配合類零件的加工

祁捷

摘 要：本文介紹了如何利用數控機床加工零件，利用數控加工技術對配合類零件進行編程加工，保證零件的機械加工精度，并分析了手動編程與自動編程的區別，并提出怎樣提高配合類零件的精度方法及工藝措施。

關鍵詞：配合類零件；數控加工；工藝分析

隨著機械加工業的快速發展，人們對機械產品的機械結構、機械性能、加工精度和生產效率的要求越來越高，在產品加工過程中小批量零件的加工比重變大。之前采用的大批量生產方式已經不能滿足現在的生產需求。從而選擇數控機床（優點：加工精密、加工產品多樣化，液壓氣動裝夾方便），有效地解決了復雜外型、精密尺寸、小批量多樣化的零件加工問題，能滿足其加工要求，能適應現在零件的發展需求。其中數控車床由于具有高效率、高精度和高柔性的特點，在機械制造業中得到日益廣泛的應用，成為目前應用最廣泛的數控機床之一。但是，要充分發揮數控車床的作用，根據不同的零件的特點和精度要求，編制合理、高效的加工程序。采用手工編程和自動編程兩種數控編程方法。手工編程：零件圖樣分析→工藝處理→數據計算→編寫程序單→輸入程序到程序校驗等各步驟主要由人工完成的編程過程。手工編程主要適用于點位加工或幾何形狀不太復雜的零件的加工等。對于幾何形狀復雜的零件，常采用軟件繪制零件圖，通過軟件生成加工程序進行加工。

在加工配合精度較高的零件時，沒有較好的工藝分析，不管采用手工編程或自動編程加工，都無法準確保證精度要求。例：加工精度要求高，形狀復雜的配合零件時，常選用在數控機床來加工。配合類零件在手工編程時需要注意其公差尺寸，達到公差要求是指零件加工完成之后，滿足零件圖紙標注的尺寸范圍，而零件中的相關尺寸能滿足尺寸鏈。所以手工編程時應滿足以下要求：

一、正確選擇程序原點

使用數控車床編程車削時，應選擇合理的加工原點和合理的基準點，并以此為原點建立一個工件坐標系。同一個零件，同樣的加工由于編程原點選的不同，編程的坐標數值就不一樣，所以編程之前首先要選定編程原點。從理論上說，編程原點選在任何位置都是可以的。但實際上，為了換算盡可能簡便以及尺寸較為直觀（至少讓部分點的指令值與零件上的尺寸值相同），應盡可能把編程原點的位置選的合理，編程原點的確定原則為：

1.將編程原點選在設計基準上并以設計基準為定位基準，這樣可避免基準不重合而產生的誤差及不必要的尺寸換算；

2.容易找正對刀，對刀誤差小；

3.編程方便；

4.在毛坯上的位置能夠容易，準確地確定，并且各面得加工余量均勻；

5.對稱零件的編程原點應選在對稱中心。一方面可以保證加工余量均勻，另一方面可采用鏡像編程，編一個程序加工兩個工序，零件的形廓精度高。

二、合理選擇進給路線

遵循刀具在加工中合理的運動軌跡，合理地選擇進給路線應考慮以下幾個方面：

1.盡量使用較短的進給路線，減少空走刀量，從而提高加工效率。

（1）正確選擇起刀點。（2）合理規劃起刀點和終點坐標。（3）粗加工是選擇合理的進給方式。

2.保證加工零件的各項精度要求。

（1）選擇合理的起刀點、切入點，切入方式要平穩。（2）確保所加工的零件不會變形，選擇合適的切削方法和切削量。（3）盡量遵循“先粗后精”“先近后遠”“先內后外”的加工工序。

