芻議球面配合體在數(shù)控車床上的加工方法

蘇冰?張勇

摘 要：本文著重介紹了在數(shù)控車床上加工球面配合體的方法、步驟。

關(guān)鍵詞：球面配合體 加工準(zhǔn)備 加工工藝分析 數(shù)控加工及檢測(cè)

高技能數(shù)控人才，不僅需要掌握?qǐng)?jiān)實(shí)的專業(yè)理論知識(shí)，還必須實(shí)踐操作技能過硬，適應(yīng)能力強(qiáng)，實(shí)用本領(lǐng)多。因此，我們?cè)O(shè)計(jì)出加工難度等級(jí)較高的球面配合體，用于日常的開拓性教學(xué)。球面配合體如圖1所示。

球面配合體由兩個(gè)半圓球面配合而成，其毛坯尺寸為φ45mm棒料，材料為鋁合金。該工件在實(shí)際加工中存在一定的難度：裝夾問題、同軸度不好保證、配合后球心難以重合、端面垂直度加工誤差大，裝配后端面不重合等。

筆者結(jié)合多年的教學(xué)與實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，對(duì)該球面配合體的加工過程和技巧總結(jié)如下。

一、加工準(zhǔn)備

1.選擇機(jī)床

這里選用的機(jī)床為FANUC 0i-Mate系統(tǒng)CAK6136V數(shù)控車床。

2.列出所需的工具、量具、刀具等

刀具有：93°外圓車刀、切槽切斷刀、內(nèi)孔車刀、內(nèi)切槽刀、內(nèi)螺紋刀等。要求學(xué)生認(rèn)真準(zhǔn)備，思考各刀具、量具等的作用。

二、加工工藝分析

1.工件圖樣分析

加工該工件主要需保證其尺寸精度、幾何精度和表面粗糙度。

對(duì)于該工件尺寸的精度要求，主要通過在加工過程中的準(zhǔn)確對(duì)刀、正確設(shè)置刀補(bǔ)、磨耗，以及正確制定加工工藝等措施來保證。

幾何精度應(yīng)重點(diǎn)保證工件換向掉頭加工時(shí)的同軸度，應(yīng)對(duì)工件進(jìn)行找正，以保證工件軸線與機(jī)床主軸軸線同軸。

工件表面粗糙度要求為Ra的上限值是1.6μm，通過粗、精加工以及合理設(shè)置各工藝參數(shù)來保證。

2.編程原點(diǎn)的確定

根據(jù)編程原點(diǎn)的確定原則，件1、件2的編程原點(diǎn)分別取在工件的右、左端面與對(duì)應(yīng)的M20螺紋段軸線相交的交點(diǎn)上。

3.加工方案分析

首先加工件2，以工件右端毛坯面作為裝夾基準(zhǔn)裝夾工件，手動(dòng)車削外圓，并與端面進(jìn)行對(duì)刀。之后加工件2的左端，粗、精車外輪廓、退刀槽及外螺紋，保證外圓尺寸及公差要求，保證螺紋的各項(xiàng)加工精度以及各輪廓的表面粗糙度等要求。保證總長(zhǎng)為39mm，并切斷。

然后加工件1，以工件右端毛坯面作為裝夾基準(zhǔn)裝夾工件，手動(dòng)車削外圓，并與端面進(jìn)行對(duì)刀。然后加工件1的左端，粗、精車外輪廓，保證總長(zhǎng)為29mm，并切斷。將件1換向掉頭，為保證外球面的表面精度，將其以銅皮包裹起來，找正并夾緊。加工件1的右端，打中心孔、手動(dòng)鉆孔，手動(dòng)對(duì)三把刀，即內(nèi)孔車刀、內(nèi)切槽刀、內(nèi)螺紋刀。粗、精件1右端的內(nèi)孔輪廓、內(nèi)退刀槽、內(nèi)螺紋，保證各項(xiàng)尺寸精度、幾何精度和表面粗糙度。

