試析不同Ra值的軸件的數控加工工藝方案

胥光蕙

(安徽冶金科技職業學院 安徽馬鞍山 243041)

試析不同Ra值的軸件的數控加工工藝方案

胥光蕙

(安徽冶金科技職業學院 安徽馬鞍山 243041)

左端面帶倒角的階梯小軸，加工中應根據左端面的表面粗糙度的不同，安排不同的加工方案，以達到既保證加工精度又不影響加工效率的效果。

切斷面帶倒角；巧用切斷刀；表面粗糙度要求；調頭裝夾；尺寸L

先看一個加工實例：(毛坯Ф32，件數：500)

圖1 零件圖

這是一個左端面帶倒角的階梯小軸，一般在批量車削加工中應用比較普遍。由于左端面的表面粗糙度要求不同，加工中應安排不同的加工方案，以達到既保證加工精度又不影響加工效率的要求。本文就實際加工中的具體情況，分析這類零件的工藝處理方法。

1 左端面的表面粗糙度Ra為12.5時的加工方案

當左端面的表面粗糙度Ra為12.5時，由于表面粗糙度值要求較低，如果在完成外輪廓的車削后，調頭用外圓刀倒角，雖然加工精度較高，但是卻需再次對刀，且需編兩個程序，操作比較麻煩，對加工效率有影響。此時，如果能夠巧用切斷刀，同時完成倒角和切斷兩個工序，將會取得較好的加工效果。

加工工藝步驟安排見表1。

其中，“序號2，切槽(Ф18*4)”目的是為倒角提供方便，減小刀具切斷較大直徑坯件時的長時間摩擦，同時，也有利于切斷時的斷屑，因此，應注意正確確定切斷刀的路徑。從上表中可以看出，切斷刀的路徑安排是：第一步，由切槽起點1(35，-84.5)進行切槽(Ф18*4)，再退至點1；第二步，由點1，先+Z向移動3mm，至點2(35，-81.5)；再X向進刀至點3(31，-81.5)；第三步，進行45°倒角至點4(26，-84)；第四步，切斷至中心。

表1 左端面的表面粗糙度Ra為12.5時的加工工藝步驟

此方案，只需一次裝夾，編寫一條加工程序即可。簡化了編程和操作步驟，但是，受機床、刀具、切削參數等因素的影響，切斷面的Ra值較大，端面不光滑，另外，當總長尺寸有誤差時難以修正。因此，為避免出現總長尺寸有誤差，應在切槽時就應控制尺寸L的變化范圍。具體計算方法如下：

(1)繪出尺寸鏈圖：

圖2 Ra為12.5的尺寸鏈圖

L是加工后自然形成的尺寸，為封閉環；尺寸80mm為增環；尺寸50mm為減環。(2)解尺寸鏈：

Lmax=80-(50-0.05)=30+0.05

Lmin=80-0.3-(50+0.05)=30-0.05

即切槽中需要控制尺寸L的變化范圍為29.65 mm-30.05 mm。實際操作時，當進行到上述路徑的第一步(切槽)后，使程序暫停，對Ф30外圓的長度L進行測量，若L在29.65 mm-30.05 mm范圍之內，則可繼續加工，否則應調整。

2 左端面的表面粗糙度Ra為3.2時的加工方案

當左端面的表面粗糙度Ra為3.2時，由于左端面的表面粗糙度要求較高，如果用切斷刀直接切斷，雖然簡便，但是由于切斷刀剛性差，一定難以保證加工精度，所以工藝要求需調頭裝夾零件后，再精車該端面。

加工工藝步驟安排見表2。

其中，“序號3：留余量切斷”，留取總長度大于80mm(82mm)，是為精車端面留出余量；此方案，需要二次裝夾，編寫二條加工程序(調頭前，調頭后)，比較麻煩，但是，由于用外圓刀車端面，卻能保證端面的表面粗糙度要求。需要注意的是，調頭裝夾時，總長尺寸已不便測量，只能通過控制車端面時的工序尺寸L來保證總長符合要求。為此，加工前，必須先計算出工序尺寸L，計算方法如下。

(1)繪出尺寸鏈圖：

圖3 Ra為3.2的尺寸鏈圖

總長尺寸80mm是在精車端面后自然得到的，應為封閉環；尺寸L及50mm均為增環；此鏈無減環。

(2)解尺寸鏈：

80=Lmax+(50+0.05) →Lmax=30-0.05

80-0.3=Lmin+(50-0.05) →Lmin=30-0.25

即尺寸L的變化范圍為29.75 mm-29.95 mm。實際操作時，每次用外圓刀進行端面加工后，都應使程序暫停， 對Ф30外圓的長度尺寸L進行檢測，若L在29.75 mm-29.95 mm范圍之內，則說明總長尺寸80 mm 是合格的，可繼續加工。

表2 左端面的表面粗糙度Ra為3.2時的加工工藝步驟

3 結語

以上兩種情形，各有利弊，在加工中應根據具體情況靈活采用。一般說來，當端面的表面粗糙度要求不高時，從簡化加工工藝，提高加工效率的角度，應首先考慮采用第一種加工方案，而只有當端面的表面粗糙度要求較高，直接切斷難以保證精度要求時，才考慮采用調頭加工。

[1] 華茂發.數控機床加工工藝[M].北京：機械工業出版社，2005

[2] 陳洪濤.數控加工工藝與編程[M].北京：高等教育出版社，2003

[3] 謝曉紅.數控車削編程與加工技術[M].北京：電子工業出版社，2008

Analysis of the NC Machine Process atDifferent Ra value of Shaft Parts

XU Guang-hui

left end face with chamfering small axis, the steps of the process should be based on the left end face of the different surface roughness, arrangement of different processing plan, to ensure the machining accuracy and does not affect the effect of the processing efficiency.

cutting with chamfering，use opportunely cutting， surface roughness requirements，to describe the clamping，size L

2013-08-25；改回日期：2013-10-02

胥光蕙(1968-)，女，安徽冶金科技職業學院機械工程系，高級講師，數控教師。

TH161+.1

B

1672-9994(2014)01-0014-02