3.保證加工過程的安全性。避免刀具與工件相撞，選擇合適的進刀和退刀點。

4.復雜零件和選用自動編程加工。

三、加工工藝分析

分析零件精度和表面粗糙度為基礎，對加工方法、裝夾方式、進給路線、刀具及切削用量等進行正確而合理的選擇。主要包括：

1.分析精度及各項技術要求是否齊全、合理；

2.分析本工序的數控加工精度能否達到圖樣要求，若達不到，需采取其它措施彌補的話，注意給后續工序留有余量；

3.找出圖樣上有較高位置精度要求的表面，這些表面應在一次安裝下完成；

4.對表面粗糙度要求較高的表面，應確定用恒線速切削。

四、配合零件的數控加工

（一）機床的選擇及G54坐標系確定。

無論是普通車床加工還是數控車床加工，都必須要選擇對刀（基準點），在刀具選擇時應盡量選擇標準刀具，選擇合理的對刀方法。如選擇數控機床加工時，所采用的絕對方式對刀是指，根據使用到的每一把刀具單獨建立自己的補償偏置值，該值會從工件坐標系G54上建立起來。而相對方式對刀是指建立一把基準刀具，其余所使用的每一把刀具都相對于基準刀具進行偏置。該數值不會反映到工件坐標系G54上，此時只建立一個由基準刀確定的工件坐標系。

（二）編程尺寸設定值的確定

編程尺寸設定值應為該尺寸誤差分散中心，但由于事先無法知道分散中心的確切位置，可先由平均尺寸代替，最后根據試加工結果進行修正，以消除常值系統性誤差的影響。

編程尺寸設定值確定的步驟：

1.精度高的尺寸處理，將基本尺寸換算成平均尺寸；

2.幾何關系的處理，保持原重要的幾何關系，如角度，相切等不變；

3.精度低的尺寸的調整，通過修改一般尺寸保持零件原有幾何關系，使之協調；

4.節點坐標尺寸的計算，按調整后的尺寸計算有關未知節點的坐標尺寸；

5.編程尺寸的修正，按調整后的尺寸編程并加工一組工件，測量關鍵尺寸的實際分散中心并求出常值系統性誤差，再按此誤改程序。

五、企業實際加工

根據零件的實際加工情況，在加工企業即便加工相同的零件，所需要的加工時間也會不同，這就關系到零件的加工效率和零件的質量情況。較好的產品質量和生產效率能提升企業的實際效益，使企業更具行業的競爭力。從而怎樣提高產品的加工效率和質量就成為企業發展的的重要問題。以下分析實際加工中的工藝過程：

就以一般的配合零件（非復雜類零件）為例，根據企業的產品零件圖紙，我們首先是分析零件圖紙，根據實際加工的產品零件來進行工藝分析，從而得出合理的加工方案。然后對零件圖形進行坐標點的計算，進行手工編程。對于簡單的零件所采用手工編程，程序較簡短，為實際加工大大節省了加間，提高了加工效率，企業人員由于知識儲備不同，分析零件后所編出的程序也不同，因此，為了節省編寫程序的時間，應提倡多采用循環指令加工，從而大大節省了輔助時間。在加工時也要考慮刀具材質問題，根據加工材料選用合適的刀具，能大大提高加工效率。在保證零件加工精度方面，除了保證對刀的精度以外，還需要在編程方面考慮，例如分析配合類零件加工時，要考慮零件的配合公差，分析幾種公差的配合時，準確來說，加工軸類零件時應選取上公差，而套類零件的孔徑尺寸則應取下公差，而選取公差時，我們一般是采用公差中的平均值，這樣容易保證尺寸要求，最后加工零件時應保留精加工的加工余量，而精加工又可以根據精度要求區分為半精加工和最后精加工兩個階段，（精加工之前應測量實際尺寸，根據實際尺寸來修改精加工量）這樣能更好的保證零件加工精度。螺紋加工時，根據實際加工經驗，最后車削螺紋時，應采用光走幾刀，這樣可以使螺紋的表面質量提高。

結束語

配合類零件的加工在企業中較為廣泛，其在零件形狀，加工的工藝分析、實際加工等方面都需要全面考慮，每個細節都考慮到實際加工，這不僅要考慮到操作者知識的全面性，也要考慮到加工工藝的完整性。總之，加工配合類零件時，各方面都需要操作者掌握，必須具有一定的專業知識，這對于提高產品的質量和效率都有很大的幫助。

參考文獻

[1]于春生.韓旻 .數控編程及應用 北京：高等教育出版社，2001.7

[2]喬世民，機械制造基礎 北京高等教育出版社，2003.8