数控车加工范文

数控车加工范文（精选12篇）

数控车加工 第1篇

蜗杆的齿形面与梯形螺纹很相似, 其轴向剖面为梯形, 但是蜗杆的齿形较深、导程较大、切削面积大, 车削时比一般梯形螺纹难得多。车蜗杆时, 首先要合理选择车刀的几何参数, 其次要采用合理的进刀方法, 才能顺利完成蜗杆的车削。

2 车削加工中的难题

车削蜗杆一般在普通车床加工, 在加工大模数蜗杆时由于导程大, 刀具运动速度快, 车削时容易出现碰撞现象, 技术性要求较高, 由于是手动操作, 加工质量难以保证, 有时受到车床进给箱和挂轮的限制, 如果名牌上没有相应的模数, 蜗杆是无法加工的。

如果在数控车床上加工就能解决这一问题。但是蜗杆在数控车床上加工时会遇到一些实际问题:因为蜗杆的齿槽比较深, 如采用G92单循环指令车削蜗杆为直进法, 加工时刀具三刃车削, 刀具受力大, 易产生振动, 刀具很容易折断, 刀具与工件摩擦强烈、排屑困难, 齿面表面质量也很差。如采用G76复合循环指令车蜗杆, 刀具为斜进法, 加工时刀具是两刃车削, 刚开始车削时是比较平稳的, 但随着切削深度的加深, 刀具与工件接触面积越来越来越大, 刀具受力逐渐增大, 特别在最后几刀, 刀具很容易折断, 而且加工后的蜗杆齿面一侧光滑、一侧粗糙度较大, 特别是大模数的蜗杆根本无法加工。

3 解决方案

3.1 进刀方法的选择

根据上述分析和自己多年的实践, 进刀法无论采用直进法或斜进法车削模数 (mx≥2) 的蜗杆, 其加工过程无法顺利进行, 极易产生刀具折断, 工件顶弯等现象, 加工质量无法保证。

要想顺利加工, 就要在车削时减小刀具与工件的接触面积, 以达到减小切削抗力的目的。这样可采用车槽法和左右车削法相结合的方法, 即:车刀先沿着齿槽中心车一刀, 再在同一深度沿着齿槽的左侧与右侧分别车一刀 (如刀具路径示意图) , 加工顺序是:1-2-3, 然后再不断重复这样一个过程, 直到加工结束。这种加工方法的优点是:可以保证车刀每次进刀都保持小的、均匀的加工量。刀具每车一刀都是单刃切削, 受力小、切削平稳、齿面表面质量好、加工精度容易保证。

从齿槽中心往左右侧偏置的距离L随着进给深度的增加而减少。L与H的数学关系为:L=Htan20° (如建模图) , 把切削深度H作为主变量, 把齿槽中心往左右侧偏置的距离L作为因变量, 给变量之间赋予的一定的数学关系让它自动进行赋值和运算, 计算出齿槽中心往左右侧偏置的距离。再结合多头螺纹车削循环指令G32, 编制成一个完整的程序, 自动完成蜗杆的整个加工。

3.2 机床选用

机床选用经济型数控车床 (主轴箱有齿轮变速的机床, 此类机床扭矩较大) 。数控系统为FANuc 0i-TB。 (主轴有分度功能)

3.3 车刀的选择

刀具采用手工磨制, 分为粗车刀与精车刀。粗车刀刀尖角39.5°。刀尖宽度为2.2 mm;精车刀刀尖角40°, 刀尖宽度为2.2 mm。

3.4 加工程序及编程

程序编制可采用宏程序的条件判别语句和G32指令联合编程。深度作为变量, 用#4=TAN[20]*#1、#5=2.39-#4计算刀具左右偏置量, 并对刀具沿Z轴定位, 以实现车槽法和左右切削法的应用。深度步距为0.1mm, 单边留量0.20mm。

4 结束语

此编程加工技术, 不仅可以用来加工蜗杆, 改变刀具角度和形状, 也可以用来加工梯形螺纹, 改变螺旋线起始角增量值, 可实现三线、四线蜗杆的加工, 此编程方法在历次学生竞赛和实际加工中多次应用, 效果非常好, 它解决了加工大导程、大模数蜗杆的技术难题, 拓宽了数控车床的加工范围, 提高了加工效率、减轻了工人的劳动强度。

摘要：文章主要论述采用数控车床利用宏程序车削, 进刀方法使用车槽法和左右车削法相结合的车削蜗杆方法, 车削时刀具是单刃切削, 使刀具每次车削都保持小的、均匀的加工量, 切削平稳。能保证加工顺利进行, 提高工件加工质量, 预防扎刀。文章以实例编写了加工程序加以论述双线蜗杆的数控车加工技术。

数控车椭圆编程与加工方法 第2篇

本文根据平时加工中总结出的一些经验，简单谈下在FANUC系统数控车床上车削椭圆的一些看法，就编制步骤、宏程序组成、编程实例等几方面进行了探讨。

关键字：数控加工 椭圆 宏程序 编程

椭圆加工，普通机床很难完成，而数控机床确能够轻松的加工出来，主要是因为椭圆加工的时候X、Z两坐标是同时变化的，数控机床是通过程序控制的方式来驱动两轴，实现两轴的共同运动。

但数控车床只具有直线插补和圆弧插补两种基本插补功能，不具备椭圆插补功能，所以加工椭圆时可以采用直线逼近法的方式进行加工，即把曲线用许多小段的直线来代替，无限接近椭圆轮廓的加工方法。

下面选用FANUC——OiTC数控车削系统，结合工作实践谈谈如何巧用宏程序解决椭圆编程问题。

一、椭圆宏程序的编制步骤

1、标准方程。

2、对标准方程进行转化成车床椭圆方程。

3、求值公式推导

有些零件的椭圆中心不在工件原点处，就要根据实际椭圆写出正确的方程。

为编程方便，一般用Z作为变量。

二、宏程序组成

1、变量的类型

变量号#0，空变量;变量号#1～#33，局部变量;变量号#100～#109、#500～#999，公共变量;变量号#1000以上，系统变量。

2、变量的运算

定义#1=#2;加法#1=#2+#3、减法#1=#2- #3、乘法#1=#2*#3、除法#1=#2/#3;正弦#1=SIN[#2]、余弦#1=COS[#2]、正切#1=TAN[#2];平方根#1=SQRT[#2]、绝对值#1=ABS[#2]。

3、运算符

EQ(=)、GE(≥)、NE(≠)、LT(<)、GT(>)、LE(≤)。

按照优先的先后顺序依次是函数→乘和除运算→加和减运算。

4、条件转移(IF)功能语句

IF[表达式]GOTO n 。

指定的条件不满足时，转移到标有顺序号n的程序段。

三、FANUC系统宏指令加工椭圆曲线编程实例

1、凸椭圆中心不在零件轴线上

分析：毛坯直径为Ф40，总长为40，用变量进行编程，经计算椭圆起点的X轴坐标值为10.141。

编程如下：

N10 T0101 (1号刀90°尖刀)，N15 M03 S800，N20 G00 X41 Z2，N30 G73 U15 R10，N40 G73 P50 Q130 U0.3 F0.15，N50 G42 G01 Z0 F0.1，N70 #1=0(#1代表Z，#1的值为椭圆起点)，N75 #2=#1+14(中间量)，N80 #3=3+10*SQRT[1-#2*#2/400](#3代表X利用椭圆公式的转换#3用#1表示)，N90 G01 X [2*#2] Z [#1](用直线插补指令逼近椭圆)，N100 #1=#1-0.1(0.1是步距。

这个值越小，直线逼近的椭圆越接近), N110 IF [#1GE-19] GOTO 75(如#1≥终点的Z向坐标-19 ，程序从N75行开始循环), N120 GO1 X39(车端面), N130 G40 G01 X40 Z-20(倒角), N140 G00 X50 Z50(退刀), N150 M03 S1000, N155 G00 X41 Z1(定位),

N160 G7O P50 Q130(精车), N170 G00 X100 Z100, N160 M05, N170 M30.

2、极坐标椭圆正弦余弦编程

用极坐标方式标注椭圆，在零件图纸上比较常见的，一般是以角度a标注，标出起始角度和终点角度。

这时就需要写出椭圆的极坐标方程，两个方程是X=a?sinα,Z=b?cosα，其中变量是 #1=a，#2=Z，#3=X。

由图可知：a=10，b=20，α=30。

所以根据公式得出X=10?SIN30，Z=20?COS30 —20。

为了编程方便用变量α来表示X、Z。

零件分析：毛坯直径为Ф35，总长为50。

编程如下：

N10 T0101M3 S800(1号刀90°尖刀), N20 G00 X37 Z2, N30 G73 U18 R13, N40 G73 P50 Q120 U0.3 F0.15, N50 G42 G01 X35 F0.1, N60 G01 Z0, N70 #1=30(#1代表α，#1的值为椭圆起点角度), N75 #2=10*SIN#1(#2代表X变量), N80 #3=20*COS#1-20(#3代表Z变量), N90 G01 X [2*#2] Z [#1](用直线插补指令逼近椭圆)。

N100 #1=#1+1(1是角度，越小，直线逼近的椭圆越接近), N110 IF [#1LE150] GOTO 75(如#1≤终点角度α150 ，程序从N75行开始循环), N120 GO1 X31(车端面), N140 G00 X50 Z50(退刀), N150 M03 S1000(定位), N155 G00 X36 Z1，N160 G7O P50 Q120(精车)，N170 G00 X100 Z100，N160 M05，N170 M30。

以上介绍了椭圆在实际加工中的编程方法，其实在用宏程序编制椭圆程序时，首先能够选对变量和写出正确的方程，通过方程计算出另一变量，其次能正确确定工件原点与椭圆中心之间的关系，再编出正确的椭圆宏程序。

实践工作中遇到具体的加工实例要具体分析，不能硬套固定模式，要多方面综合考虑，合理运用宏指令进行编程。

斜椭圆数控车加工规律性【3】

摘 要：文章以数控车床中斜椭圆曲线的加工规律为切入点，就其斜椭圆方程的具体确定与形成规律，以及各参数之间的变化和联系，进行细致的探讨研究，以此找出有效的宏程序编程方案，实现对斜椭圆曲线问题的高效处理。