不拆除件1，將件2與件1試配，并根據(jù)試配結(jié)果修調(diào)件1，以保證各項(xiàng)配合精度。將件2的外螺紋與件1的內(nèi)螺紋配合，之后加工件2的右端，手動(dòng)車削對(duì)刀，粗、精車右端外球面輪廓，保證各項(xiàng)尺寸精度和表面粗糙度，同時(shí)保證工件總長(zhǎng)。

最后卸掉工件，去毛刺銳邊并自檢。

4.工件的定位、裝夾及刀具的選用

加工工件兩端時(shí)，均采用通用三爪自定心卡盤進(jìn)行定位與裝夾。工件裝夾時(shí)的夾緊力要適中，既要防止工件的變形與夾傷，又要防止工件在加工過程中產(chǎn)生松動(dòng)。工件裝夾過程中，特別是換向掉頭裝夾，一定要仔細(xì)對(duì)工件進(jìn)行找正，保證工件軸線與機(jī)床主軸軸線同軸，以減小工件的加工誤差。

根據(jù)實(shí)際條件，外圓刀選用機(jī)夾式標(biāo)準(zhǔn)車刀，刀片材料選用硬質(zhì)合金或涂層刀具。其余均采用硬質(zhì)合金刀。

進(jìn)行數(shù)控車削加工時(shí)，加工的起始點(diǎn)定在離工件毛坯2mm的位置。盡可能采用沿軸向切削的方式進(jìn)行加工，以提高加工過程中工件與刀具的剛性。

最后根據(jù)上述工藝要求編制數(shù)控加工工序卡片、刀具卡片，確定切削用量等。

三、編制加工程序

采用復(fù)合循環(huán)G71、G73、G70指令進(jìn)行輪廓編程，采用復(fù)合循環(huán)G75、G76指令進(jìn)行槽、螺紋的編程。（程序略）

四、數(shù)控加工及檢測(cè)

在數(shù)控車床上加工時(shí)，要求學(xué)生按照數(shù)控車床操作步驟進(jìn)行操作，程序輸入準(zhǔn)確無誤，對(duì)刀準(zhǔn)確，認(rèn)真操作每一步，避免撞刀，將安全第一放在首位。配合體加工的關(guān)鍵在于配合，在加工過程中要求學(xué)生一定要在工件不拆除的情況下及時(shí)進(jìn)行試配，調(diào)整至合格。

在加工過程中，可以使用游標(biāo)卡尺、外徑千分尺、內(nèi)徑百分表、螺紋環(huán)規(guī)、R規(guī)等進(jìn)行檢測(cè)，若有誤差，及時(shí)修調(diào)磨耗，保證各項(xiàng)尺寸精度。加工完畢，檢查各項(xiàng)尺寸精度是否合格。

加工的球面配合體實(shí)物如圖2所示。

五、小結(jié)

圓球配合體加工的關(guān)鍵是分析加工方案以及螺紋配合的試配。通過在數(shù)控機(jī)床上加工圓球配合體，學(xué)生能夠?qū)庸すに囉羞M(jìn)一步的認(rèn)識(shí)，在掌握數(shù)控理論知識(shí)的同時(shí)，能夠熟練操作數(shù)控車床，進(jìn)一步掌握數(shù)控程序的編制方法，從理論高度上升到實(shí)際高度，并將二者有機(jī)地結(jié)合起來。加工過程鍛煉了他們發(fā)現(xiàn)問題和解決問題的能力，提高了其動(dòng)手能力，使學(xué)生學(xué)會(huì)舉一反三，培養(yǎng)創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新能力，以便將來能更好地滿足企業(yè)對(duì)數(shù)控人才的需求。

參考文獻(xiàn)：

[1]沈建峰.數(shù)控加工工藝編程與操作 [M].北京：中國(guó)勞動(dòng)社會(huì)保障出版社，2008.

[2]沈建峰，朱勤惠.數(shù)控車床技能鑒定考點(diǎn)分析和試題集萃[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2007.

