系。同時，數控加工對不同的軸類零件有著不同的程序，需要設計人員編寫不同的程序進行控制，因此，在數控零件加工過程中，要充分考慮工藝設計要求，還要設計人員熟練掌握工藝技能，這樣既能保證加工的實用性和便捷性，還能提高軸類零件加工精度。