关键词：斜椭圆;数控车床;加工;规律性

伴随工程技术的不断进步，当前在数控车床领域使用宏程序进行加工处理，并保持其位置始终不倾斜的曲线旋转面技术日渐成熟，并被应用到各类数控车床生产加工工作中。

旋转面技术所涵盖的公式曲线有椭圆、抛物线等类别，但此类曲线存在一定的实践运用问题：当其曲线经过一定时间或角度的旋转运动后，相应的曲线公式就会变得倾斜，比如如图1所示椭圆曲线经过转动后逐渐变为斜椭圆曲线，如何有效解决这一倾斜问题，就需要相应的技术人员探讨其斜椭圆加工的规律，以此找出相应的解决、加工措施。

1 椭圆曲线变为斜椭圆曲线的过程探究

首先将椭圆曲线经过坐标点的旋转以及相应的平移运动，就能得到其倾斜后的斜椭圆曲线，以此方便对其变换过程做具体、细致的分析研究。

如图1所示。

1.1 公式曲线在坐标位置上的改变

公式曲线的坐标体系中任意一个点的旋转变换，均可经由一个旋转轴和一个旋转角度来确定。

为了便于后续的运算检验工作，首先将椭圆曲线一点的旋转轴作为其坐标体系中的坐标轴，例如点(x，y)就是环绕着Z轴，在旋转θ度角后停留于P′(x′，y′)位置，如图2所示。

因此该点的坐标旋转变化的公式可总结为：

x′=ιcos(θ+a)=ι(cosθcosa-sinθsina)

y′=ιsin(θ+a)=ι(sinθcosa+cosθsina)(1)

ιcosa=x

Ιsina=y (2)

x′=xcosθ-ysinθ

y′=xsinθ+ysinθ(3)

其中把公式(3)变为矩阵方式即为：

P′=x′=R(z，θ)P=cosθ-sinθx

y′ sinθ cosθy(4)

此时矩阵R(z，θ)就是环绕着Z轴进行旋转变化的矩阵方程，以此方法再得出R(x，θ)与R(y，θ)两个矩阵，进而构建其三维空间下的旋转变化坐标矩阵体系，其中共含有九个元素，分别为：

薄壁零件数控车加工工艺的探索 第3篇

关键词：数控车床；薄壁零件；加工精度；影响因素；加工工艺

【中图分类号】TG519.1

数控车床加工过程中，加工的零件多种多样，例如细长轴、丝杠、轮盘、键槽、薄壁、型腔等多种零件，薄壁零件也是较为常见的零件。由于薄壁零件要求精度高，在实际操作时会受到切削力、切削热、机床夹具、刀具等多方面的因素干扰，工件易发生变形。基于此，以下就数控车床加工工艺进行分析。

一、数控车床加工工艺的概述

数控车床是一种基于计算机技术和数控编程技术的自动化车床，数控车床加工过程是把加工过程所需的工艺参数、零件尺寸等用数字信息表示出来，将数字信息输入车床的控制系统，控制系统通过相关的应用程序对信息进行加工处理，输出信号到驱动单元和执行单元，刀具便自动车削加工出符合要求的零件。

二、薄壁零件加工精度的影响因素

影響薄壁零件加工精度最大原因是零件的变形。

1、工件装夹时造成的变形。工件装夹时，首先要选择正确的夹紧点，然后根据夹紧点的位置选择适当的夹紧力。因此尽可能使夹紧点和支撑点一致，使夹紧力作用在支撑上，夹紧点应尽可能靠近加工面，且选择受力不易引起夹紧变形的位置。其次要增大工件与夹具的接触面积或采用轴向夹紧力。增加零件的刚性，是解决发生夹紧变形的有效办法，但由于薄壁类零件的形状和结构的特点，导致其具有较低的刚性。这样在装夹施力的作用下，就会产生变形。增大工件与夹具的接触面积，可有效降低工件装夹时的变形。

2、工件加工时造成的变形。工件在切削过程中由于受到切削力的作用，产生向着受力方向的弹性形变，就是我们常说的让刀现象。应对此类变形在刀具上要采取相应的措施，精加工时要求刀具锋利，一方面可减少刀具与工件的摩擦所形成的阻力，另一方面可提高刀具切削工件时的散热能力，从而减少工件上残余的内应力。

3、加工后应力变形。加工后，零件本身存在内应力，这些内应力分布是一种相对平衡的状态，零件外形相对稳定，但是去除一些材料和热处理后内应力发生变化，这时工件需要重新达到力的平衡所以外形就发生了变化。解决这类变形可以通过热处理的方法，把需要校直的工件叠成一定高度，采用一定工装压紧成平直状态，然后把工装和工件一起放入加热炉中，根据零件材料的不同，选择不同的加热温度和加热时间。热校直后，工件内部组织稳定。此时，工件不仅得到了较高的直线度，而且加工硬化现象得到消除，更便于零件的进一步精加工。铸件要做到时效处理，尽量消除内部的残余应力，采用变形后再加工的方式，即粗加工-时效-精加工。对于大型零件要采用仿形加工，即预计工件装配后的变形量，加工时在相反的方向预留出变形量，可有效的防止零件在装配后的变形。

三、数控车床薄壁零件加工工艺的分析

1、工件特点分析。（1）主要因为是薄壁零件，螺纹部分厚度仅有4mm，材料为45号钢，批量较大，既要考虑如何保证工件在加工时的定位精度，又要考虑装夹方便、可靠，而我们通常都是用三爪卡盘夹持外圆或撑内孔的装夹方法来加工，但此零件较薄，车削受力点与夹紧力作用点相对较远，还需车削M24螺纹，受力很大，刚性不足，容易引起晃动，因此要充分考虑如何装夹定位的问题。（2）螺纹加工部分厚度只有4mm，而且精度要求较高。目前广州数控系统GSK980TDa螺纹编程指令有G32、G92、G76。G32是简单螺纹切削，显然不适合； G92螺纹切削循环采用直进式进刀方式，刀具两侧刃同时切削工件，切削力较大，而且排削困难，因此在切削时，两切削刃容易磨损。在切削螺距较大的螺纹时，由于切削深度较大，刀刃磨损较快，从而造成螺纹中径产生误差。但由于其加工的牙形精度较高；G76螺纹切削循环采用斜进式进刀方式，单侧刀刃切削工件，刀刃容易损伤和磨损，但加工的螺纹面不直，刀尖角发生变化，而造成牙形精度较差。从以上对比可以看出，只简单利用一个指令进行车削螺纹是不够完善的，采用G92、G76混用进行编程，即先用G76进行螺纹粗加工，再用G92进精加工。

2、优化夹具设计。由于工件较薄，刚性较差，如果采用常规方法装夹工件及切削加工，将会受到轴向切削力和热变形的影响，工件会出现弯曲变形，很难达到技术要求。因此，需要设计出一套适合上面零件的专用夹具。

3 、合理选择刀具。（1）内镗孔刀采用机夹刀，缩短换刀时间，无需刃磨刀具，具有较好的刚性，能减少振动变形和防止产生振纹；（2）外圆粗、精车均选用硬质合金90°车刀；（3）螺纹刀选用机夹刀，刀尖角度标准，磨损时易于更换。

4、分析工艺过程。

第一、加工步骤：（1）装夹毛坯15mm长，平端面至加工要求；（2）用Φ18钻头钻通孔，粗、精加工Φ21通孔；（3）粗、精加工Φ48外圆，加工长度大于3mm至尺寸要求；（4）调头，利用夹具如图2所示装夹，控制总长尺寸35mm平端面；（5）加工螺纹外圆尺寸至Φ23.805；（6）利用G76、G92混合编程进行螺纹加工；（7）拆卸工件，完成加工。

第二、切削用量。（1）内孔粗车时，主轴转速每分钟500～600转，进给速度F0.2～F0.25，留精车余量0.2～0.3mm；（2）内孔精车时，主轴转速每分钟1100～1200转，为取得较好的表面粗糙度选用较低的进给速度F0.1～F0.15，采用一次走刀加工完成；（3）外圆粗车时，主轴转速每分钟1100～1200转，进给速度F0.25～F0.3，留精车余量0.3～0.5mm；（4）外圆精车时，主轴转速每分钟1100～1200转，进给速度F0.1～F0.15，采用一次走刀加工完成。

结束语

随着科学技术的飞速发展，社会对机械产品的结构、性能、精度、效率和品种的要求越来越高，单件与中小批量产品的比重越来越大。传统的通用、专用机床和工艺装备已经不能很好地适应高质量、高效率、多样化加工的要求。其中数控车床由于具有高效率、高精度和高柔性的特点，在机械制造业中得到日益广泛的应用，成为目前应用最广泛的数控机床之一。

参考文献

[1]王瑞泉.数控加工工艺与传统加工工艺相结合[J].天津职业院校联合学报，2007 （5 ）

[2]唐代滨.数控车床加工工艺流程的优化改进[J].科技与企业，2015（15）

如何在数控车床上加工多头螺纹 第4篇

多头螺纹在普通车床上加工, 一般采用小拖板进行轴向分线而加工;在数控车床上虽然没有小拖板, 但可以采用机床Z轴坐标进行轴向分线。这样只要工艺分析合理, 刀具选择正确, 使用的加工指令得当, 就可以在数控机床上加工出合格的多头螺纹, 而且加工的效率也会高很多。下面以一加工例子 (如图1所示) , 零件材料为45钢, 在FANUC—0i系统数控车床上的应用来阐述多头螺纹的加工。

2 多头螺纹加工的工艺分析

2.1 多头螺纹的尺寸计算

通过对图1零件分析, 螺纹M40×6/3的已知参数:公称直径d=40 mm, 导程L=6 mm, 螺距P=2 mm, 头数n=3;

根据工式可计算, 螺纹小径d1=d-1.0826P=40-1.0826×2=37.835 mm。

螺纹中径d2=d-0.6495P=40-0.6495×2=38.701 mm, 根据公差带, 查表得其尺寸上偏差为-0.038、下偏差为-0.170, 公差为0.132。

