論回轉(zhuǎn)體零件數(shù)控車床加工的分析設(shè)計(jì)

鄧自清

摘 要：回轉(zhuǎn)體零件數(shù)控加工分析設(shè)計(jì)時(shí)必須將圖紙技術(shù)要點(diǎn)、裝夾找正、粗精加工、加工順序、刀具軌跡、切削用量等因素分解清晰，遵循其加工工藝的規(guī)律性，才能設(shè)計(jì)出高質(zhì)量的數(shù)控加工工藝方案，縮短加工時(shí)間，降低機(jī)床和刀具磨損，從而高效率地完成自動(dòng)加工。

關(guān)鍵詞：裝夾；加工順序；切削用量；粗加工；精加工

中圖分類號(hào)：TG659文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：Adoi：10.14031/j.cnki.njwx.2016.09.002

軸類、套類和盤類等回轉(zhuǎn)體零件通常在數(shù)控車床上加工，從而達(dá)到尺寸精度、形位精度和表面粗糙度的要求。整個(gè)分析、設(shè)計(jì)和加工過(guò)程包含這樣四步：第一步：通過(guò)對(duì)零件圖紙的分析，按圖紙要求完成節(jié)點(diǎn)、基點(diǎn)的計(jì)算，設(shè)定每次裝夾后的工件坐標(biāo)系；第二步：數(shù)控加工工藝方案設(shè)計(jì)：①裝夾方案的確定，②加工順序和刀具的選擇，③加工余量的確定，④切削用量和切削液的選擇；第三步：編制測(cè)試零件的加工程序并輸入到數(shù)控車床；第四步：裝夾工件、裝夾刀具、對(duì)刀、加工并檢測(cè)零件。在整個(gè)加工設(shè)計(jì)過(guò)程中只有這四步遵守相應(yīng)的原則、規(guī)律，才能使數(shù)控車床加工運(yùn)行過(guò)程所需的時(shí)間最短，節(jié)約能源，降低數(shù)控車床的磨損，提高刀具的使用壽命，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，從而減少勞動(dòng)力和其他資源的消耗?？梢酝ㄟ^(guò)一個(gè)復(fù)雜零件的加工分析設(shè)計(jì)實(shí)例，來(lái)總結(jié)回轉(zhuǎn)體零件數(shù)控加工工藝設(shè)計(jì)的規(guī)律。

1 軸類零件的圖紙及加工要求

如上圖，零件的材料為45#鋼，毛坯尺寸為Φ56 mm×130 mm，按圖紙尺寸和技術(shù)要求在數(shù)控車床上完成零件的加工。

1.1 零件圖紙分析

零件的左端特點(diǎn)：平的端面，外輪廓上有3個(gè)等寬等深的平底槽，內(nèi)輪廓口大內(nèi)小、有2個(gè)錐面、1個(gè)內(nèi)退刀槽、1個(gè)內(nèi)圓柱單線螺紋；零件的右端特點(diǎn)：平端面，外輪廓有1個(gè)凹圓弧面、1個(gè)外螺紋退刀槽、2個(gè)圓弧倒角，1個(gè)單線外螺紋；Φ530 -0.03 的外表面是尺寸最大的外表面，應(yīng)歸到左端加工面。

1.2 主要加工要求

可歸結(jié)為8項(xiàng)：

①外圓及成形面（Φ530-0.03、Φ430-003 ）；②內(nèi)孔（Φ300-003）；③錐度（10°±02°）；④外螺紋（M30×2-6g 、Ra16）；⑤內(nèi)螺紋（M23×15-6H 、Ra1.6）；⑥圓?。≧3、R14 、R8）；⑦長(zhǎng)度（125±003、80-003、320-003、2-3+0030、3-50-003）；⑧粗糙度（6-Ra16）。

2 數(shù)控加工工藝方案的分析設(shè)計(jì)

2.1 裝夾方案的確定

在數(shù)控車床上加工這類工件通常都用三爪卡盤裝夾，因?yàn)楣ぜ婚L(zhǎng)，所以不需要頂尖支撐。該零件先加工左端，選擇毛坯平整的一段用作粗基準(zhǔn)裝夾在三爪卡盤上，外伸50 mm長(zhǎng)，先用45°外圓車刀手動(dòng)方式加工端面，再用中心鉆打中心孔，然后再用Φ20 mm的鉆頭加工底孔，接下來(lái)才是數(shù)控加工；左端完成后掉頭加工右端，左端Φ43 mm的面作為精基準(zhǔn)，用厚0.2 mm、長(zhǎng)120 mm的銅皮包裹，用磁力表架帶百分表在已加工的Φ53 mm外表面找正后夾緊；如果是大批量生產(chǎn)加工右端時(shí)可以采用軟爪裝夾，省去找正的時(shí)間，精基準(zhǔn)裝夾結(jié)束后，先用45°外圓車刀手動(dòng)方式加工端面保證總長(zhǎng)，然后對(duì)刀數(shù)控加工。

2.2 加工順序和刀具的選擇

以刀具劃分工序，該零件的加工順序和刀具的選擇如表1。

2.3 加工余量的確定

①粗加工外圓、長(zhǎng)度輪廓，留加工余量為0.3～0.5 mm；②半精加工外圓、長(zhǎng)度輪廓，留加工余量為0.1～0.2 mm；

③粗加工內(nèi)圓、長(zhǎng)度輪廓，留加工余量為0.3～0.5 mm；

④半精加工內(nèi)圓、長(zhǎng)度輪廓，留加工余量為0.1～0.2mm。

2.4 切削用量和切削液的選擇

切削用量：根據(jù)加工材料、刀具材料等因素查機(jī)械加工手冊(cè)確定。

切削液：根據(jù)加工材料、刀具材料等因素，選擇油性切削液。

3 編制零件加工程序

3.1 零件左端加工程序如表2

3.2 零件右端加工程序如表3

3.3 加工

傳輸保存程序、對(duì)刀仿真模擬測(cè)試修改程序及自動(dòng)加工。

4 結(jié)論

（1）復(fù)雜回轉(zhuǎn)體零件的數(shù)控車床加工一般要通過(guò)2次裝夾，第1次加工的應(yīng)該是有較長(zhǎng)外圓柱面的一端，有外螺紋或表面多是非圓柱面時(shí)放在第2次裝夾后加工，第2次裝夾時(shí)要用厚度一致的銅皮包裹夾持已加工面，且在百分表找正后加緊（大批量生產(chǎn)時(shí)用軟爪加緊無(wú)需找正）；

（2）用45°外圓車刀切端面是加工的第1步，第2步高速（800～1200 r/min）打中心孔，第3步用麻花鉆低速打孔（鉆頭越粗轉(zhuǎn)速越低，高速鋼選擇150～500 r/min），都要用切削液；

（3）位置公差的標(biāo)注確定了基準(zhǔn)先加工的順序，內(nèi)外輪廓加工都是先加工輪廓面，再加工溝槽，最后加工螺紋的加工順序；

（4）精度高的零件一定要粗、精加工（或粗、半精、精）分2步（3步）進(jìn)行，才能保證加工精度。