论文部分内容阅读
摘 要：随着我国工业的不断发展，数控车床已得到广泛应用，如何利用数控机床生产出合格的产品，这就需要将生产工艺流程编制好，编制工艺的合理性直接影响加工部件的合格率。文章根据一些加工经验，结合各个机床的加工特点，详细认真地记录数控加工流程，为以后加工各种合格部件打下了良好的基础。
关键词：数控车床；加工工艺；定位基准；装夹方式
随着我国产业机械化的提高，数控技术正不断朝着高速化、高精度复合化、智能化及信息网络化发展，逐渐提高所加工零件的精度，提高生产效率、节约加工成本。数控加工技术是先进制造的基础与核心，它的普及将使现代制造技术产生巨大变革，数控化更是一个国家制造现代化的重要标志之一。一个合格的编程人员对数控机床及其控制系统的功能及特点，以及影响数控加工的每个环节都要有一个清晰、全面的了解，这样才能避免由于工艺方案考虑不周而出现的产品质量问题，造成无谓的人力、物力等资源的浪费。全面合理的数控加工工艺分析是提高数控编程质量的重要保障。
1、加工工序划分
在数控机床上加工零件，工序可以比较集中，一次装夹应尽可能完成全部工序。与普通机床加工相比，加工工序划分有其自己的特点，根据数控加工的特点，数控加工工序的划分一般可按下列方法进行：以一次安装、加工作为一道工序；以同一把刀具加工的内容划分工序；以加工部分划分工序。对于常用的工序划分原则还可以有以下两种：保证精度的原则、提高生产效率的原则。实际中，数控加工工序要根据具体零件的结构特点、技术要求等情况综合考虑。
2、数控车加工的工艺安排
数控车床加工的工艺与普通车床的加工工艺相似，但由于数控车床是一次装夹，连续自动加工完成大部分车削工序，因而应注意以下几个方面。首先要合理选择切削用量，操作者要根据被加工零件的材料种类、硬度、切削状态、进给量、切深等选择合理的切削速度。最适合的加工条件是在综合考虑这些因素的基础上选定的。刀具在理想的加工条件下呈现有规则的、稳定的磨损，能够达到最长切削寿命。其次要合理选择刀具，粗车时，要选强度高、耐用度好的刀具，以便满足粗车时大的背吃刀量、大的进给量的要求。精车时，要选精度高、耐用度好的刀具，以保证加工精度的要求。为减少换刀时间和方便对刀，应尽量采用机夹刀和机夹刀片。最后要合理选择夹具，尽量选用通用夹具装夹工件，避免采用专用夹具。
图 1零件加工图
3、零件工艺分析
3.1技术要求分析
在数控车削加工中，零件1重要的径向加工部位有直径30mm，圆柱段（表面粗糙度Ra=1.6μm），R15mm与R10mm的圆弧相切部分（表面粗糙度Ra=1.6μm），35°的圆锥面与直径39mm圆柱段相连部分（表面粗糙度Ra=1.6μm），R21mm的圆弧（起点直径Φ26mm，终点直径Φ42mm，表面粗糙度Ra=1.6μm），Φ45圆柱段（表面粗糙度Ra=1.6μm），长半轴为15mm短半轴为12mm的椭圆面（最大直径处为49mm），另外有4mm×2mm的退刀槽和M24×2-6g三角形外螺纹，其余表面粗糙度均为Ra=3.2μm。重要的径向加工部位有直径Φ48mm圆柱段（表面粗糙度为Ra=1.6μm），Φ24mm内孔，R21mm内圆弧面（表面粗糙度Ra=1.6μm），其余表面粗糙度均为Ra=3.2μm。零件重要的轴向加工部位为圆弧面配合部分和椭圆加工部分，零件的其他轴向加工部位也应根据尺寸精度进行加工。零件材料为45号钢，两零件毛坯规格为Φ50mm×125mm，Φ50mm×60mm。
3.2加工方案
