淺析圓弧軸數控車削加工工藝

王寶忠

摘 要：隨著科技的不斷發展，數控技術在企業中發揮越來越重要的作用。數控加工制造技術正逐漸得到廣泛的應用，對零件進行編程加工之前，工藝分析具有非常重要的作用。對于圓弧軸數控加工工藝進行分析，充分發揮數控加工的優質、高效、低成本的特點。

關鍵詞：圓弧軸；數控車削；加工工藝

1 數控機床

與普通機床相比，數控機床具有以下特點：適應性強、加工質量穩定、生產效率高、加工精度高、工序集中、減輕勞動強度。數控機床能實現多個坐標的聯動，能完成復雜型面的加工。當改變加工零件時，數控機床只需更換零件加工的NC程序。因此，生產準備周期短，有利于機械產品的迅速更新換代。

2 圓弧軸加工

2.1 數控機床選擇

在選擇數控機床時，即要考慮其生產的經濟性，又要考慮其適用性和合理性。數控機床的工作區域尺寸必須與所加工零件的外形輪廓尺寸相適應。選用的數控機床精度應與工序要求的加工精度相適應。選用數控機床應與現有設備條件相適應。即要充分利用現有的設備，又要充分考慮生產的發展方向規模，以及添置新設備的可能性。根據毛坯的材料和類型、零件輪廓形狀復雜程度、尺寸大小、加工精度、工件數量、生產條件等要求，選用經濟型數控車床可達到要求。

2.2 加工路線和加工順序

加工路線的確定原則主要有以下幾點：應能保證零件的加工精度和表面粗糙度的要求，且效率高。應盡量縮短加工路線，既可以減少程序段，又可以減少刀具空程移動時間。應使數值計算簡單，以減少編程工作量。此外，確定加工路線時，還要考慮工件的加工余量和機床、刀具的剛度等情況，確定是一次走刀，還是多次走刀完成加工。

2.3 加工工序編排

在數控機床上加工零件，工序可以比較集中，一次裝夾應盡可能完成全部工序。常用工序劃分原則有：保證精度、提高生產效率。數控加工要求工序應盡可能集中，通常粗、精加工在一次裝夾下完成，為減少熱變形和切削力變形對工件的形狀、位置精度、尺寸精度和表面粗糙度的影響，應將粗、精加工分開進行。此時可用不同的刀具進行加工，通常在一次安裝中，不允許將零件的某一部分表面加工完畢后，再加工零件的其他表面。對軸類零件，將待加工面先粗加工，留少量余量再精加工，以保證表面質量要求。對軸上有孔、螺紋加工的工件，應先加工表面而后加工孔、螺紋。

3 圓弧軸加工工藝

3.1 零件圖分析

圖1是某零件的加工工藝圖紙。零件長度為138mm，從右到左依次為：長20mm、公稱直徑為30mm、有2mm的45°倒角的雙頭螺紋；長5mm、公稱直徑為26mm的退刀槽；長10mm的53°錐面；長10mm直徑為36mm的圓柱面；依次相連半徑為15mm的逆弧面、半徑為25mm的順弧面、直徑為50mm的球面和半徑為15mm的順弧面；長5mm、公稱直徑為34mm的槽；長15mm的30°錐面；長10mm、公稱直徑為56mm的圓柱面。該零件表面由圓柱、圓錐、順圓弧、逆圓弧及螺紋等表面組成。其中多個直徑尺寸有較嚴的尺寸精度和表面粗糙度等要求；球面Φ50mm的尺寸公差還兼有控制該球面形狀（線輪廓）誤差的作用。視圖正確，表達直觀、清楚，繪制符合國家標準，尺寸、公差、表面粗糙度以及技術要求的標注齊全、合理。

分析零件圖可知：Φ26-Φ36錐面、Φ30圓柱端面和Φ26圓柱端面表面粗糙度Ra為3.2μm，其余表面粗糙度Ra為6.3μm。零毛坯材料為45#，強度、硬度、塑性等力學性能好，切削性能、熱處理性能等加工工藝性能好，便于加工，能夠滿足使用性能。毛坯下料為Φ60mm×145mm。

3.2 加工方案

經過分析零件的尺寸精度、幾何形狀精度、位置精度和表面粗糙度要求，確定如下加工方法：①對圖樣上給定的幾個精度要求較高的尺寸，因其公差值較小，故編程時不不必取平均值，而全部取其基本尺寸即可。②在輪廓曲線上，有三處為圓弧，其中兩處為既過象限又改變進給方向的輪廓曲線，因此在加工時應該進行機械間隙補償，以保證輪廓曲線的準確性。③為便于裝夾，胚件需在左端，右端面也應先粗車出并鉆好中心孔。采用一夾一頂的方式，毛胚選Φ60mm棒料。④用手動中心鉆鉆孔，再用Φ18的麻花鉆，再用鏜刀粗精加工。⑤外圓表面：粗車—精車。⑥外螺紋：在精車的外圓表面分數次進給加工。

3.3 加工工序

①工序一加工工藝：a.工件伸出三爪自定心卡盤外145mm，找正后夾緊。b.手動車工件右端面。c.打中心孔。d.用活頂尖頂住中心孔，完成一夾一頂裝夾方式。e.用Φ18mm的麻花鉆，再用內鏜刀粗精加工。

②工序二加工工藝：a.調頭裝夾，用93°外圓刀車粗車Φ56×142，外徑留0.5mm精車余量（以下各粗車直徑處均留0.5mm精車余量）。b.粗車Φ30×45外圓。c.粗車Φ36×25外圓。d.用切槽刀車26×5退刀槽，再用切槽刀倒左、右兩端C2角。e.用90°外圓刀車右端圓錐。f.用硬質合金尖刀循環車削右端圓弧輪廓。g.用硬質合金尖刀精刀精車工件所有輪廓。h.用螺紋車刀車M30×2雙頭螺紋。

[參考文獻]

[1]詹華西，編.數控加工與編程.西安：西安電子科技大學出版社，2008.

[2]余英良，編.數控加工編程及操作.北京：高等教育出版社，2007.

[3]李華，編.機械制造技術.北京：高等教育出版社，2006.

[4]王娟平.轉體類零件的數控加工工藝路線及工序進給路線的設計.新技術新工藝.2010.