數(shù)控車削典型零件加工

許韶洲

摘要:文章通過對典型數(shù)控車削零件加工工藝的分析,切削參數(shù)、加工指令選擇,最終制定加工方案,保證加工零件的精度。

關(guān)鍵詞:工藝分析;加工方案;進(jìn)給路線;控制尺寸

中圖分類號:TG519.1 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A文章編號:1006-8937(2009)10-0155-02

隨著數(shù)控技術(shù)的不斷發(fā)展和應(yīng)用領(lǐng)域的擴(kuò)大,數(shù)控加工技術(shù)對國計(jì)民生的一些重要行業(yè)(IT、汽車、輕工、醫(yī)療等)的發(fā)展起著越來越重要的作用,因?yàn)樾省①|(zhì)量是先進(jìn)制造技術(shù)的主體。高速、高精加工技術(shù)可極大地提高效率,提高產(chǎn)品的質(zhì)量和檔次,縮短生產(chǎn)周期和提高市場競爭能力。而對于數(shù)控加工,無論是手工編程還是自動編程,在編程前都要對所加工的零件進(jìn)行工藝分析,擬定加工方案,選擇合適的刀具,確定切削用量,對一些工藝問題(如對刀點(diǎn)、加工路線等)也需做一些處理。并在加工過程掌握控制精度的方法,才能加工出合格的產(chǎn)品。

1加工零件圖(圖1)

2確定零件車削加工方案

零件圖紙工藝分析—確定裝夾方案—確定工序方案—確定工步順序—確定進(jìn)給路線—確定所用刀具—確定切削參數(shù)—編寫加工程序。

2.1零件圖紙工藝分析

該零件尺寸精度要求較高,有外圓錐面,外圓弧面,內(nèi)錐,內(nèi)槽,內(nèi)螺紋等形面。精度上,外圓Φ48與Φ38等外徑及長度方向尺寸精度較高。并且左圓錐面與右圓柱面具有同軸度要求,可見該零件結(jié)構(gòu)復(fù)雜,適合數(shù)控加工。

2.2裝夾方案

形位精度的要求確定了零件的裝夾方案,從該零件可看出,需要經(jīng)過多次掉頭裝夾才能達(dá)到要求。應(yīng)先夾住左端面,除了直徑Φ40的外錐及內(nèi)螺紋內(nèi)槽不需加工外,其它的需加工完畢。接著掉頭夾住Φ38的外徑加工剩余的部分。第二次裝夾需以Φ38的外徑及左端面定位,采用百分表找正,才能較好保證同軸度。還需注意,第二次裝夾時(shí)該零件屬薄壁件,易變形,夾緊力要適當(dāng)。

2.3工序方案

分為四道工序:工序1,夾住零件右端,夾位為30長,加工Φ48、Φ38柱面、R40、R4圓弧、保證外徑各個(gè)長度。工序2,加工Φ16、Φ30內(nèi)圓柱,圓錐面、R2圓弧、保證內(nèi)徑各個(gè)長度。工序3,工掉頭裝夾Φ38×25柱面,控制總長,加工Φ40外錐面;工序4,鉆螺紋底孔,加工內(nèi)槽。內(nèi)螺紋。

2.4確定工步順序、進(jìn)給路線及刀具

確定進(jìn)給路線的工作重點(diǎn),主要在于確定粗加工及空行程的進(jìn)給路線,因精加工切削過程的進(jìn)給路線基本上都是沿其零件輪廓順序進(jìn)行的。

進(jìn)給路線泛指刀具從對刀點(diǎn)(或機(jī)床固定原點(diǎn))開始運(yùn)動起,直至返回該點(diǎn)并結(jié)束加工程序所經(jīng)過的路徑,包括切削加工的路徑及刀具切入、切出等非切削空行程。

在保證加工質(zhì)量的前提下,使加工程序具有最短的進(jìn)給路線,不僅可以節(jié)省整個(gè)加工過程的執(zhí)行時(shí)間,還能減少一些不必要的刀具消耗及機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)滑動部件的磨損等。

而刀具的選擇也是數(shù)控加工中重要內(nèi)容之一,它不僅影響機(jī)床的加工效率,而且直接影響加工質(zhì)量。編程時(shí),選擇刀具通常要考慮機(jī)床的加工能力、工序內(nèi)容、工件材料等因素。如下是對該零件工步順序、刀具的選擇。