（作者單位：蘇冰，洛陽軸承高級(jí)技工學(xué)校；

張勇，洛陽LYC軸承有限公司球軸承事業(yè)部精密電機(jī)廠）endprint

摘 要：本文著重介紹了在數(shù)控車床上加工球面配合體的方法、步驟。

關(guān)鍵詞：球面配合體 加工準(zhǔn)備 加工工藝分析 數(shù)控加工及檢測(cè)

高技能數(shù)控人才，不僅需要掌握?qǐng)?jiān)實(shí)的專業(yè)理論知識(shí)，還必須實(shí)踐操作技能過硬，適應(yīng)能力強(qiáng)，實(shí)用本領(lǐng)多。因此，我們?cè)O(shè)計(jì)出加工難度等級(jí)較高的球面配合體，用于日常的開拓性教學(xué)。球面配合體如圖1所示。

球面配合體由兩個(gè)半圓球面配合而成，其毛坯尺寸為φ45mm棒料，材料為鋁合金。該工件在實(shí)際加工中存在一定的難度：裝夾問題、同軸度不好保證、配合后球心難以重合、端面垂直度加工誤差大，裝配后端面不重合等。

筆者結(jié)合多年的教學(xué)與實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，對(duì)該球面配合體的加工過程和技巧總結(jié)如下。

一、加工準(zhǔn)備

1.選擇機(jī)床

這里選用的機(jī)床為FANUC 0i-Mate系統(tǒng)CAK6136V數(shù)控車床。

2.列出所需的工具、量具、刀具等

刀具有：93°外圓車刀、切槽切斷刀、內(nèi)孔車刀、內(nèi)切槽刀、內(nèi)螺紋刀等。要求學(xué)生認(rèn)真準(zhǔn)備，思考各刀具、量具等的作用。

二、加工工藝分析

1.工件圖樣分析

加工該工件主要需保證其尺寸精度、幾何精度和表面粗糙度。

對(duì)于該工件尺寸的精度要求，主要通過在加工過程中的準(zhǔn)確對(duì)刀、正確設(shè)置刀補(bǔ)、磨耗，以及正確制定加工工藝等措施來保證。

幾何精度應(yīng)重點(diǎn)保證工件換向掉頭加工時(shí)的同軸度，應(yīng)對(duì)工件進(jìn)行找正，以保證工件軸線與機(jī)床主軸軸線同軸。

工件表面粗糙度要求為Ra的上限值是1.6μm，通過粗、精加工以及合理設(shè)置各工藝參數(shù)來保證。

2.編程原點(diǎn)的確定

根據(jù)編程原點(diǎn)的確定原則，件1、件2的編程原點(diǎn)分別取在工件的右、左端面與對(duì)應(yīng)的M20螺紋段軸線相交的交點(diǎn)上。

3.加工方案分析

首先加工件2，以工件右端毛坯面作為裝夾基準(zhǔn)裝夾工件，手動(dòng)車削外圓，并與端面進(jìn)行對(duì)刀。之后加工件2的左端，粗、精車外輪廓、退刀槽及外螺紋，保證外圓尺寸及公差要求，保證螺紋的各項(xiàng)加工精度以及各輪廓的表面粗糙度等要求。保證總長(zhǎng)為39mm，并切斷。

然后加工件1，以工件右端毛坯面作為裝夾基準(zhǔn)裝夾工件，手動(dòng)車削外圓，并與端面進(jìn)行對(duì)刀。然后加工件1的左端，粗、精車外輪廓，保證總長(zhǎng)為29mm，并切斷。將件1換向掉頭，為保證外球面的表面精度，將其以銅皮包裹起來，找正并夾緊。加工件1的右端，打中心孔、手動(dòng)鉆孔，手動(dòng)對(duì)三把刀，即內(nèi)孔車刀、內(nèi)切槽刀、內(nèi)螺紋刀。粗、精件1右端的內(nèi)孔輪廓、內(nèi)退刀槽、內(nèi)螺紋，保證各項(xiàng)尺寸精度、幾何精度和表面粗糙度。