2.2 刀具的选择

刀具材料选择:零件材料为了45钢, 其硬度和强度适中, 属于易切削的特性。如果是单件生产从经济的角度考虑, 可选用YT15的焊接式螺纹车刀;要是批量生产为提高加工效率, 可采用和零件材料相对应的机夹刀具。

刀具的角度选用:通过计算此螺纹的升角为2.83°, 因此螺纹车刀左、右两侧切削刃的后角分别选择为 (3°～5°) +2.83°和 (3°～5°) -2.83°, 两刃夹角等于螺纹牙形角60°, 前角为0°。

2.3 多头螺纹在数控车床上的加工方法

方法1:第一头螺纹槽通过多次切削中径尺寸加工到公差范围内, 再第二头螺纹槽通过多次切削中径尺寸加工到公差范围内, 最后第三头螺纹槽也通过多次切削中径尺寸加工到公差范围内。

方法2:第一头螺纹槽切削第一次, 接着第二头螺纹槽也切削第一次, 再第三头螺纹槽也切削第一次;然后第一条螺纹槽切削第二次, 第二、第三条螺纹槽切削第二次, 一直到最后一次三条螺纹槽的中径尺寸都加工到公差范围内。

3 加工程序编制

3.1 方法1:采用调用子程序法

3.2 方法2:采用宏程序法

4 结语

通过以上的实例分析我们可以得出结论, 在数控机床上能方便地加工出多头螺纹, 并且可以很大地提高加工效率。螺纹中径尺寸的控制是通过在加工过程中修改X方向刀具补偿值来实现的, 这样既可以保证零件尺寸的精度又可以保证零件加工过程的稳定性。这两种加工方法的选用要根据螺纹的尺寸参数, 及零件材料具体情况而定, 都具有较高的加工效率和稳定性。

摘要：多头螺纹在数控车床上的加工是一个难点, 通过对多头螺纹的加工工艺分析、刀具选择和加工方法的研讨, 针对FANUC—0i系统数控车床探索出一套合适的多头螺纹方法及加工程序。

关键词：多头螺纹,工艺分析,程序编制

参考文献

[1]彭德荫等.车工工艺与技能训练.中国劳动社会保障出版社.2001.151～177

[2]北京FANUC公司.FANUC-0i车床编程与操作说明书.2006.36～61, 125～136

数控车加工 第5篇

数控铣床及加工中心产品设计

2选题理由

制造技术是各国经济竞争的重要支柱之一，经济的成功在很大程度上得益于先进的制造技术，而机床是机械制造技术重要的载体，它标志着一个国家的生产能力和技术水平。机床工业是国民经济的一个重要先行部门，担负这为国民经济各部门提供现代化技术装备的任务，以1994年为例，全世界基础的消费额达261.7亿美元。其中美国的消费额56亿美元、中国33.6亿美元。所以，在我国国民经济建设中，机床工业起着重要的作用。然而在机械制造业中，大批大量生产时采用专用机床、组合机床、专用自动线等并配以相应的工装，这些设备的初期投资费用大、生产准备时间长，并且不适应产品的更新换代。单件小批生产时，由于产品多变而不宜采用专用机床，特别是在国防、航空、航天和深潜的部门，其零件的精度要求非常高，几何形状也日趋复杂，且改型频繁，生产周期短，这就要求迅速适应不同零件的加工。书空机床就是在这样的背景下产生和发展起来的一种新型自动化机床，它较好的解决了小批量、品种多变化、形状复杂和精度高的零件的自动化加工问题。随着计算机技术，特别是微型计算机技术的发展及其在数控机床上的应用，机床数控技术正从普通数控向计算机数控发展。一个国家数控机床的拥有量（相对值），标志着这个国家机械制造业的现代化程度。数控铣床和加工中心因其特有的加工方式及其加工范围广在数控机床中占有重大的比例，因此研究《数控铣床及加工中心产品设计》具有重大意义。

3国内外研究现状

当今世界，工业发达国家对机床工业高度重视，竞相发展机电一体化、高质量、高精、高效、自动化先进机床，以加速工业和国民经济的发展。长期以来，欧、美、亚在国际市场上相互展开激烈竞争，已形成一条无形战线，特别是随微电子、计算机技术的进步，数控机床在20世纪80年代以后加速发展，各方用户提出更多需求，早已成为四大国际机床展上各国机床制造商竞相展示先进技术、争夺用户、扩大市场的焦点。中国加入WTO后，正式参与世界市场激烈竞争，今后如何加强机床工业实力、加速数控机床产业发展，实是紧迫而又艰巨的任务。数控机床出现至今的50年，随科技、特别是微电子、计算机技术的进步而不断发展。美、德、日三国是当今世上在数控机床科研、设计、制造和使用上，技术最先进、经验最多的国家。例如：在19世纪初时是1mm级，到20世纪初时提高到了0.01mm级．而近30年来，普通机械加工的精度已从0.01mm提高到0.005mm级，精密加工的精度已从1um级提高到0.02um级，超精密加工的精度已从0.～0.01um级进入纳米级．在表面粗糙度方面，日本用萤光碳素泡沫抛光剂和细微SiO2粉末抛光工作，成功获得了小于0.0005um的表面粗糙度．过去们只注意表面粗糙度、波度和纹理等表面特征，忽视了表面之下0.38mm范围内的内部效应，即次表面效应对零件可靠性的影响．这方面尚需深入研究，采取相应措施，方能提高产品的质量和使用寿命及可靠性．

中国於1958年研制出第一台数控机床，发展过程大致可分为两大阶段。在1958～1979年间为第一阶段，从1979年至今为第二阶段。第一阶段中对数控机床特点、发展条件缺乏认识，在人员素质差、基础薄弱、配套件不过关的情况下，一哄而上又一哄而下，曾三起三落、终因表现欠佳，无法用於生产而停顿。主要存在的问题是盲目性大，缺乏实事求是的科学精神。在第二阶段从日、德、美、西班牙先后引进数控系统技术，从日、美、德、意、英、法、瑞士、匈、奥、韩国、台湾省共11国(地区)引进数控机床先进技术和合作、合资生产，解决了可靠性、稳定性问题，数控机床开始正式生产和使用，并逐步向前发展。在20余年间，数控机床的设计和制造技术有较大提高，主要表现在三大方面：培训一批设计、制造、使用和维护的人才；通过合作生产先进数控机床，使设计、制造、使用水平大大提高，缩小了与世界先进技术的差距；通过利用国外先进元部件、数控系统配套，开始能自行设计及制造高速、高性能、五面或五轴联动加工的数控机床，供应国内市场的需求，但对关键技术的试验、消化、掌握及创新却较差。至今许多重要功能部件、自动化刀具、数控系统依靠国外技术支撑，不能独立发展，基本上处於从仿制走向自行开发阶段，与日本数控机床的水平差距很大。存在的主要问题包括：缺乏象日本“机电法”、“机信法”那样的指引；严重缺乏各方面专家人才和熟练技术工人；缺少深入系统的科研工作；元部件和数控系统不配套；企业和专业间缺乏合作，基本上孤军作战，虽然厂多人众，但形成不了合力。

4研究内容：

1.按图纸要求制定真确的工艺方案

2.选择合理的刀具和切削工艺参数

3.编写数控加工程序

5研究方法：

首先阅读大量相关文献资料,教材及新闻背景资料,包括机械制造的原理及方法，质量管理应用,数控机床现有技术水准,国际水平探讨方面的书籍,报刊.以了解可靠性的内容,质量管理的概况和数控机床领域的基本知识体系.然后通过调研,进一步了解企业现状及需求.接下来进行分析与设计.确定数据来源的真实准确.再进行系统设计

由于现有设备所采用的是分析设计方法,因此可以首先对原有设备进行适当的测试与调试,然后使用快速原型方法来提高加工质量,等得到企业有效的反馈信息后再可以考虑用统计分析法和棕合法进行接下去的再分析,再设计

6进展按排：

1准备阶段（12月15日～12月30日）．搜集有关资料，准备参考资料

2完成开题报告及论文大纲交老师批阅（1月1日～1月15日）

3依据论文大纲完成论文一稿交老师批阅（1月16日～3月10日）

4完成论文二稿交老师批阅（3月11日～4月10日）

5完成三稿（4月11日～4月30日）

6完成相关论文简介、答辩提纲，准备答辩阶段（5月1日～5月10日）

7毕业设计答辩阶段（5月中旬）

7主要参考资料：

1周昌治，杨忠鉴，赵之渊，陈广凌，机械制造工艺学，重庆大学出版社出版，2006年12月第6次印刷，2张丽华，马立克，数控编程与加工技术，大连理工大学出版社，2006年7月第2版

4.杨建明，数控加工工艺与编程，北京理工大学出版社，2007年4月第3次印刷

5.吕天玉，宫波，公差配合与测量技术，大连理工大学出版社，2006年7月第3次印刷

6.高波，机械制造基础，大连理工大学出版社，2006年8月第1次印刷

7.黄鹤汀，王芙蓉，金属切削机床（上册），机械工业出版社，2006年7月第1版?第10次印刷

8成果形式:

数控车薄壁半球类零件夹具及加工 第6篇

关键词：数控车床 薄壁半球零件 工艺流程 夹具

笔者所在学校接到来自东莞某厂的加工产品，零件的形状如图1所示。该产品用于气瓶的上下两个半球零件，由一壁厚2.6mm，半径R47mm薄壁半球和顶部是一个短圆柱体所组成，上下两个半球相同。

一、难度分析及工艺流程分析

从外形来看，零件属于回转体薄壁零件，因此我们考虑采用铸造成型后，经车削精加工完成。其加工特点，一是壁薄，在加工的时候容易受夹紧力的影响产生变形，因此需要制作新的夹具用以装夹工件；二是内腔尺寸较难控制；三是圆柱段较短，难以装夹。

图1 工件图

经过生产和工艺流程的改进，最终确定了以下工艺流程：①下料阶段，不是选用传统的棒料，而是选用与零件外形较为接近的铸件，同时在铸件的后部圆柱体上留有余量，起到工艺块的作用。②用数控车加工将内腔半径加工到位。③用数控车加工头部短圆柱。④用数控车加工外球尺寸，以确保壁厚为2.6mm。⑤用数控车加工车去工艺块，零件最终成形。

