典型零件數(shù)控加工工藝分析

摘要：以典型零件數(shù)控加工為例，介紹了其具體的加工工藝，包括零件加工圖紙的分析、零件加工路線和工序的確定、刀具和切削量的確定、夾具和量具的確定、編程原點(diǎn)的確定等，為類似零件的數(shù)控加工提供參考。

關(guān)鍵詞：數(shù)控機(jī)床;加工圖紙;刀具;切削量

0 引言

對(duì)現(xiàn)代機(jī)械制造行業(yè)來說，數(shù)控機(jī)床的應(yīng)用具有重要意義，通過應(yīng)用數(shù)控機(jī)床，可提高零件加工精度，減少人力成本，提高機(jī)械制造企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。本文以典型零件數(shù)控加工為例進(jìn)行分析，其加工質(zhì)量受各方面影響，如數(shù)控機(jī)床的精度、人員操作熟練度、加工工序、加工工藝等。

1 零件加工圖紙分析

一般而言，某種零件的加工并不是在數(shù)控機(jī)床上完成其整個(gè)加工工序，因此對(duì)于相關(guān)工作人員來說，在數(shù)控加工前，首先應(yīng)該對(duì)零件圖紙（圖1）進(jìn)行詳細(xì)分析，確定哪些工序需要在數(shù)控機(jī)床上完成，初步制定加工計(jì)劃和最合適的加工方案。具體來講，可以從數(shù)控機(jī)床加工的可行性和便利性兩個(gè)方面進(jìn)行分析，結(jié)合零件加工需求，在滿足零件加工需求的前提下，根據(jù)零件加工圖紙擬定數(shù)控機(jī)床的加工工藝。

2 工藝路線和工序的確定

零件加工工藝路線和工序的確定，對(duì)于保證零件精度來說具有重要作用，同時(shí)合理的工藝路線和工序能夠縮短加工時(shí)間和步驟，節(jié)約人力和時(shí)間成本，因此相關(guān)人員必須對(duì)此予以重視。在工藝路線和工序的確定過程中，主要考慮以下因素：

第一，先進(jìn)行零件的粗加工，并且粗加工不需要使用精密機(jī)床，一般采用普通機(jī)床即可。第二，為了節(jié)約時(shí)間，同時(shí)減少對(duì)切削刀具等的磨損，盡量避免頻繁更換刀具。第三，加工工序一般應(yīng)先進(jìn)行粗加工，再進(jìn)行精加工。第四，注意進(jìn)刀和退刀的方式，盡量避免直進(jìn)直出，以避免損壞刀具，確保加工進(jìn)度。

3 刀具和切削量的確定

相對(duì)于傳統(tǒng)機(jī)床來說，數(shù)控機(jī)床的零件加工精度更容易受到刀具和切削量的影響，這對(duì)數(shù)控機(jī)床的操作人員提出了更高的要求，應(yīng)該根據(jù)所加工零件的尺寸、形狀和材質(zhì)等，選擇合適的刀具，確定合理的切削量。

具體來說，可根據(jù)以下幾方面內(nèi)容，選擇最合適的切削刀具：第一，根據(jù)刀具的材料進(jìn)行選擇，通常選擇硬質(zhì)合金材料制作的刀具。第二，如果其他條件都相同，一般來說，首選刀具長度較短的。第三，為了避免頻繁更換刀具，對(duì)于刀具的性能也有一定要求，主要應(yīng)考慮刀具的耐磨性是否良好，避免在長時(shí)間使用中，刀具被磨損而造成零件精度降低。第四，由于刀具一般是由人為更換和安裝的，因此還應(yīng)該考慮操作人員的熟練程度，確保刀具平衡。

對(duì)于切削量來說，除了受刀具硬度影響，還受到加工工藝的影響，粗加工時(shí)，切削量一般較大;精加工時(shí)，則應(yīng)避免切削深度太深，同時(shí)采用相對(duì)于粗加工更低的進(jìn)速。

4 夾具和量具的確定

第一，夾具的確定。通常來說，夾具往往根據(jù)所加工零件的數(shù)量確定，若所加工零件的數(shù)量較少，一般選擇通用或組合夾具;若所加工零件的數(shù)量較大甚至需要成批生產(chǎn)，則主要考慮夾具裝卸的便利性、裝卸夾具的快慢等，同時(shí)還要考慮所選擇的夾具能否準(zhǔn)確定位，避免定位不準(zhǔn)造成零件精度的降低。