装夹方案：使用三爪自定心卡盘夹持零件的毛坯外圆，确定零件伸出合适的长度（应将机床的限位距离考虑进去）。零件的加工需调头，加工时左右两端互为基准。卡盘的限位安全距离为5mm。定位基准：零件的定位基准选择：加工零件1右端时选择在毛坯外圆柱段的左端外圆表面，加工左端时选择在直径39mm外圆柱段的表面，以体现定位基准是轴的中心线。加工零件2时选择毛坯的外圆表面，以体现定位基准是轴的中心线。位置点：换刀点，零件原点设在零件的右端面，为防止换刀时刀具与零件或尾座相碰，换刀点可以设置在（X100，Z100）的位置。起刀点，零件材料的毛坯为Φ50mm的外圆，为减少循环加工的次数，循环的起刀点可以设置在（X51，Z2）的位置。
3.3确定加工工艺路线
先加工零件1，夹紧零件毛坯，伸出卡盘80mm，加工零件右端。粗车零件右端外形轮廓至椭圆结束处。精车零件右端外形轮廓，利用外径千分尺保证尺寸精度要求。调头装夹，使用铜皮夹紧Φ39mm外圆找正，加工左端。粗、精车零件左端外形轮廓，利用外径千分尺保证尺寸精度要求，切槽4mm×2mm至要求尺寸。车削零件的M24mm×2mm螺纹至要求尺寸，利用螺纹千分尺或螺纹环规保证精度要求，检测，校核。再加工零件2，夹紧零件毛柸，伸出卡盘48mm。钻孔Φ20mm，深度约为45mm。粗，精加工内轮廓至要求尺寸，与零件1配做内弧度。粗、精车零件外形轮廓，利用外径千分尺保证尺寸精度要求，切断Φ48mm×43mm，检测，校核。内孔加工时，要合理设置退刀量，防止退刀时刀具与孔壁相擦，正确使用椭圆参数方程计算椭圆起始角。
4、结束语
在数控加工中，从零件的设计图纸到零件成品合格交付，不仅要考虑到数控程序的编制，还要考虑到诸如零件加工工艺路线的安排、切削刀具的选择、零件加工中的定位装夹等一系列因素的影响，在开始编程前，必须要对零件设计图纸和技术要求进行详细的数控加工工艺分析，以最终确定哪些是零件的技术关键，哪些是数控加工的难点，以及数控程序编制的难易程度，从而获得最佳的加工工艺方案，最终满足零件工程图纸和有关技术文件的要求。
参考文献：
[1]何七荣，机械制造工艺与工装[J]，高等教育出版社2010.7
[2]黄华，数控车削编程与加工技术[J]，机械工业出版社2012
关键词：数控车床；加工工艺；定位基准；装夹方式
随着我国产业机械化的提高，数控技术正不断朝着高速化、高精度复合化、智能化及信息网络化发展，逐渐提高所加工零件的精度，提高生产效率、节约加工成本。数控加工技术是先进制造的基础与核心，它的普及将使现代制造技术产生巨大变革，数控化更是一个国家制造现代化的重要标志之一。一个合格的编程人员对数控机床及其控制系统的功能及特点，以及影响数控加工的每个环节都要有一个清晰、全面的了解，这样才能避免由于工艺方案考虑不周而出现的产品质量问题，造成无谓的人力、物力等资源的浪费。全面合理的数控加工工艺分析是提高数控编程质量的重要保障。
1、加工工序划分
在数控机床上加工零件，工序可以比较集中，一次装夹应尽可能完成全部工序。与普通机床加工相比，加工工序划分有其自己的特点，根据数控加工的特点，数控加工工序的划分一般可按下列方法进行：以一次安装、加工作为一道工序；以同一把刀具加工的内容划分工序；以加工部分划分工序。对于常用的工序划分原则还可以有以下两种：保证精度的原则、提高生产效率的原则。实际中，数控加工工序要根据具体零件的结构特点、技术要求等情况综合考虑。
2、数控车加工的工艺安排
数控车床加工的工艺与普通车床的加工工艺相似，但由于数控车床是一次装夹，连续自动加工完成大部分车削工序，因而应注意以下几个方面。首先要合理选择切削用量，操作者要根据被加工零件的材料种类、硬度、切削状态、进给量、切深等选择合理的切削速度。最适合的加工条件是在综合考虑这些因素的基础上选定的。刀具在理想的加工条件下呈现有规则的、稳定的磨损，能够达到最长切削寿命。其次要合理选择刀具，粗车时，要选强度高、耐用度好的刀具，以便满足粗车时大的背吃刀量、大的进给量的要求。精车时，要选精度高、耐用度好的刀具，以保证加工精度的要求。为减少换刀时间和方便对刀，应尽量采用机夹刀和机夹刀片。最后要合理选择夹具，尽量选用通用夹具装夹工件，避免采用专用夹具。