不拆除件1，將件2與件1試配，并根據(jù)試配結(jié)果修調(diào)件1，以保證各項(xiàng)配合精度。將件2的外螺紋與件1的內(nèi)螺紋配合，之后加工件2的右端，手動(dòng)車削對(duì)刀，粗、精車右端外球面輪廓，保證各項(xiàng)尺寸精度和表面粗糙度，同時(shí)保證工件總長(zhǎng)。

最后卸掉工件，去毛刺銳邊并自檢。

4.工件的定位、裝夾及刀具的選用

加工工件兩端時(shí)，均采用通用三爪自定心卡盤進(jìn)行定位與裝夾。工件裝夾時(shí)的夾緊力要適中，既要防止工件的變形與夾傷，又要防止工件在加工過程中產(chǎn)生松動(dòng)。工件裝夾過程中，特別是換向掉頭裝夾，一定要仔細(xì)對(duì)工件進(jìn)行找正，保證工件軸線與機(jī)床主軸軸線同軸，以減小工件的加工誤差。

根據(jù)實(shí)際條件，外圓刀選用機(jī)夾式標(biāo)準(zhǔn)車刀，刀片材料選用硬質(zhì)合金或涂層刀具。其余均采用硬質(zhì)合金刀。

進(jìn)行數(shù)控車削加工時(shí)，加工的起始點(diǎn)定在離工件毛坯2mm的位置。盡可能采用沿軸向切削的方式進(jìn)行加工，以提高加工過程中工件與刀具的剛性。

最后根據(jù)上述工藝要求編制數(shù)控加工工序卡片、刀具卡片，確定切削用量等。

三、編制加工程序

采用復(fù)合循環(huán)G71、G73、G70指令進(jìn)行輪廓編程，采用復(fù)合循環(huán)G75、G76指令進(jìn)行槽、螺紋的編程。（程序略）

四、數(shù)控加工及檢測(cè)

在數(shù)控車床上加工時(shí)，要求學(xué)生按照數(shù)控車床操作步驟進(jìn)行操作，程序輸入準(zhǔn)確無誤，對(duì)刀準(zhǔn)確，認(rèn)真操作每一步，避免撞刀，將安全第一放在首位。配合體加工的關(guān)鍵在于配合，在加工過程中要求學(xué)生一定要在工件不拆除的情況下及時(shí)進(jìn)行試配，調(diào)整至合格。

在加工過程中，可以使用游標(biāo)卡尺、外徑千分尺、內(nèi)徑百分表、螺紋環(huán)規(guī)、R規(guī)等進(jìn)行檢測(cè)，若有誤差，及時(shí)修調(diào)磨耗，保證各項(xiàng)尺寸精度。加工完畢，檢查各項(xiàng)尺寸精度是否合格。

加工的球面配合體實(shí)物如圖2所示。

五、小結(jié)

圓球配合體加工的關(guān)鍵是分析加工方案以及螺紋配合的試配。通過在數(shù)控機(jī)床上加工圓球配合體，學(xué)生能夠?qū)庸すに囉羞M(jìn)一步的認(rèn)識(shí)，在掌握數(shù)控理論知識(shí)的同時(shí)，能夠熟練操作數(shù)控車床，進(jìn)一步掌握數(shù)控程序的編制方法，從理論高度上升到實(shí)際高度，并將二者有機(jī)地結(jié)合起來。加工過程鍛煉了他們發(fā)現(xiàn)問題和解決問題的能力，提高了其動(dòng)手能力，使學(xué)生學(xué)會(huì)舉一反三，培養(yǎng)創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新能力，以便將來能更好地滿足企業(yè)對(duì)數(shù)控人才的需求。

參考文獻(xiàn)：

[1]沈建峰.數(shù)控加工工藝編程與操作 [M].北京：中國(guó)勞動(dòng)社會(huì)保障出版社，2008.

[2]沈建峰，朱勤惠.數(shù)控車床技能鑒定考點(diǎn)分析和試題集萃[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2007.