二、夹具设计

为了达到加工要求，我们设计了两套夹具。

1.首先设计夹具1车外球面

此夹具的功能要求：一是提供内腔定位功能以便于加工定位，二是提供与车床连接功能，三是提供稳定的预紧力。因此设计如图2所示的夹具1。

图2夹具结构说明：

一是件1为夹具体的主体，左边是一直径为φ50mm圆柱体，通过夹具上的圆柱体与卡盘夹紧，中间是一R为44.4mm半圆球与零件内腔逼紧定位，右边为一直径为φ38mm短圆柱体，里面有一内孔，并且有一直径为φ22mm内螺纹。

二是用件3螺母将零件与夹具锁紧，以此加工外圆。在这套工艺装配中，（图2）对外球面的精加工程序，是由零件内腔精加工后程序反向加工而成的。通过此步加工，即可进行如图3所示的半成品零件加工。

2.设计夹具2车去工艺块

此时，工件加工的目的是车去工艺块，需要把工件右边的工艺块去掉，以形成成品，但由于工件本身不好装夹，因此我们设计如图3所示的夹具2，以进行工艺块的去除。

图3

件1.上盖 件2.底座 件3.半成品

图3夹具结构说明：

当零件加工到这一步时，车去工艺块，就十分重要。

一是上盖（件1）。它的作用是通过件2的内球面与零件的外球面压紧结合起到定位作用；

二是底座（件2）。它通过螺纹与上盖连接，同时起到调节的作用，使底座的大平面将零件压紧在上盖中；

此工艺装配与前一套工艺装配一样，它的定位原理也与前一套工装相似。但在加工上盖的内球面时，也需要将加工零件外球面的程序作为参考，经过调试再予以应用。

三、实际操作

切削用量及走刀路线选择：

一是将铸件达到如图1所示的毛坯件尺寸。

二是用数控车装夹加工，将内腔半径加工到位，机床转速调为800r/min，进给速度调到120mm/min。

三是用数控车装夹加工，将头部短圆柱加工完成，机床转速调为800r/min，进给速度调到120mm/min。

四是用数控车加工外球尺寸，用夹具1装夹工件，以内圆作为定位基准加工外圆尺寸以确保壁厚为2.6mm，机床转速调为800r/min，进给速度调到120mm/min。

五是用数控车去除工艺块，用夹具2装夹工件，去除工艺块，机床转速调为600r/min，进给速度调到30mm/min。

四、小结

加工该薄壁半球零件，首先必须分析其重要的和关键的尺寸是什么，其次是设计适合的夹具完成加工。这样，在加工同类零件时可减少不必要的重复工作，提高生产效率。通过对零件的加工，证实了夹具设计、刀具及切削用量选用合理，减少了装夹校正的时间，提高了生产效率，保证了加工零件的质量。

参考文献：

[1]全国数控培训网络天津分中心.数控编程[M].北京：机械工业出版社，1997.

[2]唐应谦.数控加工工艺学[M].北京：中国劳动社会保障出版社，2000.

[3]《数控加工技师手册》编委会.数控加工技师手册[M].北京：机械工业出版社，2005.

[4]白成轩.机床夹具设计新原理[M].北京：机械工业出版社，1997.

（作者单位：广东省机械高级技工学校）endprint

摘 要：本文通过对薄壁半球零件的加工，对该零件在数控加工时所需的工艺流程的安排、夹具的设计、刀具的选用以及数控程序的编制做了阐述。并介绍了以此零件为基础，加工其他类似半球类零件的情况。

关键词：数控车床 薄壁半球零件 工艺流程 夹具

笔者所在学校接到来自东莞某厂的加工产品，零件的形状如图1所示。该产品用于气瓶的上下两个半球零件，由一壁厚2.6mm，半径R47mm薄壁半球和顶部是一个短圆柱体所组成，上下两个半球相同。

一、难度分析及工艺流程分析

从外形来看，零件属于回转体薄壁零件，因此我们考虑采用铸造成型后，经车削精加工完成。其加工特点，一是壁薄，在加工的时候容易受夹紧力的影响产生变形，因此需要制作新的夹具用以装夹工件；二是内腔尺寸较难控制；三是圆柱段较短，难以装夹。

图1 工件图

经过生产和工艺流程的改进，最终确定了以下工艺流程：①下料阶段，不是选用传统的棒料，而是选用与零件外形较为接近的铸件，同时在铸件的后部圆柱体上留有余量，起到工艺块的作用。②用数控车加工将内腔半径加工到位。③用数控车加工头部短圆柱。④用数控车加工外球尺寸，以确保壁厚为2.6mm。⑤用数控车加工车去工艺块，零件最终成形。

二、夹具设计

为了达到加工要求，我们设计了两套夹具。

1.首先设计夹具1车外球面

此夹具的功能要求：一是提供内腔定位功能以便于加工定位，二是提供与车床连接功能，三是提供稳定的预紧力。因此设计如图2所示的夹具1。

图2夹具结构说明：

一是件1为夹具体的主体，左边是一直径为φ50mm圆柱体，通过夹具上的圆柱体与卡盘夹紧，中间是一R为44.4mm半圆球与零件内腔逼紧定位，右边为一直径为φ38mm短圆柱体，里面有一内孔，并且有一直径为φ22mm内螺纹。

二是用件3螺母将零件与夹具锁紧，以此加工外圆。在这套工艺装配中，（图2）对外球面的精加工程序，是由零件内腔精加工后程序反向加工而成的。通过此步加工，即可进行如图3所示的半成品零件加工。

2.设计夹具2车去工艺块

此时，工件加工的目的是车去工艺块，需要把工件右边的工艺块去掉，以形成成品，但由于工件本身不好装夹，因此我们设计如图3所示的夹具2，以进行工艺块的去除。

图3

件1.上盖 件2.底座 件3.半成品

图3夹具结构说明：

当零件加工到这一步时，车去工艺块，就十分重要。

一是上盖（件1）。它的作用是通过件2的内球面与零件的外球面压紧结合起到定位作用；

二是底座（件2）。它通过螺纹与上盖连接，同时起到调节的作用，使底座的大平面将零件压紧在上盖中；

此工艺装配与前一套工艺装配一样，它的定位原理也与前一套工装相似。但在加工上盖的内球面时，也需要将加工零件外球面的程序作为参考，经过调试再予以应用。

三、实际操作

切削用量及走刀路线选择：

一是将铸件达到如图1所示的毛坯件尺寸。

二是用数控车装夹加工，将内腔半径加工到位，机床转速调为800r/min，进给速度调到120mm/min。

三是用数控车装夹加工，将头部短圆柱加工完成，机床转速调为800r/min，进给速度调到120mm/min。

四是用数控车加工外球尺寸，用夹具1装夹工件，以内圆作为定位基准加工外圆尺寸以确保壁厚为2.6mm，机床转速调为800r/min，进给速度调到120mm/min。

五是用数控车去除工艺块，用夹具2装夹工件，去除工艺块，机床转速调为600r/min，进给速度调到30mm/min。

四、小结

加工该薄壁半球零件，首先必须分析其重要的和关键的尺寸是什么，其次是设计适合的夹具完成加工。这样，在加工同类零件时可减少不必要的重复工作，提高生产效率。通过对零件的加工，证实了夹具设计、刀具及切削用量选用合理，减少了装夹校正的时间，提高了生产效率，保证了加工零件的质量。

参考文献：

[1]全国数控培训网络天津分中心.数控编程[M].北京：机械工业出版社，1997.

[2]唐应谦.数控加工工艺学[M].北京：中国劳动社会保障出版社，2000.

[3]《数控加工技师手册》编委会.数控加工技师手册[M].北京：机械工业出版社，2005.

[4]白成轩.机床夹具设计新原理[M].北京：机械工业出版社，1997.

（作者单位：广东省机械高级技工学校）endprint

摘 要：本文通过对薄壁半球零件的加工，对该零件在数控加工时所需的工艺流程的安排、夹具的设计、刀具的选用以及数控程序的编制做了阐述。并介绍了以此零件为基础，加工其他类似半球类零件的情况。

关键词：数控车床 薄壁半球零件 工艺流程 夹具

笔者所在学校接到来自东莞某厂的加工产品，零件的形状如图1所示。该产品用于气瓶的上下两个半球零件，由一壁厚2.6mm，半径R47mm薄壁半球和顶部是一个短圆柱体所组成，上下两个半球相同。

一、难度分析及工艺流程分析

从外形来看，零件属于回转体薄壁零件，因此我们考虑采用铸造成型后，经车削精加工完成。其加工特点，一是壁薄，在加工的时候容易受夹紧力的影响产生变形，因此需要制作新的夹具用以装夹工件；二是内腔尺寸较难控制；三是圆柱段较短，难以装夹。

图1 工件图

经过生产和工艺流程的改进，最终确定了以下工艺流程：①下料阶段，不是选用传统的棒料，而是选用与零件外形较为接近的铸件，同时在铸件的后部圆柱体上留有余量，起到工艺块的作用。②用数控车加工将内腔半径加工到位。③用数控车加工头部短圆柱。④用数控车加工外球尺寸，以确保壁厚为2.6mm。⑤用数控车加工车去工艺块，零件最终成形。

二、夹具设计

为了达到加工要求，我们设计了两套夹具。

1.首先设计夹具1车外球面

此夹具的功能要求：一是提供内腔定位功能以便于加工定位，二是提供与车床连接功能，三是提供稳定的预紧力。因此设计如图2所示的夹具1。

图2夹具结构说明：

一是件1为夹具体的主体，左边是一直径为φ50mm圆柱体，通过夹具上的圆柱体与卡盘夹紧，中间是一R为44.4mm半圆球与零件内腔逼紧定位，右边为一直径为φ38mm短圆柱体，里面有一内孔，并且有一直径为φ22mm内螺纹。

二是用件3螺母将零件与夹具锁紧，以此加工外圆。在这套工艺装配中，（图2）对外球面的精加工程序，是由零件内腔精加工后程序反向加工而成的。通过此步加工，即可进行如图3所示的半成品零件加工。