①粗車外圓表面。刀具:90°,外圓刀片,80°菱形刀片。Φ48、Φ30外圓、R40圓弧。②半精車R4過渡圓弧。刀具:Φ6圓形刀。③粗車內(nèi)孔端部,刀具:三角形刀片。這道工步是為下一道工步服務(wù),減少鉆削加工變形。④鉆削內(nèi)孔深部。刃具:Φ16鉆頭。⑤粗車內(nèi)錐面。刀具:55°,菱形刀片。⑥精車右端面。刀具:55°,菱形刀片。⑦精車內(nèi)錐面。刀具:93°,菱形刀片。⑧精車外圓及圓弧面。刀具:93°,外圓刀片,R3圓弧車刀。⑨掉頭裝夾,粗、精車左端面,保證總長。刀具:55°,菱形刀片。⑩粗車Φ40外錐面。刀具:90°,外圓刀片。?輥?輯?訛粗、精螺紋底孔。刀具:93°,菱形刀片。?輥?輰?訛精車Φ40外錐面。刀具:93°,外圓刀片。?輥?輱?訛車內(nèi)螺紋退刀槽及車螺紋。刀具:90°,內(nèi)槽刀片及60°內(nèi)螺紋刀片。

2.5確定切削用量

切削用量是衡量工作運(yùn)動大小的數(shù)值,它的選擇與保證工件質(zhì)量和提高生產(chǎn)效率有密切的關(guān)系。切削用量主要包括切削速度、進(jìn)給量和切削深度。切削用量大小決定著加工時(shí)間、刀具壽命和加工質(zhì)量。經(jīng)濟(jì)有效的加工方式必然是合理的選擇了切削用量。如下是對該零件切削用量的選擇。

①外圓柱面。

粗車:S=600r/min F=80mm/minap=4mm

精車: S=1000r/min F=100mm/minap=1mm

②內(nèi)圓柱面。

粗車:S=600r/min F=60mm/minap=3mm

精車: S=1000r/min F=80mm/minap=1.5mm

③內(nèi)槽S=600r/min F=50mm/minap=4mm

④內(nèi)螺紋S=600r/min

2.6指令 ( GSK980T系統(tǒng) )選擇

①準(zhǔn)備功能指令GOO G01 G71 G73 G75 G76

②輔助功能指令M03 M05 M08 M09 M00 M30

③刀具功能代碼T

④主軸功能代碼S

3控制尺寸精度的方法

數(shù)控加工中,經(jīng)常碰到這樣一種現(xiàn)象:程序自動運(yùn)行后,停車測量,發(fā)現(xiàn)工件尺寸達(dá)不到要求,尺寸變化無規(guī)律。這時(shí)可采取以下常用的控制尺寸的方法。

①修改刀補(bǔ)值保證尺寸精度。由于第一次對刀誤差或者其他原因造成工件誤差超出工件公差,不能滿足加工要求時(shí),可通過修改刀補(bǔ)使工件達(dá)到要求尺寸,保證徑向尺寸方法如下:根據(jù)“大減小,小加大”的原則,在刀補(bǔ)001～004處修改。如用1號切斷刀切槽時(shí)工件尺寸大了0.2mm,而001處刀補(bǔ)顯示是X3.8,則可輸入X3.6,減少1號刀補(bǔ)。②修改程序控制尺寸。如用2號外圓刀加工完上圖工件后,經(jīng)粗加工和半精加工后停車測量,各軸段徑向尺寸如下:φ48.06mm、φ38.03mm。這時(shí),可以采用修改程序的方法進(jìn)行補(bǔ)救,方法為把X48改為X47.93,X38改為X37.97,這樣一來,這兩處外圓能達(dá)到要求。

經(jīng)過上述程序和刀補(bǔ)雙管齊下的修改后,再調(diào)用精車程序,工件尺寸一般都能得到有效的保證。

4結(jié) 語

數(shù)控車削加工是基于數(shù)控程序的自動化加工方式,實(shí)際加工中,操作者只有具備較強(qiáng)的加工工藝分析能力和豐富的實(shí)踐技能,方能編制出高質(zhì)量的加工程序,加工出高質(zhì)量的工件。

參考文獻(xiàn):

[1] 晏初宏.數(shù)控加工工藝與編程[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2004.