图 1零件加工图
3、零件工艺分析
3.1技术要求分析
在数控车削加工中，零件1重要的径向加工部位有直径30mm，圆柱段（表面粗糙度Ra=1.6μm），R15mm与R10mm的圆弧相切部分（表面粗糙度Ra=1.6μm），35°的圆锥面与直径39mm圆柱段相连部分（表面粗糙度Ra=1.6μm），R21mm的圆弧（起点直径Φ26mm，终点直径Φ42mm，表面粗糙度Ra=1.6μm），Φ45圆柱段（表面粗糙度Ra=1.6μm），长半轴为15mm短半轴为12mm的椭圆面（最大直径处为49mm），另外有4mm×2mm的退刀槽和M24×2-6g三角形外螺纹，其余表面粗糙度均为Ra=3.2μm。重要的径向加工部位有直径Φ48mm圆柱段（表面粗糙度为Ra=1.6μm），Φ24mm内孔，R21mm内圆弧面（表面粗糙度Ra=1.6μm），其余表面粗糙度均为Ra=3.2μm。零件重要的轴向加工部位为圆弧面配合部分和椭圆加工部分，零件的其他轴向加工部位也应根据尺寸精度进行加工。零件材料为45号钢，两零件毛坯规格为Φ50mm×125mm，Φ50mm×60mm。
3.2加工方案
装夹方案：使用三爪自定心卡盘夹持零件的毛坯外圆，确定零件伸出合适的长度（应将机床的限位距离考虑进去）。零件的加工需调头，加工时左右两端互为基准。卡盘的限位安全距离为5mm。定位基准：零件的定位基准选择：加工零件1右端时选择在毛坯外圆柱段的左端外圆表面，加工左端时选择在直径39mm外圆柱段的表面，以体现定位基准是轴的中心线。加工零件2时选择毛坯的外圆表面，以体现定位基准是轴的中心线。位置点：换刀点，零件原点设在零件的右端面，为防止换刀时刀具与零件或尾座相碰，换刀点可以设置在（X100，Z100）的位置。起刀点，零件材料的毛坯为Φ50mm的外圆，为减少循环加工的次数，循环的起刀点可以设置在（X51，Z2）的位置。
3.3确定加工工艺路线
先加工零件1，夹紧零件毛坯，伸出卡盘80mm，加工零件右端。粗车零件右端外形轮廓至椭圆结束处。精车零件右端外形轮廓，利用外径千分尺保证尺寸精度要求。调头装夹，使用铜皮夹紧Φ39mm外圆找正，加工左端。粗、精车零件左端外形轮廓，利用外径千分尺保证尺寸精度要求，切槽4mm×2mm至要求尺寸。车削零件的M24mm×2mm螺纹至要求尺寸，利用螺纹千分尺或螺纹环规保证精度要求，检测，校核。再加工零件2，夹紧零件毛柸，伸出卡盘48mm。钻孔Φ20mm，深度约为45mm。粗，精加工内轮廓至要求尺寸，与零件1配做内弧度。粗、精车零件外形轮廓，利用外径千分尺保证尺寸精度要求，切断Φ48mm×43mm，检测，校核。内孔加工时，要合理设置退刀量，防止退刀时刀具与孔壁相擦，正确使用椭圆参数方程计算椭圆起始角。
4、结束语
在数控加工中，从零件的设计图纸到零件成品合格交付，不仅要考虑到数控程序的编制，还要考虑到诸如零件加工工艺路线的安排、切削刀具的选择、零件加工中的定位装夹等一系列因素的影响，在开始编程前，必须要对零件设计图纸和技术要求进行详细的数控加工工艺分析，以最终确定哪些是零件的技术关键，哪些是数控加工的难点，以及数控程序编制的难易程度，从而获得最佳的加工工艺方案，最终满足零件工程图纸和有关技术文件的要求。
参考文献：
[1]何七荣，机械制造工艺与工装[J]，高等教育出版社2010.7
[2]黄华，数控车削编程与加工技术[J]，机械工业出版社2012