2.设计夹具2车去工艺块

此时，工件加工的目的是车去工艺块，需要把工件右边的工艺块去掉，以形成成品，但由于工件本身不好装夹，因此我们设计如图3所示的夹具2，以进行工艺块的去除。

图3

件1.上盖 件2.底座 件3.半成品

图3夹具结构说明：

当零件加工到这一步时，车去工艺块，就十分重要。

一是上盖（件1）。它的作用是通过件2的内球面与零件的外球面压紧结合起到定位作用；

二是底座（件2）。它通过螺纹与上盖连接，同时起到调节的作用，使底座的大平面将零件压紧在上盖中；

此工艺装配与前一套工艺装配一样，它的定位原理也与前一套工装相似。但在加工上盖的内球面时，也需要将加工零件外球面的程序作为参考，经过调试再予以应用。

三、实际操作

切削用量及走刀路线选择：

一是将铸件达到如图1所示的毛坯件尺寸。

二是用数控车装夹加工，将内腔半径加工到位，机床转速调为800r/min，进给速度调到120mm/min。

三是用数控车装夹加工，将头部短圆柱加工完成，机床转速调为800r/min，进给速度调到120mm/min。

四是用数控车加工外球尺寸，用夹具1装夹工件，以内圆作为定位基准加工外圆尺寸以确保壁厚为2.6mm，机床转速调为800r/min，进给速度调到120mm/min。

五是用数控车去除工艺块，用夹具2装夹工件，去除工艺块，机床转速调为600r/min，进给速度调到30mm/min。

四、小结

加工该薄壁半球零件，首先必须分析其重要的和关键的尺寸是什么，其次是设计适合的夹具完成加工。这样，在加工同类零件时可减少不必要的重复工作，提高生产效率。通过对零件的加工，证实了夹具设计、刀具及切削用量选用合理，减少了装夹校正的时间，提高了生产效率，保证了加工零件的质量。

参考文献：

[1]全国数控培训网络天津分中心.数控编程[M].北京：机械工业出版社，1997.

[2]唐应谦.数控加工工艺学[M].北京：中国劳动社会保障出版社，2000.

[3]《数控加工技师手册》编委会.数控加工技师手册[M].北京：机械工业出版社，2005.

[4]白成轩.机床夹具设计新原理[M].北京：机械工业出版社，1997.

模具零件数控车削加工工艺探讨 第7篇

模具零件的数控车削加工工艺是采用数控车床加工模具零件时运用的方法和技术, 它主要包括以下几个方面: (1) 选择并确定模具零件的数控车削加工内容和对象; (2) 对零件图纸进行数控车削加工工艺分析; (3) 选择正确的工具并作出整体设计和调整; (4) 设计适当的工序和工步; (5) 对加工轨迹进行计算和优化整合; (6) 编写数控车削加工程序并进行校验修改; (7) 处理现场问题; (8) 编制好相关文件。

数控机床是数字控制机床的简称, 它是一种装有程序控制系统的自动化机床。该控制系统能够逻辑地处理具有控制编码或其他符号指令规定的程序, 并将其译码, 从而使机床动作并加工零件。数控机床的操作和监控全部在数控单元中完成, 它是数控机床的大脑。与普通机床相比, 数控机床有如下特点: (1) 加工精度高, 具有稳定的加工质量; (2) 可进行多坐标的联动, 能加工形状复杂的零件; (3) 加工零件改变时, 一般只需要更改数控程序, 可节省生产准备时间; (4) 机床本身精度高、刚性大, 可选择有利的加工用量, 生产率高 (一般为普通机床的3～5倍) ; (5) 机床自动化程度高, 可以减轻有关人员的劳动强度, 但对操作人员素质要求较高, 对维修人员技术要求更高。可以说, 数控机床是一种效率很高的自动化设备, 是实现模具零件数控车削加工工艺的最关键部分。

目前先进国家的车削速度已经达到了5 000～8 000 m/min甚至更高, 机床的主转轴数量也在30 000左右。理想的数控车削加工程序不仅能保证加工出符合图样的合格工件, 同时也可以使机床的功能得到合理应用和充分发挥。自动化的加工程序和加工所使用的刀具是影响数控加工质量的直接因素, 因此, 在编写数控车削加工程序之前应对工件进行工艺分析, 并根据具体条件来选择合适的经济和工艺方案, 要充分考虑到机床加工质量、生产效率及加工成本等等。模具零件通常要经历粗加工、半精加工、精加工等, 所以编程时必须根据各种工艺设定不同的参数, 以减少加工及辅助时间, 提高效率。

2 数控车削加工工艺的技术分析

2.1 数控车削加工工序划分

模具零件的数控车削加工工艺通常是在集中的条件下一次性完成, 划分其工序的原则主要有2种: (1) 保证划分精度的原则。数控车削加工工艺必须在集中的条件下来实现和完成, 当变形和切削对模具零件影响较大时, 应根据加工精度粗细来划分工序并进行加工。 (2) 提高生产效率的原则。在对模具零件进行数控车削加工时, 为了能够有效减少换刀次数, 可按照提高效率原则划分工序。

2.2 模具零件图分析

分析模具零件图是制定数控车削加工工艺的首要任务, 主要包括尺寸的标注分析、轮廓的几何分析等等。 (1) 尺寸的标注分析。模具零件图上的尺寸标注应该与数控车削的加工特点相符合, 并采用同一基准来进行。通常尺寸标注方法便于编程和设计基准及工艺基准和测量基准的统一。一般情况下而言, 如果模具零件图上没有尺寸的设计标注基准, 那么就可以在不影响模具零件精度的前提下自行选择合适的基准。 (2) 轮廓的几何分析。在数控车削加工工艺中, 必须对模具零件轮廓的所有几何元素进行定义。

2.3 工件装夹和定位

分析模具零件图之后就是工件装夹和定位, 数控车削加工中应尽可能做到一次装夹后得以加工出全部或者大部分加工表面, 以最大程度地减少加工次数, 从而提高加工率和加工精度。在轴类零件中, 通常使用其自身的外圆柱面作定位的基准;而套类零件则采用内孔定位。但是在实际的操作中, 往往会根据具体需要作出调整, 从而使选择更加合理。

2.4 精度和技术要求分析

在模具零件数控车削加工工艺中, 精度和技术要求是十分重要的内容, 只有在确定模具零件尺寸精度和表面粗糙度的基础上, 才能正确、合理地选择加工方法及刀具的削用量。精度和技术要求主要包括: (1) 分析精度和各项技术要求是否齐全; (2) 分析数控车削加工精度是否合理, 能否达到图纸要求; (3) 分析各项技术的设计是否合理等。其中必须注意的是, 如果没有达到图纸要求, 则在采取其他措施进行弥补时应保持后续工序的余量。

2.5 刀位点选择

在模具零件数控车削加工工艺中, 数控程序描述出刀具相对于工件的运动轨迹, 它取决于刀刃包线的位置和形状。在程序编制时所选择的代表刀具所在位置的点即为运动轨迹点, 或称为刀位点。理论上来说, 数控车削的刀位点是可以任意选择的, 但一般情况下, 为了保证编程和加工的精度, 选择刀位点还是有一定要求和技巧的。刀位点的选择一般遵循以下几点: (1) 应该是刀具轴线与刀具底面的交点; (2) 球头刀具是球头的球心; (3) 车刀应该是假想刀尖。

另外, 在对刀位点进行选择时应该注意: (1) 选择刀具上可以直接测量的点; (2) 刀位点可以直接与精度要求尺寸发生联系; (3) 所选择出来的刀位点可以直接体现在程序的运动指令中, 而且刀具的调整应该以图形的标志为准。

2.6 自动编程的数控车削

一般来说, 自动编程的数控车削首先要建立模具零件的加工轮廓图形, 并在此基础上设置图形坐标;然后设置具体参数和机床数量, 选定加工方式。

粗车的主要任务是完成工件内外轮廓表面的剩余工作, 尽可能实现最大的切削深度;同时, 考虑刀具的进刀和换刀与零件工件表面的距离, 使得刀具的空行尽量缩短。

割槽是指用刀具在回转体的零件模具上割出一定比例宽度和深度的槽位, 它有精加工和粗精工2种情况, 既可以运用正反偏刀车削的方法, 也可以使用割刀两侧刀分别沿着工件轮廓进行车削的方法。

螺纹加工则是指采用螺纹车刀加工出内外螺纹, 在进行螺纹切削时可以定义切削深度, 比如按照统一的深度进行切削加工, 在此基础上还可定义切削技术。

2.7 切削用量选择

合理选择切削用量是提高数控车床加工效率的重要手段, 它必须严格按照机床的使用说明来执行, 当然也可以结合实际经验并采取类比法来作出选择。一般情况下, 选择切削用量的原则是: (1) 对于粗车, 只要符合机床刚度, 就应尽可能选择大的背吃刀量, 然后再选择进给量;同时也要慎重考虑如何保证加工工件质量, 并在此基础上提高加工效率。 (2) 精车时, 应着重考虑怎样去保证模具零件的加工质量, 然后再考虑提高加工效率。此时应尽量选择较小的切削用量, 且背吃刀量和进给量都要适合。

2.8 加工顺序确定

确定加工顺序是保证模具零件加工质量的关键环节。一般来说, 加工顺序的确定主要遵循先粗后精的原则, 按粗车、半精车再到精车的顺序来进行, 以便缩小刀具的移动距离, 减少加工时间。另外, 车削技术还必须遵循先近后远的顺序, 以保持胚件和半成品的刚性。内外交叉的加工原则也是确定加工顺序非常重要的一点, 应该先进行内外表面的粗加工, 然后再进行内外表面的精加工, 并尽量保证误差最小化。

3 结语

综上所述, 数控车削加工工艺对于模具零件的加工处理十分重要, 而作为该工艺关键环节的数控车床是一种高效率的设备, 要想使其充分发挥高性能、高精度和高自动化的优点, 就必须熟练掌握其工作性能和操作方法, 认真分析其工作原理和细节, 最好还能熟练解决其可能出现的问题。另外, 编程前应进行必要的工艺分析, 以确定合理的加工工艺, 制定出最优秀的加工方案。