第二，量具的確定。對(duì)于量具的確定來說，沒有許多特殊要求，通用量具即可，需要強(qiáng)調(diào)的是，相關(guān)人員在確定量具時(shí)，必須確保所選擇的量具精度滿足機(jī)械加工要求。

5 編程原點(diǎn)的確定

不同于傳統(tǒng)的機(jī)加工機(jī)床，數(shù)控機(jī)床的特點(diǎn)是需要編程，因此編程原點(diǎn)的確定也決定著典型零件的數(shù)控加工精度。為了便于數(shù)控機(jī)床的編程，通常在編程前，應(yīng)該分析零件圖樣，在零件圖樣上標(biāo)注坐標(biāo)尺寸時(shí)，應(yīng)該盡量避免采用不同的基準(zhǔn)線，也可以直接在零件圖紙中標(biāo)注坐標(biāo)尺寸。

編程原點(diǎn)對(duì)于確保數(shù)控機(jī)床的精度具有重要意義，編程原點(diǎn)既是起點(diǎn)，又是終點(diǎn)，必須準(zhǔn)確確定編程原點(diǎn)的位置，否則將直接影響零件的機(jī)加工精度。具體來說，可以從以下方面確定編程原點(diǎn)：第一，編程原點(diǎn)的位置應(yīng)該較明顯，同時(shí)應(yīng)該便于操作人員測量。第二，相關(guān)人員需要計(jì)算零件數(shù)據(jù)，因此編程原點(diǎn)所確定的數(shù)值應(yīng)該便于計(jì)算。第三，尺寸基準(zhǔn)包括兩個(gè)方面，即設(shè)計(jì)和工藝基準(zhǔn)。在不影響加工工藝和精度的前提下，盡量使編程原點(diǎn)和這兩個(gè)基準(zhǔn)相互重合。第四，盡可能減小誤差。

6 典型零件的數(shù)控加工

本文以某形狀較為規(guī)整的零件毛坯加工為例，如圖2所示，說明加工工藝的確定步驟。首先，該毛坯形狀較為規(guī)整，初步判斷可以進(jìn)行數(shù)控機(jī)床的機(jī)加工。已知該毛坯材質(zhì)是45#鋼，因此在確定機(jī)加工刀具時(shí)，選擇硬質(zhì)合金較合適。

該零件毛坯的具體加工工藝如下：

（1）外部形狀的加工。應(yīng)注重外部形狀加工的精確性，并注意確定后續(xù)精加工的進(jìn)刀量。（2）內(nèi)部形狀的加工。根據(jù)加工圖紙，該毛坯加工的零件內(nèi)部形狀較為復(fù)雜，因此應(yīng)該避免在內(nèi)部形狀加工過程中，刀具和進(jìn)刀量等對(duì)機(jī)加工產(chǎn)生影響，導(dǎo)致加工精度降低。一般來說應(yīng)該避免選擇大尺寸的刀具。（3）零件有圓形或橢圓的加工要求時(shí)，應(yīng)注意確定合適的刀補(bǔ)參數(shù)，提高加工效率，降低報(bào)廢率。（4）有孔加工時(shí)，應(yīng)注意在加工完孔后，還需要鉸孔，注意選擇合適的鉸刀尺寸。（5）檢查零件的加工圖紙，查看是否需要進(jìn)行圓角等加工。

7 結(jié)語

機(jī)加工對(duì)于機(jī)械制造行業(yè)來說是必不可少的工藝流程，其應(yīng)用廣泛，機(jī)加工時(shí)，相關(guān)操作人員首先應(yīng)該詳細(xì)分析零件加工圖紙，制定合理的加工路線和加工工藝。在具體的加工過程中，操作人員應(yīng)根據(jù)零件尺寸、形狀、材料等選擇合適的刀具和切削量等，對(duì)數(shù)控加工來說，還要確定合理的編程原點(diǎn)，以不斷提升加工精度，降低報(bào)廢率，節(jié)約加工成本。

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收稿日期：2020-02-05

作者簡介：康琦文（1985—），男，湖南邵陽人，一級(jí)實(shí)習(xí)指導(dǎo)老師，研究方向：數(shù)控加工。