（作者單位：蘇冰，洛陽軸承高級(jí)技工學(xué)校；

張勇，洛陽LYC軸承有限公司球軸承事業(yè)部精密電機(jī)廠）endprint

摘 要：本文著重介紹了在數(shù)控車床上加工球面配合體的方法、步驟。

關(guān)鍵詞：球面配合體 加工準(zhǔn)備 加工工藝分析 數(shù)控加工及檢測(cè)

高技能數(shù)控人才，不僅需要掌握?qǐng)?jiān)實(shí)的專業(yè)理論知識(shí)，還必須實(shí)踐操作技能過硬，適應(yīng)能力強(qiáng)，實(shí)用本領(lǐng)多。因此，我們?cè)O(shè)計(jì)出加工難度等級(jí)較高的球面配合體，用于日常的開拓性教學(xué)。球面配合體如圖1所示。

球面配合體由兩個(gè)半圓球面配合而成，其毛坯尺寸為φ45mm棒料，材料為鋁合金。該工件在實(shí)際加工中存在一定的難度：裝夾問題、同軸度不好保證、配合后球心難以重合、端面垂直度加工誤差大，裝配后端面不重合等。

筆者結(jié)合多年的教學(xué)與實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，對(duì)該球面配合體的加工過程和技巧總結(jié)如下。

一、加工準(zhǔn)備

1.選擇機(jī)床

這里選用的機(jī)床為FANUC 0i-Mate系統(tǒng)CAK6136V數(shù)控車床。

2.列出所需的工具、量具、刀具等

刀具有：93°外圓車刀、切槽切斷刀、內(nèi)孔車刀、內(nèi)切槽刀、內(nèi)螺紋刀等。要求學(xué)生認(rèn)真準(zhǔn)備，思考各刀具、量具等的作用。

二、加工工藝分析

1.工件圖樣分析

加工該工件主要需保證其尺寸精度、幾何精度和表面粗糙度。

對(duì)于該工件尺寸的精度要求，主要通過在加工過程中的準(zhǔn)確對(duì)刀、正確設(shè)置刀補(bǔ)、磨耗，以及正確制定加工工藝等措施來保證。

幾何精度應(yīng)重點(diǎn)保證工件換向掉頭加工時(shí)的同軸度，應(yīng)對(duì)工件進(jìn)行找正，以保證工件軸線與機(jī)床主軸軸線同軸。

工件表面粗糙度要求為Ra的上限值是1.6μm，通過粗、精加工以及合理設(shè)置各工藝參數(shù)來保證。

2.編程原點(diǎn)的確定

根據(jù)編程原點(diǎn)的確定原則，件1、件2的編程原點(diǎn)分別取在工件的右、左端面與對(duì)應(yīng)的M20螺紋段軸線相交的交點(diǎn)上。

3.加工方案分析

首先加工件2，以工件右端毛坯面作為裝夾基準(zhǔn)裝夾工件，手動(dòng)車削外圓，并與端面進(jìn)行對(duì)刀。之后加工件2的左端，粗、精車外輪廓、退刀槽及外螺紋，保證外圓尺寸及公差要求，保證螺紋的各項(xiàng)加工精度以及各輪廓的表面粗糙度等要求。保證總長(zhǎng)為39mm，并切斷。

然后加工件1，以工件右端毛坯面作為裝夾基準(zhǔn)裝夾工件，手動(dòng)車削外圓，并與端面進(jìn)行對(duì)刀。然后加工件1的左端，粗、精車外輪廓，保證總長(zhǎng)為29mm，并切斷。將件1換向掉頭，為保證外球面的表面精度，將其以銅皮包裹起來，找正并夾緊。加工件1的右端，打中心孔、手動(dòng)鉆孔，手動(dòng)對(duì)三把刀，即內(nèi)孔車刀、內(nèi)切槽刀、內(nèi)螺紋刀。粗、精件1右端的內(nèi)孔輪廓、內(nèi)退刀槽、內(nèi)螺紋，保證各項(xiàng)尺寸精度、幾何精度和表面粗糙度。

