軸套類零件的數(shù)控車編程與加工方法探析

劉潤春

摘要：本文全面分析了數(shù)控加工工藝的問題，確保其工藝可以達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)，另外還介紹了軸套類零件的數(shù)控車編程與加工方式，通過利用編制程序完成仿真加工，獲取數(shù)控車床加工過程中所核心的指令以及編程和加工過程中所需要的注意事項，能夠為今后相關(guān)工業(yè)的生產(chǎn)提供更加有力依據(jù)，以此來全面推動工業(yè)的建設(shè)與發(fā)展。

關(guān)鍵詞：軸套類零件;數(shù)控車編程;加工方法

中圖分類號：TG519.1? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標(biāo)識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1674-957X（2021）06-0078-02

0? 引言

對于軸、套類零件，形狀非常復(fù)雜，并且每個批量也各不一樣，所以會對數(shù)控車床的加工造成嚴(yán)重的影響，為了確保數(shù)控車床編程和加工流程能夠順利進行，需要對軸、套類零件的性能，包括形狀、材料、精度、技術(shù)需求等進行全面的分析，根據(jù)分析結(jié)果制定出完善的機械加工工藝流程，對降低整個工業(yè)的生產(chǎn)成本、提高生產(chǎn)質(zhì)量具有極大地促進作用。本文以軸套類零件為研究對象，深入探析軸套類零件的數(shù)控車編程與加工方法。

1? 零件結(jié)構(gòu)分析

軸套類零件屬于一種回轉(zhuǎn)性的套類零件，主要是適合應(yīng)用在數(shù)控車床上，完成相關(guān)的加工和編程工作。軸套類零件的結(jié)構(gòu)非常復(fù)雜，所以在加工上難度系數(shù)較大，技術(shù)人員在制定工藝和對刀具選擇的過程中，都需要自身具備嫻熟的操作技能和專業(yè)知識水平，能夠確保各個環(huán)節(jié)的工作可以順利進行，另外，在對程序編制和工件測量上都需要技術(shù)人員有豐富的經(jīng)驗，能夠及時準(zhǔn)確的判斷出其具體的需求和數(shù)據(jù)參數(shù)。軸套類零件主要分為內(nèi)外兩個面，每個表面所包含的內(nèi)容各不相同。軸套結(jié)構(gòu)如圖1所示。

2? 數(shù)控加工工藝問題分析

2.1 軸、套類零件定位基準(zhǔn)通常為軸線

軸套類零件的定位基準(zhǔn)通常左段會設(shè)為軸線A，右段設(shè)為軸線B，A基準(zhǔn)設(shè)為第一，或者為設(shè)計基準(zhǔn)。在加工過程中需要先對零件的左段進行加工，加工完左段之后再對其右段進行進行加工[1]。零部件在掉頭加工過程中，一定要做好左右兩段的同軸度問題的分析，針對該問題目前最常采用的方式就是利用數(shù)控車床上的三爪卡盤裝夾以及自身的定位技術(shù)，軸套類零件在裝夾時可以通過找到準(zhǔn)確的定位就可以有效解決上述問題。定位精準(zhǔn)度通常為圓跳動量需要在0.1mm以內(nèi)。

2.2 合理選擇切削用量

要想確保金屬切削加工能夠高效率的完成需要滿足三個標(biāo)準(zhǔn)：被加工材料、切削工具、切削條件。這些都直接決定整個加工的時間，刀具實際使用的壽命以及整個加工的質(zhì)量，所以在開展該工作時，一定要結(jié)合實際情況滿足上述三個條件，在多方條件集成下能夠使加工工作順利進行。目前效果顯著，使用成本較低的一種加工方式就是切削條件。切削條件包括三個要素，分別為切削速度、進給量以及切深刀具所直接所引起的一種嚴(yán)重性損傷。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷提高，切削速度也隨之逐漸提升，并且刀尖的溫度也在不斷的升高，在實際操作過程中機會導(dǎo)致機械出現(xiàn)嚴(yán)重的磨損現(xiàn)象或者是化學(xué)磨損現(xiàn)象。如果切削的速度逐漸提高，能夠提高到20%，在這種情況下，刀具的壽命也會逐漸減少，減少至1/2。但是進給量大，切削的溫度加大，后面操作過程中對機械造成的磨損也會逐漸加大。與切削的速度相比，該機械對刀具造成的影響明顯較小。切深對刀具所產(chǎn)生的影響雖然沒有切削速度、進給量大，但是微小切深切削的過程中，被切削的材料會產(chǎn)生一層非常明顯的硬化層，這樣會對刀具的壽命造成嚴(yán)重的影響。在加工的過程中一定要根據(jù)被加工的材料、硬度、切削狀態(tài)、材料種類等特征對切削速度進行合理化的選擇。

2.3 合理選擇數(shù)控車床和刀具

在對數(shù)控車床以及道具選擇的過程中，僅僅依靠工作人員的經(jīng)驗對其進行選擇是無法保障整個工程順利進行的，還需要在基礎(chǔ)上結(jié)合零件圖紙，最常采用的數(shù)控車床型號一般為CKA6150i的數(shù)控臥式車床，車床運行過程中的操作系統(tǒng)型號為FANUC0iMate-TC，這種型號機床的進給精度通常達(dá)到0.001mm，核心軸的運轉(zhuǎn)速度最高每分鐘可以達(dá)到3000，屬于一種無極變速。在對數(shù)控機床選擇的過程中都是選用機夾刀具，目前刀片材料都升級為硬質(zhì)合金。

2.4 零件的尺寸精度、形位公差和表面粗糙度的具體需求和標(biāo)準(zhǔn)

