非單調軸類零件的數控加工工藝分析

黃瀚瀅

摘 要：對于非單調軸類零件的數控加工工藝，關鍵技術在于對零件的工藝處理，包括加工工藝、加工技術等重要的環節，尤其是當今的技術不斷進步，已經實現了零件加工的數字控制，因此對于細致化、優化技術的要求更高。本文圍繞數控加工非單調軸類零件工藝展開分析，提請從事數控加工的同仁在技術改進和完善上進行不斷的研究。

關鍵詞：非單調軸類零件；數控加工；工藝分析

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.06.049

數控機床的使用如今在工業制造領域已經十分廣泛。隨著技術的不斷進步，一些原有的在零件加工工業上的已經得到了妥善的解決。與普通機床的加工工藝不同，數控機床的加工工藝以及加工流程，更加復雜。本文對非單調軸類零件展開論述，包括非單調軸類零件內的軸徑外零件，零件的加工工藝，軸類零件加工的難點等等。對數控編程及加工工藝進行分析，總結數控機床工藝路線的特征以及優勢，期望對于研究如何提高數控機床加工工藝的加工效率具有參考價值。

1 數控加工中的典型工藝處理方法

（1）根據數控加工典型工藝處理方法的要求，為了不產生大量的誤差，往往采取局部分散的標注方法，將數控編程中的源點集中在引注和坐標式尺寸之下，零件圖中所有點、線、面直接給出坐標尺寸，或者以編程原點為基準，同一基準引注尺的尺寸稱為標注法，這種標注法在數控編程中便于編程，防止使用特性方面時，由于重復定位精度及數控加工精度，而且便于尺寸之間的相互協調，當零件設計人員考慮裝配的時候，應注意保持設計、工藝、檢測基準與編程原點設置的一致。給數控加工與工序安排帶來很多不便。這種工藝處理方法既不會產生較大的累積誤差，也不會破壞零件的使用性能，適合在改動局部的時候集中引注或散標注法尺寸。（2）兩軸或兩軸以上插補加工時，刀路盡量使用簡單刀路。在兩軸位置增益不相同時，選用0度或是90度方向切削零件。為避免出現輪廓誤差，平行刀路最好選擇較長的邊作為其進給方向。對于數控銑床加工零件，因為不存在輪廓誤差必須使零件的直線輪廓平行或垂直于坐標軸，強調單軸插補加工的物理意義，以提高零件的加工精度。（3）在留精加工余量時注意刀路的材料去除量要均勻，因為突然改變料投入切削量，會對刀具和機床減小沖擊產生。

2 加工零件圖的工藝分析

本文所舉數控車床的數控系統零件結構如圖1所示。零件材料采用45鋼，毛坯尺寸為Φ28×60mm，在無熱處理和硬度的要求前提下，對之進行數控的工藝分析。

該零件經過加工后，表面的組成包含了圓柱、非圓曲面以及螺紋。表面的精度要求步入直徑尺寸的精度要求那么嚴格。

3 加工工藝設計

（1）手工編程加工工藝路線設計。工步1：裝夾方式采用車削端面的方法，對裝夾棒料外圓柱面進行編程。工步2：遵循0-A的軌跡，在左端進行車削處理。首先進行編程，然后將編程指令輸入加工螺紋，包括外圓車削循環指令G71以及精車循環指令C70，螺紋加工采用指令G92等。工步3：車端面夾持Φ24的圓柱，Φ27的圓柱調頭裝夾，總長57.8mm，左端面保證定位。工步4：在舒服循環指令和精加工指令后，遵循E-A的加工軌跡，采用55°的外圓車刀進行操作，并對加工過程中的刀具的副偏角進行干涉。

（2）選擇刀具。外圓車刀具角度要大于30°，根據工藝分析，尖角應經過精加工，外圓加工的大小采用車刀做粗的方法，刀片的加工精細程度決定了刀片的強度，案例中加工刀具使用55°的外圓，使用刀補防止在加工C處產生過切。精加工過程中刀尖圓弧半徑為0.2mm，螺紋加工的刀具加上刀補參數選擇為螺紋形狀，螺距大小60°切槽刀的刀寬3mm。

4 工藝之間的對比

采取的編程方法不一樣的話，工藝的方法也就會有所不同，以上的兩種方法都有各自好的和壞的一面。該零件在實際加工中采用手工編程加工工件的左端比較方便，程序相對來說比較簡單，對于右端的加工采用自動編程加工效率更高。

5 對非單調軸類零件進行車削加工

由于加工的難度較高，因此在進行車削類加工的過程中，如果要達到工藝的要求，就要采用非單調類的零件，將其坯料加工到符合一定設計要求的棒料，加工設備為具有數字處理和數控加工技術的數控車床。如圖2。

工藝制定中易出現的幾種問題。問題一：整個手柄曲線按一次精車處理切削量太大，若刀具選擇不當導致無法加工，應在點A或點C處產生刀具干涉。問題二：整個手柄曲線按G71指令，對附近刀具以及兩圓弧交點進行干涉，C處外圓粗循環切削、G70指令精加工。如無法加工可采用削量加大的方法處理加工工藝。

6 結語

非單調軸類零件不容易加工，這時候，數控工藝就成了加工的關鍵。但是不同的編程方法產生不同的刀具路徑，零件加工的效率和質量和不同編程方法產生的不同刀具路徑緊密相關，我們可以通過分析工藝方案和編程方法，對其優化設計，以提高加工效率。

參考文獻：

[1]唐霞，謝利民.典型零件的加工工藝及其優化[J].機床與液壓，2013，41（02）.