参考文献

[1]廖效果.数字控制机床[M].武汉:华中科技大学出版社, 2008

[2]黄景飞.工科院校数控机床教学与实践的探讨[J].职业技术教育, 2001 (1)

[3]黄景飞.数控车床的自动编程与仿真[J].组合机床与自动化加工技术, 2003 (12)

[4]黄景飞.影响自动编程的数控加工精度的某些因素[J].机械制造与自动化, 2004 (6)

[5]周鹏.数控车削加工工艺性分析[J].消费导刊 (理论版) , 2009 (1)

数控车加工薄壁组合零件工艺研究 第8篇

一、薄壁组合零件加工的难点

(一) 薄壁件的特性。

在薄壁组合零件的加工过程中, 其中一大难点是由薄壁组合零件的特性造成的。一般来说, 薄壁组合的刚性较差, 以至于在车削过程中造成因振动产生的变形, 这样生产的零件的尺寸和形位都会发生想不到的变化, 从而不能保证, 同时处理的不当, 就会使零件达不到标准, 严重还会导致加工中断。除此之外, 在加工过程中会产生一定程度的热量, 薄壁零件在高温下的完整性也不是特别好, 所以也会导致其变形或者其他结果。

(二) 刀具的选择。

另一个薄壁零件加工的难题便是刀具的选择, 目前, 对于数控加工, 刀具的合理选择影响切削效率与加工质量。对于刀具的合理选择, 我们需要综合多方面因素, 对于切割对象的分析、刀具制作原料的分析以及工作的环境。选择合理的刀具即是对于工作效率的提高以及工作质量的保证, 同时, 合理的刀具选择也是对员工安全负责, 从而防止因刀具不合理导致的伤人或其他严重后果。

二、数控加工中的注意事项

(一) 图纸设计。

目前数控加工被广泛应用于复杂零件的加工中, 对于图纸的绘画具有严格的要求。图纸能够直观反映成品制作过程, 一份完整的图纸能够让监事在开工前准确了解每一环节的具体工作, 从而进行相应的分析, 对于不到位的地方能够及时予以纠正, 避免在制造过程再来处理这些问题, 以免造成不必要的损失。同时, 在步骤设计方面也需要周详操作, 每一个步骤的计划要能够经得起实际环境的考验。

(二) 选择刀具。

上文已讲到刀具在实际生产的重要性, 一般地, 刀具应该具有高硬度、高强度和高耐用度;同时刀具还应该有良好的断屑能力与抗脆性。所以, 在刀具的选择上, 对刀具自身的特性具有较高的要求。选择合适的刀具, 能够在恶劣的环境下依然正常工作。对于简单的刀具, 如车刀这种, 只需要选择强度高、导热性好的合金刀具。

(三) 装夹方式。

在提高工作效率的同时, 我们应该充分利用车床的功效。简单来讲, 就是尽量做到一次性操作, 即在每次装夹后, 尽可能地加工完全部的待加工面, 因为每一次加工就需要重新对刀, 如果反复对刀就会浪费大量的时间, 这样也达不到效率提高的要求, 所以我们需要减少对刀的次数以此来减少工作时间, 节约不必要的开支。

(四) 对刀和换刀。

上文提到减少对刀次数, 为了将工作效率最大化, 每次换刀与对刀的时间也要尽可能减少。对刀与换刀的熟练操作可以节省大把时间, 这样就为生产提供了时间保证。但是, 在时间减少的情况下, 我们还需要注意在此项操作时刀具与工件的位置, 这个位置虽然是固定的, 但实际操作中, 操作者会根据具体情况对刀具位置进行调整, 所以, 一旦发现刀具位置不能满足实际就应该及时改正, 以免发生碰撞事故。

三、薄壁零件的加工

(一) 工艺加工流程分析。

如图1, 为实际生产过程中的薄壁组合零件, 那么像这种型号的生产, 对于精度的要求就比较高。该薄壁组合材料为不锈钢, 对于这种材料, 断续切割零件的要求也很高。不锈钢材料在切削过程中切削力大、切削温度高、塑性高、加工硬化严重, 同时还极容易粘刀, 这些都是实际生产的困难。而且零件在加工后容易变形, 这些问题都需要相应的方法来解决。

如图2, 则是生产中的不合理。两个的区别在于孔径的不同以及整体比例的不同。孔径的改变会导致在生产中, 膜片的贴合度不一致, 从而发生摩擦, 严重时还会导致刀片飞出, 容易伤人。所以在制造过程, 我们需要严格按照表格比例与外形, 以及材料要求制造符合的零件, 刀片的安放也应该在适应的位置。上述问题的另一严重后果即是撑紧力的变化, 撑紧力不够会导致转速不均匀, 从而影响切割面的均匀, 严重的会产生摩擦, 刀片会经受额外损害, 故而影响了成品的外形, 刀片受损也会增加成本, 影响生产效率。

(二) 加工工序。

对于加工工序, 一般工序内容在第一次工装加工有五个环节, 分别是切削端面并保证长度余量、左到右粗车外形、左到右精车外形、粗车内孔、精车内孔。每一个工布的刀具号、主轴转速、进给速度、背吃力量分别是T01/S800/F60/1.5, T01/S800/F60/1.0, T02/S1000/F40/0.2, T03/S600/F60/1.0, T03/S800/F30/0.2。对于刀具的选择, 第一、二环节是粗车外圆, 端口用90°, 外圆刀, 刀片用YG8合金, 因为这种合金耐高温, 耐冲击。第三环节是精车外圆, 端口用90°外圆刀, YW1合金, 因为这种合金材料性能很硬, 难磨损适合于精车。第四、五环节则是车Φ14内孔, 因为孔径小, 白钢刀 (W18Cr4V) 即可, 在低速度切削时, 白钢刀的性能甚佳。对于第二次工装程序工步内容是右到左粗车端面和倒角、右到左精车端面各倒角 (要保证长度尺寸) 、粗车Φ18内孔、精车Φ18内孔、粗车内圆、精车内圆。每一个工布的刀具号、主轴转速、进给速度、背吃力量分别是T01/S1000/F100/1.5, T01/S1200/F60/0.2, T02/S1000/F80/1.5, T02/S1000/F50/0.2, T03/S500/F30/0.2。第一、二刀具选择是90°外圆车刀YW2, 第三、四刀具选择是内孔合金车刀YW2, 第五是粗车内切槽合金刀YW2, 第六是精车内切槽口, 采用白钢刀, 因为薄壁加工很容易出现振刀, 白钢刀低速加工不锈钢材料断续切削有一定的优点, 而且刃磨方便。以上则是对于实际生产中工步内容以及对于刀具的选择, 所以在实际生产过程中, 对于每个公布步骤以及相关道具的选择, 主要应该根据实际情况进行相应的调整, 不同环境会造成不同结果, 操作员要根据实际对相关事宜进行调节。

四、结语

在车床生产中, 特别是对于薄壁组合零件的生产, 总结来讲, 即是根据实际情况对问题进行处理, 即对于器材、工具、操作流程的合理规划与选择。对实际问题进行合理分析, 并提出相应的解决方案, 这样才能从根本上解决当前生产中存在的问题, 而且还能实质性地提高生产效率, 使生产流程更能便捷、快速地进行。

参考文献

[1].程淑重.数控加工工艺[M].杭州:浙江大学出版社, 2003

[2].王维.数控加工工艺及编程[M].北京:机械工业出版社, 2001

梯形螺纹在数控车床上的加工方法 第9篇

关键词：数控编程,R参数,梯形螺纹

梯形螺纹无论是在普通机床还是在数控机床上加工都是一个难点, 较之三角螺纹, 其螺距和牙型都较大, 而且精度高, 同时要求牙型两侧面表面粗糙度值较小, 使得梯形螺纹车削时吃刀深, 走刀快, 切削余量大, 切削抗力大。这就导致了梯形螺纹的车削加工难度较大, 因此寻求一种好的梯形螺纹数控车削方法, 可以提高梯形螺纹的加工效率和质量并降低成本。

1. 梯形螺纹的加工方法

在梯形螺纹加工时, 常常因为切削力太大而出现扎刀和崩刃的现象。常用螺纹的加工方法有直进法、斜进法、左右切削法和分层斜进法[1]。

直进法 (图1-1) 和斜切法 (图1-2) 是数控加工中最简单也是最常用的螺纹加工方法, 这两种方法在加工时分别采用三刃和两刃切削的方式进行加工, 因此在梯形螺纹加工时由于牙形深、切削抗力大等因素造成刀具崩刃的现象。

左、中、右直进切削 (图1-3) 实现了单刀刃切削, 避免个3个刀刃同时切削的弊端, 但是在加工时会随着进刀深度的增加而造成背吃刀量变大。

分层斜进法 (图1-4) 不仅实现了单刃切削且将每层的尺寸加工到位后在进行下一层的切削, 因此在加工过程中所受到的切削力低, 所以无论我们所加工牙形多深的都能采用相同背吃刀量来进行加工。

2. 零件分析与程序的编制

程序的编制在梯形螺纹的加工过程中是一个难点, 我们通过分析总结出了梯形螺纹的加工方法。下面采用分层斜进法对图2-1所示零件进行梯形螺纹加工程序的编制, 梯形螺纹的牙形参数如图2-2所示。

零件分析:该零件为常见的梯形螺纹, 其螺纹加工参数[2]如表2-1。

刀具选择:高速钢螺纹车刀容易刃磨锋利, 而且韧性较好, 刀尖不易发生崩裂, 车出的螺纹表面粗糙度较低, 因此我们选用高速钢车刀低速车削梯形螺纹, 为提高刀具寿命, 在刀尖两棱角处倒R0.3的圆角。

机床系统:SIEMENS 802D

加工方法:分层斜进法

工艺特点:采用西门子的R参数进行编程, 在程序中实现自动计算每层走刀次数, 来保证背吃刀量的均匀, 通过对Z向加工余量的计算来判断是否继续进行Z向偏移加工。同时通过对已加工层数的计算来判断X方向是否加工到位。其走刀路线如图2-3, 加工流程如图2-4所示。程序中用到了9个梯形螺纹参数如表2-2所示, 通过对这9个参数的修改可完成不同梯形螺纹的加工。