為了能夠達(dá)到整個零件在機床中高效應(yīng)用，最核心的指標(biāo)就是車床中最核心的主軸精度、進給軸精度需要達(dá)到圖紙中所規(guī)定的要求，符合其具體的參數(shù)，其次就是道具和刀補的參數(shù)一定要符合整個車床運行的實際參數(shù)，能夠為車床系統(tǒng)安全的運行提供有力依據(jù)[2-3]。除此之外，毛坯裝夾、找正方法、加工工藝、加工程序的編制與工藝參數(shù)都要符合規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)，絕不可以出現(xiàn)任何問題和偏差。

3? 軸套類零件的數(shù)控車編程與加工

3.1 軸套類零件的數(shù)控車編程

在對軸套類零件的數(shù)控車中的各個參數(shù)計算的過程中，為了能夠采用最便捷、效率最高，且實效性最強的方式可以簡化整個編程，提高計算效率，需要改變以往傳統(tǒng)的操作方式，建立兩個工件坐標(biāo)系。加工左端：需要先對工件的坐標(biāo)系原點進行設(shè)置，通常情況下，都是選擇最左段與工件主軸中心的一個交匯處[4]。右段加工，坐標(biāo)系原點的設(shè)計與左段確實相反的，它是在右端面與主軸中心線之間的一個交匯處。數(shù)控編程過程中所涉及到的編程指令有非常多的基本性指令，主要包括G01、G02、G03，其中還包括粗車復(fù)合循環(huán)指令G71，仿形車削復(fù)合循環(huán)指令G73等，每個表面所包含的參考程序具體如下所示：

3.1.1 針對加工左端外圓程序

3.1.2 針對加工左端內(nèi)孔程序

3.1.3 針對加工右端外圓程序

3.1.4 加工右端內(nèi)孔程序

3.2 數(shù)控加工工藝過程的概述

通過對零件的數(shù)控加工工藝的這個過程中進行全面的分析和探究，可以大致確定一個工藝流程，具體如下：第1步：需要先準(zhǔn)備好零件的毛坯材料;第2步：完成裝夾工作;第3步：對零部件的端面進行合理化的加工;第4步：對中心孔打眼;第5步：完成鉆孔工作;第6步：對零部件的左段外圓進行加工;第7步：零件左段內(nèi)孔進行加工;第8步：加工零件右端螺紋退刀槽;第9步：加工零件左段內(nèi)孔;第10步：采用手工方式對零部件的毛刺全部去除;第11步：由專業(yè)的工作人員對整個工藝流程和方法進行全面的檢測，確保無誤且符合安全標(biāo)準(zhǔn)后將其全部入庫，等待使用[5]。

4? 編寫數(shù)控車床加工程序的全面分析

以零部件的數(shù)控加工工藝流程為基準(zhǔn)，在對數(shù)控加工工藝流程編寫的過程中可以參照其基準(zhǔn)設(shè)定出多種編程方案，但是所提供的這些方案在對零件內(nèi)孔、切槽、車螺紋加工的過程中，其基本上的加工工藝和程度都大同小異，在這里就不對其進行全面的分析了[6]。不同方案中主要存在的差別就是在對零件外觀上的設(shè)計，具體內(nèi)容如下：零件外形左段的設(shè)計，對該零件進行設(shè)計通過都是采用C71與G70復(fù)合形切削循環(huán)，G73與G70封閉切削循環(huán)，在基礎(chǔ)上完成對零件的精細(xì)化加工，在加工過程中通常都會將外圓長度車至35mm。在對零件外形右段加工的過程中，也采用C71與G70復(fù)合形切削循環(huán)，G75切槽循環(huán)和G76螺紋循環(huán)，在基礎(chǔ)上完成對零件的精細(xì)化加工，該方案能夠完全符合零件加工過程中對精度所設(shè)定的預(yù)期，此方案可以高標(biāo)準(zhǔn)的完成零部件對加工精度的需求。

5? 結(jié)束語

綜上所述，通過數(shù)控仿真后，可以得到符合工業(yè)生產(chǎn)的加工零件，通過測量其尺寸能更好地符合加工工藝的流程，該方案非常適合應(yīng)用在工業(yè)生產(chǎn)中，不僅符合并滿足實際圖紙的需求，還可以提高工業(yè)生產(chǎn)的質(zhì)量和效率，為其他零件和工業(yè)產(chǎn)品的機械加工提供重要的數(shù)據(jù)支撐。

參考文獻：

[1]張銳麗，王洪，胡蓉.試論工業(yè)機器人上下料技術(shù)及數(shù)控車床加工技術(shù)組合應(yīng)用[J].環(huán)球市場，2019（25）：358.

[2]王蒙.基于以工作過程為導(dǎo)向的教學(xué)模式“數(shù)控車床加工工藝與編程操作”課程建設(shè)[J].中學(xué)課程輔導(dǎo)（教學(xué)研究），2020，14（23）：150-151.

[3]游騰周.數(shù)控車床加工中編程的原則與工藝優(yōu)化技術(shù)分析[J].中國高新技術(shù)企業(yè)，2015（4）：44-45.

[4]康徐紅，顧燕，胡美云，等.數(shù)控車高級工教學(xué)研究與探討——以“3+4”數(shù)控技術(shù)專業(yè)為例[J].科技視界，2018（14）：167-168.

[5]韋世勇.成型刀在特殊曲線上車削螺紋編程及應(yīng)用研究[J].卷宗，2020（7）：362-363.

[6]童邵輝.基于shopturn圖形編程在數(shù)控車床實踐教學(xué)中的應(yīng)用[J].當(dāng)代教育實踐與教學(xué)研究（電子刊），2020（20）：416-417.