不拆除件1，將件2與件1試配，并根據(jù)試配結(jié)果修調(diào)件1，以保證各項(xiàng)配合精度。將件2的外螺紋與件1的內(nèi)螺紋配合，之后加工件2的右端，手動(dòng)車削對(duì)刀，粗、精車右端外球面輪廓，保證各項(xiàng)尺寸精度和表面粗糙度，同時(shí)保證工件總長(zhǎng)。

最后卸掉工件，去毛刺銳邊并自檢。

4.工件的定位、裝夾及刀具的選用

加工工件兩端時(shí)，均采用通用三爪自定心卡盤進(jìn)行定位與裝夾。工件裝夾時(shí)的夾緊力要適中，既要防止工件的變形與夾傷，又要防止工件在加工過程中產(chǎn)生松動(dòng)。工件裝夾過程中，特別是換向掉頭裝夾，一定要仔細(xì)對(duì)工件進(jìn)行找正，保證工件軸線與機(jī)床主軸軸線同軸，以減小工件的加工誤差。

根據(jù)實(shí)際條件，外圓刀選用機(jī)夾式標(biāo)準(zhǔn)車刀，刀片材料選用硬質(zhì)合金或涂層刀具。其余均采用硬質(zhì)合金刀。

進(jìn)行數(shù)控車削加工時(shí)，加工的起始點(diǎn)定在離工件毛坯2mm的位置。盡可能采用沿軸向切削的方式進(jìn)行加工，以提高加工過程中工件與刀具的剛性。

最后根據(jù)上述工藝要求編制數(shù)控加工工序卡片、刀具卡片，確定切削用量等。

三、編制加工程序

采用復(fù)合循環(huán)G71、G73、G70指令進(jìn)行輪廓編程，采用復(fù)合循環(huán)G75、G76指令進(jìn)行槽、螺紋的編程。（程序略）

四、數(shù)控加工及檢測(cè)

在數(shù)控車床上加工時(shí)，要求學(xué)生按照數(shù)控車床操作步驟進(jìn)行操作，程序輸入準(zhǔn)確無誤，對(duì)刀準(zhǔn)確，認(rèn)真操作每一步，避免撞刀，將安全第一放在首位。配合體加工的關(guān)鍵在于配合，在加工過程中要求學(xué)生一定要在工件不拆除的情況下及時(shí)進(jìn)行試配，調(diào)整至合格。

在加工過程中，可以使用游標(biāo)卡尺、外徑千分尺、內(nèi)徑百分表、螺紋環(huán)規(guī)、R規(guī)等進(jìn)行檢測(cè)，若有誤差，及時(shí)修調(diào)磨耗，保證各項(xiàng)尺寸精度。加工完畢，檢查各項(xiàng)尺寸精度是否合格。

加工的球面配合體實(shí)物如圖2所示。

五、小結(jié)

圓球配合體加工的關(guān)鍵是分析加工方案以及螺紋配合的試配。通過在數(shù)控機(jī)床上加工圓球配合體，學(xué)生能夠?qū)庸すに囉羞M(jìn)一步的認(rèn)識(shí)，在掌握數(shù)控理論知識(shí)的同時(shí)，能夠熟練操作數(shù)控車床，進(jìn)一步掌握數(shù)控程序的編制方法，從理論高度上升到實(shí)際高度，并將二者有機(jī)地結(jié)合起來。加工過程鍛煉了他們發(fā)現(xiàn)問題和解決問題的能力，提高了其動(dòng)手能力，使學(xué)生學(xué)會(huì)舉一反三，培養(yǎng)創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新能力，以便將來能更好地滿足企業(yè)對(duì)數(shù)控人才的需求。

參考文獻(xiàn)：

[1]沈建峰.數(shù)控加工工藝編程與操作 [M].北京：中國(guó)勞動(dòng)社會(huì)保障出版社，2008.

[2]沈建峰，朱勤惠.數(shù)控車床技能鑒定考點(diǎn)分析和試題集萃[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2007.

（作者單位：蘇冰，洛陽軸承高級(jí)技工學(xué)校；

張勇，洛陽LYC軸承有限公司球軸承事業(yè)部精密電機(jī)廠）endprint