3. 结论

通过对梯形螺纹的加工工艺分析, 采用SIEMENS 802D的R参数解决了梯形螺纹在数控车床上的编程问题, 且通过修改R参数编程可实现不同梯形螺纹的加工, 并且根据该原理, 我们也能在F A N U C系统上编出相应的程序。

参考文献

[1]李银海, 章跃洪.宏程序在梯形螺纹参数化编程中的应用.金属加工.2008年23期

基于数控车编程及加工技巧的探讨 第10篇

1 工艺流程

根据凸轮轴分档工艺附图进行加工顺序的调整, 具体顺序如下。

(1) 切槽:切除毛坯中支撑档及凸轮之间多余的材料, 并用圆弧刀进行轮廓成型。

(2) 车外圆:车削支撑档外圆。

(3) 切油槽:用切槽刀及圆弧刀加工支撑档油槽。

(4) 车小头:车削小头轮廓。

(5) 倒角:支撑档外圆倒圆角, 及油槽倒角。

(6) 切断:零件切断。

2 编程注意事项

2.1 安全

(1) 确保加工过程的安全。避免刀具、工件、车床之间的干涉, 刀具直接与工件相撞, 注意刀具退刀方向等。

(2) 本机床在加工凸轮轴小头、切槽、切油槽、倒角等内容时。如果同时安装4把刀, 其中一把刀在加工小头时, 另一把刀杆将与机床尾架外壳干涉;用三把刀加工, 问题得到解决。

2.2 质量

(1) 选择合理的刀具切入点、切入方式, 保证零件轮廓表面的粗糙度要求;在粗加工后留适当的余量进行最后一次连续走刀加工出来, 尽量避免切削力突然变化而弹性变形而留下刀痕。

(2) 编程尺寸取工艺尺寸的中间数值;在切油槽时因刀具与工件之间会有相当的变形, 采取减小径向尺寸进行尺寸补偿从而消除变形带来的误差。

(3) 编程原点选在凸轮轴中线与止动端面交点上, 统一基准。

(4) 凸轮轴整根加工时, 零件表面出现振纹。在不用跟刀架的情况下确保机床顺利加工, 在工艺上采取分两半进行加工, 即凸轮轴小头及大头。

2.3 效率

(1) 加工顺序要照顾到零件的刚性、工艺性的特点。采取最短的切削进给路线, 提高加工效率减少刀具损耗。

(2) 提高生产效率, 其一就是尽量缩短进给空走刀的行程, 其二合理设置换刀点。

(3) 为了提高切槽效率, 粗切量选用刀具宽度的百分比为0.85。

3 编程

3.1 MasterCAM X3编程参数设置

编程坐标系的设定应尽量按照图纸的基准设置, 同时考虑对刀的便利。

加工路线制定。粗加工:为了尽快去除加工余量以保证效率;精加工:保证尺寸精度和表面粗糙度;切油槽:按图纸加工;倒角:用于按图纸加工;割断:截取成品工件。

刀具设置见表1, 切削三要素见表2。

表1说明:T0101为宽5mm切槽刀, 对刀点为左刀尖;T0202为R3成型刀, 对刀点为R3成型刀最接近工件的点;T0303为80°外圆车刀, 对刀点为刀尖点。

3.2 MasterCAM X3编程

按凸轮轴分档加工的工艺来说, 主要是回转体零件的加工, 在MasterCAM X3中选用二维建模功能画出零件加工部分的轮廓。通过工件毛坯的设置, 装夹设置, 按照工艺加工步骤选择加工区域, 同时选择对应的刀具并进行进给、转速等的参数设置。最后进行加工模拟与验证, 能很直观的发现加工有无失误的并进行适当修改。最后进行后处理生成NC程序。

3.3 倒圆角加工程序

因凸轮轴支撑档及凸轮之间是间隔分布, 凸轮不需倒R3的圆角而支撑档则需要, 在软件设置中遇到困难, 所以改用手工的方法用切槽刀进行倒圆角。

用切槽刀进行加工圆角时要考虑加工的切槽刀的刀宽, 切槽刀刀尖圆角, 及工件的圆角大小等。以一个支撑档圆角加工进行举例, 附图 (图1) 及程序如下。

T0101;

S350 M3;

G0 Z-132.3;

X 5 3.7;

G1 Z-134.3 F50.;

G3 X61.3 Z-138.1 R3.8;倒圆角

G1 X64.128 Z-136.686;

G0 X63.9 Z-176.3;

X 5 3.7;

G1 Z-179.3 F F50.;

G2 X61.3 Z-175.5 R3.8;倒圆角

G1 X64.128 Z-171.914;

……

4 结语

以上具体介绍了凸轮轴分档加工的加工过程、注意事项、编程等采取措施及一些技巧。数控加工应避免刀具、工件、机床等干涉;充分考虑工件、刀具、机床等性能, 把加工要素有机融合这样才能更好的提高加工特性, 编制出高水平的程序。优先选用编程软件进行编程, 减少手工失误;利用加工经验根据加工轨迹进行刀具轨迹补偿。熟练掌握以上相关技巧对以后的数控加工会有很大帮助, 笔者水平有限不当之处请多指教。

摘要：本文叙述了用数控车床进行凸轮轴分档加工的过程, 同时对数控车编程的技巧及加工的注意事项进行一些探讨。

关键词：数控车,编程,加工,技巧

参考文献

[1]赵学跃.数控加工编程的技巧[J].现代制造技术与装备, 2009 (2) .

数控车加工 第11篇

【关键词】变齿厚蜗杆；加工技术；数控车

对变齿厚蜗杆有一定了解的人都知道，它的加工工艺复杂异常，当下对变齿厚蜗杆的加工主要采用的是通过挂轮车的方法进行，这需要规模庞大计算总量，还应当进行制作挂轮等工作，这些工作大大延长了加工周期，加工效率也不是很高，这严重限制了变齿厚蜗杆的生产，这就要求我们必须对变齿厚蜗杆的加工技术进行大幅度改良，这将有利于加工工期的缩短，让变齿厚蜗杆的加工工艺更加趋于合理性、经济性，提升加工精度。

1.变齿厚蜗杆的优势

在大多数机械产品的减速机制中，蜗杆是其重要的组成部分，它可以有效保障机械的高效运转，此外，蜗杆可以让机械产品产生巨大的传动力，使得机械产品中的蜗杆涡轮机构更加紧密，大幅度增加其承载力，进而让蜗杆涡轮机构的传动趋于平稳，而变齿厚蜗杆就是蜗杆的其中一种类型，在机械进行常规工作的过程中，变齿厚蜗杆会根据导程的差异，其厚度也随之发生相应的变化，我们知道，机械在正常工作时，会因为受到不同程度的磨损致使增加传动间隙，在这个时候，仅仅适当调整蜗杆的轴向位置，便可以很大程度上提高蜗杆的转动幅度，以此来提高其精度，在以前，这是不可想象的，一旦发生问题就必须对蜗杆和涡轮进行更换，既麻烦又不经济，采用变齿厚蜗杆后，人们发现这类蜗杆不仅操作方便、经济适用，更加能够满足相关的技术要求，可谓一举多得。

2.加工蜗杆的技术要领

在数控车床出现以前，加工蜗杆多采用车削加工的办法，当时采用的车床还是普通车床，很多道工序基本上都是采用手工的方式进行，这在无形中增大了劳动的力度和强度，而且普通车床会受到众多参数的制约，导致一些蜗杆得不到加工，这种状况一直持续到数控车床的出现，相比于普通车床，数控车床具有诸多优势，它对蜗杆加工的精度被提升到了一个较高的层次，大幅度减轻了手工作业的劳动强度，而数控机床在加工蜗杆时，程序都是事先被设定好的，全部自动化、机械化，提高了蜗杆精度，提升了从产品的合格率，然而我们也必须面对数控机床所需要解决的一些问题，譬如在数控机床对蜗杆进行加工的过程中，由于刀所承受的力度过大，极易发生断裂现象，而随着机器的磨损，机床齿面的粗糙程度也会加大，所以大规模的蜗杆加工基本上很难进行，所以在数控机床的工作工程中要对诸多问题给予充分的考虑。

变齿厚蜗杆的齿厚会沿着轴变薄或者变厚，而其齿间宽度也会发生相应的形状变化，当这个齿间宽度被减小到某一点的时候，蜗杆牙槽的两侧刀面将会与侧方相互影响，严重时会让变齿厚蜗杆的加工工作无法继续进行，需要强调的是，齿根的齿间宽度必须严格大于2mm，要知道这对于变齿厚蜗杆来说可以发挥巨大的作用，根据理论公式：

我们不难看出，当齿间宽度一旦小于2mm时，就必须对相应的设计变更改良，让齿间宽度增加，而在实际操作中，在很多时候进行变更十分困难，这时候就应当早蜗杆齿间宽度小于2mm的地方撤出规定宽度的刀槽，使厚齿处的高度在一定程度上减少，而齿间吻合的现象我们可以对其忽略，此外，蜗杆根圆间的宽度也应当严格保持在大于2mm的范围之内，加工的操作人员需要根据变齿厚蜗杆的的具体参数制定其相应的加工方式。

下面让我们初步了解一下车削方法，在对变齿厚蜗杆进行车削过程中，不论是精车还是粗车，操作人员都需要依据两侧的导程对挂轮齿的数量进行精确的推算，合理调整机床，对其采取加工作业，车削方法还适用于其他的一些基本操作。

3.数控车加工技术的改良方法

首先，让我们探讨一下在改进过程中所需要注意的相关事宜，因为变齿厚蜗杆的两侧导程基本一致，在进行误差分析的过程中，必须要将误差降到最低，以控制在允许的范围，而对于车刀刀尖的宽度必须要严格进行控制，最基本的要求是小于螺纹齿轴向齿间的宽度，避免出现干涉情况。在改进刀杆的过程中，通常情况下应当选一些可以转动的刀杆，进而减少切削过程中产生的振动效果，普遍认为，弹簧刀杆是最佳选择，这是因为弹簧刀杆具有非常低的刚度，一旦切削的力度被加大时，刀具就会发生位置的转移，进而切削的力度会被不同程度的削减，振动也会随之被吸收，最终起到消除振动的功能，选择弹簧刀刀杆的另一个重要原因就在于因为其刚度低，自身的振动频率相对于其他种类的刀杆也非常低。

