數控車工技能競賽樣題加工淺析

韋世勇

摘 要：數控車工技能競賽主要通過零件加工來直接考核參賽選手的操作技能水平，選手需要在規定時間內根據給出的競賽圖紙完成繪圖、編程、加工等一系列操作，競賽難度較大。本文旨在通過一種樣題來分析在競賽過程中如何合理安排加工工藝、選用刀具及切削參數，高效、高質的完成零件加工，從而對參加數控車工競賽的選手提供幫助。

關鍵詞：數控車床;技能競賽;樣題分析

東莞市作為“技能人才之都”，為營造熱愛技能、崇尚技能、技能成才的濃厚氛圍，同時為了中國隊能在“世界技能大賽”中爭奪金牌，每年如火如荼的舉辦現代制造技術職業技能競賽，數控車項目作為傳統項目，也在近幾年受到前所未有的矚目，報名人數激增使得競爭愈發激烈。選手要想在競賽中脫穎而出，除了具備良好的心理素質和過硬的專業技能之外，更加迫切需要豐富的實踐經驗和競賽技巧作指導。因此，本文針對2018年東莞市現代制造技術職業技能競賽數控車競賽樣題在切削過程中的加工工藝安排、刀具選用、參數設定、注意事項等進行簡要的分析和探討，旨在為參賽選手提供借鑒思路。

1 數控車工項目競賽樣題

零件材料為：硬鋁φ70mmX105mm，加工時間4小時，單件生產，使用CAK4085i廣數980TDB系統車床，樣題零件內孔、外圓形狀如圖1和圖2所示。

2 零件加工分析

1）該零件的特點是尺寸精度高，公差帶變化大，槽多且薄壁，考慮到裝夾變形及剛性，工序安排如下：

工序一：夾持右端毛坯先加工左端內孔至φ18mmX60mm處、外圓至φ68mmX73.5mm處。

工序二：車削軟爪臺階孔φ41mmX15mm、φ45X12mm。已加工完成左端，調頭使用軟爪夾持φ41、φ45外圓剛性及穩定性。調頭裝夾示意如圖3所示。

2）該樣題的尺寸精度要求均在≤0.03mm，表面光潔度要求≤Ra0.8，左右兩端內孔同軸度公差為0.025mm，左右兩端面平行度公差為0.02mm，且左端φ30mmX5mm槽、φ54mm端面槽、φ24mmX10mm等三個槽底皆為薄壁，其中端面槽最薄，僅有1mm。

3）刀具選型是最重要的環節之一，針對鋁材質選擇專用刀片，通常情況下鋁用刀片較為鋒利，可減小加工受力，有效降低切削振動和變形的產生。粗加工刀具選用R0.8刀尖，選用中等背吃刀量，快速進給切削，保證刀尖的可持續性，使刀尖不易崩碎，為了不產生帶狀切屑纏繞工件已工表面，所以要合理選用切削參數控制切屑的形狀，最好為崩碎狀屑形。然而精加工需選擇小的刀尖半徑，通常選擇R0.2mm，刀尖角小則切削阻力小，可有效降低震動，獲得較好的表面光潔度及控制尺寸精度。

3 加工工藝及問題點處理

在規定時間內完成整套零件加工，首先要科學合理的編程，同時必須根據刀具性能充分選擇切削用量。切削量的基本原則是：粗加工以提高生產率為目的，所以需要在合理范圍內選用較大的背吃刀量和切削速度。半精加工、精加工是以保證零件的質量為主，應選擇較小的背吃刀量、較高的轉速與偏低的進給。左端與右端加工內容、刀具選型及切削三要素的選擇供表1、表2作為參考。

3.1 零件左端加工

1）通過三爪卡盤夾持φ70mm毛坯，伸長74mm，鉆削φ18mm孔貫通。

2）問題點：（1）加工左側內孔時，內螺紋退刀槽內直角與外

輪廓90°斜面間的平行距離僅有1.41mm，因壁較薄，精加工外圓時剛性不足容易產生振動，出現振紋，建議把退刀槽內直角改為倒C1角，提高與外輪廓斜面的平行距離2.12mm，從而提高剛性。（2）完成零件左端加工后，再次精加工外圓的同時，因薄壁緣故，仍會產生振紋，建議在已加工好的內孔增加填充物，如海綿、橡皮泥等物體，提高剛性、降低振動。（3）精加工左端端面槽時，因槽底與背面距離僅有1.5mm，精加工也是容易產生振紋，需要使用棉布纏繞并用絲繩系緊，精加工完成后再剪開。（4）加工完左端后調頭裝夾存在校正同軸度、平行度問題，所以在加工左端之前，需提前在右端φ68mmX72mm外圓上預留余量，車削外圓作為基準，用來校正同軸度，另外左端面距67.5mm處端面可用于校正平行度。（5）外輪廓R2圓弧與40°斜輪廓相切處存在球刀與切槽刀的接刀痕問題，建議在對刀時，使用千分尺測量出精確的對刀值，保證兩把刀的X軸精度，通過給定一致的刀具補償保證接刀痕順暢。

3.2 零件右端加工

1）根據φ41mmX15mm、φ45X12mm兩外圓的精度，粗、精鏜削軟爪，保證調頭裝夾時卡爪能與兩臺階緊密貼合，通過杠桿百分表校正同軸度、平行度。

2）問題點：（1）外螺紋加工，在鋼性不足的情況下容易產生振紋，所以要在內輪廓還未加工前完成外螺紋的粗精車削，保證通規通、止規止;（2）精加工內輪廓時，φ21內孔與φ24mm外圓槽壁厚僅1.5mm，精加工時建議使用棉布纏繞φ24mmX10mm外圓槽，并使用橡皮筋扎緊增加厚度，起到抗振作用;（3）完成內輪廓加工后，仍需利用填充物塞進內輪廓保證精加工外圓槽時不產生振動、影響尺寸精度及表面粗糙度控制;（4）左端端面槽也存在底面薄壁的現象，通過上述方法使背面臨時加強輔助精加工;（5）通常情況下，調頭裝夾校正平行度和同軸度時，很難在短時間內校好，很多選手都會選擇放棄同軸度的校正，保留平行度，掌握校正的技巧需要在平時多練習校正方法，掌握使用校正棒敲擊的力度及位置極其重要。

4 總結

比賽樣題的加工，主要難在時間短、任務重、精度高、工藝復雜且技巧性高，選手要在短時間內完成高難度、高精度的零件加工，必須同時具備過硬的專業水平和良好的心理素質，用以應對因比賽場地不熟悉，比賽設備陌生以及各種可能發生的突發狀況，從而避免問題處理不當帶來的失誤。總之，在競賽場上，仍需要不斷努力的積累經驗，夯實專業素質，提升心理素質，用以應對今后的比賽和工作。

參考文獻

[1]杜庚星，薛寶麗.車工技能訓練[M].中國勞動社會保障出版社，2005.

[2]王先逵.機械制造工藝學[M].北京：機械工業出版社，1995.