下面让我们简要探究一下对精车刀的改良，影响齿厚度的重要元素包括精车刀具的双刃以及前角，操作人员需要严格将齿形角控制在20度左右，前侧刀刃与双侧刀刃必须保持平直状态，确保齿形角尺寸精确的同时，更要保证刀口的锋利程度，对前侧刀表面的粗糙程度进行严格控制，在双侧打磨出深度在1毫米左右的沟型凹槽，精车刀的后角需要根据螺纹角度适时地发生改变，利用油石对刀刃的表面进行抛光作业，严格将其粗糙程度控制在0.7左右，更要保证其锋利的程度，要优先进行双侧的切削作业，之后对顶部进行切削，当这三个表面切削作业完成以后，仅仅需要简单的工序就完全可以达到很高的精度，进而让其工作效率得到大幅度提高。此外，我们对于传统的切削方法也必须进行相应的改良工作，在对变齿厚蜗杆的后期加工工序进行时，相应的切削办法必须加以改良，在发挥传统左右切削法优势的基础之上，进行创新改进，如需必要，应当进行试验，并对试验结果加以准确分析，进而达到切身不变的根本目的，这样便可以使切削的面积不断加大，最大限度地提高了工作效率。

谈完了精车刀，自然就要提到对粗车刀的改进办法，目前的变齿厚蜗杆的刀尖材质多数为白钢，要想降低夹刀现象的发生率，就必须要严格控制刀尖的宽度，使之相对于底槽宽度略小，操作人员在估算出刀尖的宽度以后，应当用砂轮对其进行打磨作业，使刀刃呈现出圆弧形状，这个圆弧的弧度如果越大，就能使之耐用性能增强，同时说明其散热的性能非常好，与精车刀相似，其刀面的粗糙程度也应当严格被控制在哦0.7左右，这也是为了提高刀头的耐磨性能。

4.结论

通过本文的深入阐述，在运用变齿厚蜗杆的数控车加工技术过程当中，对其工艺进行深度改良，可以有效提高加工作业的质量和效率，操作人员应当对变齿厚蜗杆的参数和精度进行严格的控制，结合现实情况，在发挥传统技术优势的前提下，对数控车床加工变齿厚蜗杆技术进行持续性的创新和改良，全面体现出加工技术的高效性、合理性以及经济性。 [科]

【参考文献】

[1]曹西京，刘昌祺，张淳，等.双蜗杆传动在精密数控分度中的应用[J].陕西科技大学学报：自然科学版，2003，21（1）：70-72.

[2]周德民，潘江明.变齿厚蜗杆的数控车加工技术[J].金属加工：冷加工，2010（23）：67-68.

凸轮槽螺柱零件的数控车铣复合加工 第12篇

关键词：凸轮槽,车铣复合,数控加工

1 引言

机械零件由于功能的多样性而构成复杂的结构特征,这些零件的结构往往不能由单一的设备来完成加工,而需要由车、铣等工序配合实现,对于异型结构更需要配置专用工装夹具、数控转台等附件形成多轴加工设备,并正快速普及到民用工业中,为复杂结构机械零件的加工制造提供了有效的解决方案。数控加工工艺编排的一般规律是:粗加工工序利用常规的数控车床、数控铣床设备完成,去除大余量,半精加工、精加工依照不同的结构特点选取相匹配的设备完成,而定位要求高、型面复杂等结构则在多轴的数控机床上完成。

2 螺柱零件的技术要求及工艺分析

图1所示的螺柱零件作为所属部件的传动及连接核心,具有多结构特征、高形位精度等技术要求。以下分析其结构特征及编制相应数控车铣加工工艺,结合CimatronE的四轴加工策略完成数控编程和零件加工。

从图1所示的螺柱零件结构特征分析,螺柱零件在所属部件中与多个其它零件连接,并产生相对运动,其配合结构多,结构形状精度和结构间的位置精度要求高。(1)直径准65的外圆柱面与旋盖配合,零件中心的阶梯通孔与芯轴、锁紧环配合,外圆柱面和阶梯通孔均要求很高的圆度、同轴度和表面光洁度,适合选用数控车削加工方式;(2)半圆凸台与底座配合,半圆凸台的造型轮廓在装配环境中投影到底座上造型,以保证半圆凸台特征与底座半圆凹槽的形状吻合程度,否则将会因为形状错位而难以配合,适合采用配做的数控铣削加工方式;(3)圆柱凸轮槽、键槽及锁紧螺孔、对称平面在圆周方向要求较高的90°定位,以保证零件联接及运动的准确性,分别加工将因多次装夹而产生累积的位置误差,导致后边装配困难,因此采用四轴的定向加工,一次装夹完成加工,保证其相对的位置精度而实现装配要求。(4)半圆凸台及其上的锁紧螺孔、定位销通孔与外圆周向的结构也有较高的位置精度要求,需要最后通过平口钳夹紧对称平面这一工艺结构进行铣削加工和孔加工。

螺柱零件材料为45钢,数量不多,为小批量生产,毛坯采用实心圆棒料,规格为:直径准70mm,高度45mm。数车加工采用硬质合金的机夹式刀具,数铣加工采用硬质合金的整体式刀具。螺柱零件的结构较多,工艺过程依照装夹次数最少原则编排结构特征的加工顺序,而每一结构特征分粗、精加工两工步进行。粗加工用大刀具快速地加工出工件大致形状,保留适当余量,精加工根据具体结构特征采用不同的刀具及工艺分区域加工,保证加工效果和加工精度。主要的工艺过程如表1所示。

3 螺柱零件的加工过程

车削加工相对铣削加工能有效保证回转体的圆度精度、轴阶梯的同轴度、加工面的表面粗糙度,因此工艺过程首先编排在数控车床上加工螺柱零件的回转结构(外圆柱面、阶梯内孔),然后在配置数控转台(A轴)的VMCL850加工中心上经过3次装夹,完成螺柱零件的全部加工。

3.1 数控车削加工

数控车床工位上分两工步进行。

第一工步卡盘夹紧半圆凸台端,夹持长度约10mm,车削准65端外圆柱面及端面、倒角;先钻后镗加工此端的阶梯孔(与芯轴配合),工序结构如图2所示。

第二工步卡盘夹紧准65端,装夹面辅以紫铜皮保护,打表找正保证其同轴度,车削端面及凸台外圆面,外圆面暂不车削到尺寸要求,留余量给铣削工序,由于此处半圆凸台与底座的半圆凹槽配合,形状精度统一由自动编程的软件轮廓保证;先钻后镗加工此端阶梯孔(与锁紧环配合),工序结构如图3所示。

3.2 键槽及其螺孔的铣削加工

周向键槽及螺孔在结构上与侧向键配合作周向定位,在加工工艺编排上,优先加工的原因主要是考虑两方面因素:(1)数控转台夹持半圆凸台端,铣刀铣削键槽时没有足够走刀空间,将导致刀具碰撞数控转台;(2)优先加工的目的是后续4轴数控转台夹持半圆凸台端时,键槽作为加工的对刀基准。工序结构如图4所示。

工步在加工中心上使用平口钳夹紧螺柱零件的两端面,辅以紫铜片保护装夹面。键槽宽度尺寸为12+0.040,故可以使用准12的平底铣刀直接加工到位,刀路轨迹使用CimatronE中2.5轴加工策略中的开放轮廓铣,如图5所示。M8×0.75的键槽螺孔首先使用准6.7的钻头预钻,再使用M8×0.75的丝锥,利用加工中心的刚性攻丝功能完成螺孔加工。

3.3 凸轮槽及对称平面的铣削加工

周向凸轮槽为空间的螺旋结构,在结构上与侧向螺堵零件配合作周向滑动,并带动其它零件的运动。在加工技术要求上,凸轮槽的侧面相对底面要求较高的表面光洁度。对称平面为工艺结构,作为后续加工的平口钳装夹位置,要求较高的定位精度,从而保证键槽、凸轮槽、半圆凸台及螺孔的相对位置精度。工序结构如图6所示。

工步使用数控转台(A轴)卡盘夹持半圆凸台端,以周向键槽为对刀基准,使用4轴加工技术来有效保证凸轮槽等结构特征的加工效果。凸轮槽借助4轴联动加工策略,采用CimatronE的5轴侧向铣刀路,后置处理为4轴加工程序,使用准4的平底铣刀,层深0.2mm,进刀点选取槽中部,精加工使用圆弧进退刀方式,避免进退刀痕,保证侧壁的光洁度,分粗、精加工完成,如图7和图8所示;对称平面借助4轴定向加工策略,采用CimatronE的2.5轴开放轮廓铣刀路完成加工。

3.4 半圆凸台、螺孔及定位销孔的铣削加工

半圆凸台在结构上与底座的半圆凹槽相配合,在CimatronE中使用相同的轮廓边造型及其数控程序编制,确保设计轮廓和装配结构的一致性。两螺孔与底座对应孔通过螺钉锁紧,定位销孔则在部件圆周转动到位时定位。

工步使用平口钳夹紧对称平面,打表调正螺柱零件。半圆凸台使用CimatronE的2.5轴环切铣削刀路进行粗加工,侧壁留0.2mm余量,然后使用2.5轴封闭轮廓铣刀路完成精加工。凸台上两个M8×0.75的螺孔首先使用准6.7的钻头预钻,再使用M8×0.75的丝锥利用加工中心的刚性攻丝功能完成螺孔加工。准8的定位销孔首先使用准7.8钻头预钻,再使用准8铰刀精加工。最终加工效果如图9所示。

4 结语

针对复杂机械零件的不同结构特征,合理编排综合的数控车削和数控铣削加工工艺,同时使用4轴联动加工及其定位加工策略,相对单一设备或传统加工不仅能实现多结构和复杂形状零件的加工,而且能达到较高的加工尺寸精度和形位精度,满足机械零件的使用性能要求。

参考文献