異形短軸零件的數(shù)控車(chē)編程與加工方法解析

程 燕

（淄博職業(yè)學(xué)院，山東 淄博 255314）

1 零件結(jié)構(gòu)分析

該零件加工的工序在車(chē)床上完成，采用主視圖為基本視圖，工件沿軸線水平放置。該零件是一個(gè)異形短軸零件，主要包含半球體、溝槽、倒角、螺紋等外表面。左端為M20×1.5螺紋和退刀槽，右端的SR24的半球體與工件1右端結(jié)構(gòu)配合。主要尺寸包括：長(zhǎng)度尺寸44、12；C2倒角；SR24的半球體，?16退刀槽。精度較高的尺寸是螺紋的公稱(chēng)直徑。粗糙度均為Ra3.2μm，其余各表面為Ra6.3μm。

圖1 零件圖

2 工藝方案的制定

2.1 毛坯選擇

該零件屬于單件小批量生產(chǎn)，材料為45號(hào)鋼，選擇尺寸為?50mm×46mm的棒料。

2.2 工件裝夾方式

根據(jù)毛坯形狀，使用三爪自定心卡盤(pán)進(jìn)行兩次裝夾，先以毛坯右端面外圓為基準(zhǔn)，加工左端面及外圓粗、精車(chē)，車(chē)退刀槽，車(chē)螺紋，切斷，調(diào)頭裝夾并校正，加工右端面及半球體。

2.3 加工順序安排

順序安排如下：車(chē)工件3的左端面外圓表面粗、精加工車(chē)溝槽車(chē)螺紋工件3切斷，長(zhǎng)度方向留0.5mm的余量工件3調(diào)頭裝夾、校正車(chē)工件3右端面并保證全長(zhǎng)半球體粗、半精加工，留0.5mm加工余量將加工完成的工件1和工件3裝配，并精加工半球體達(dá)到圖樣尺寸要求。

2.4 刀具選擇

（1）選擇93°外圓車(chē)刀加工外輪廓。

（2）選擇60°螺紋車(chē)刀加工普通外螺紋。

（3）選擇4mm寬的外切槽刀加工退刀槽。

2.5 加工工藝卡

遵循數(shù)控加工順序的一般原則：先粗后精、先近后遠(yuǎn)、內(nèi)外交叉、刀具集中、基面先行以及進(jìn)給路線最短，制定加工工藝方案。同時(shí)，刀具選擇是數(shù)控加工中的重要工作，合理與否直接影響機(jī)床的加工效率和工件的加工質(zhì)量，在此加工中用到的主要刀具以及切削用量可以參考表1數(shù)控加工工序卡。

3 編程與加工

為了計(jì)算方便，簡(jiǎn)化編程，需要建立兩個(gè)工件坐標(biāo)系。加工左端時(shí)工件坐標(biāo)系原點(diǎn)設(shè)置在左端面與工件主軸中心線交點(diǎn)處。加工右端時(shí)，編程原點(diǎn)設(shè)置在右端面與主軸中心線的交點(diǎn)處。數(shù)控編程中主要涉及到的編程指令有基本加工指令G01、G02、G03，粗車(chē)復(fù)合循環(huán)指令G71，精車(chē)復(fù)合循環(huán)指令G70，切槽復(fù)合循環(huán)指令G75，螺紋切削復(fù)合循環(huán)指令G76，各主要表面的參考程序如下所示。

圖2 仿真加工圖

3.1 左端加工程序

O0001;T0101;M03 S800;G00 X52.0 Z2.0;G94 X-1.0 Z0 F80.0;G71 U1.5 R0.5;G71 P10 Q20 U0.5 W0.1 F80.0;N10 G00 G42 X11.85 S1200;G01 X19.85 Z-2.0 F60.0;Z-20.0;N20 X52.0;G70 P10 Q20;G00 G40 X100.0 Z100.0;T0202;G00 X21.0 Z-19.9 S800;G75 R0.5;G75 X16.0 Z-15.1 P1500 Q2400 F30.0;G00 X50.0;Z-20.0;G01 X16.0 F30.0;Z-15.0;G00 X100.0;Z100.0;T0202;G00 X21.0 Z-19.9 S800;G75 R0.5;G75 X16.0 Z-15.1 P1500 Q2400 F30.0;G00 X50.0;Z-20.0;G01 X16.0 F30.0;Z-15.0;G00 X100.0;Z100.0;

數(shù)控加工工序卡

3.2 球體部分精加工程序

O2001;T0101;M03 S1200;G00 X50.0 Z-0.5;G01 G42 X0 F80.0;G50 S2000;G96 S100;G03 X32.0 Z-42.39 R24.0;G97 S1200;G01 Z-52.5;X44.99;X50.99 W-3.0;G00 G40 X100.0 Z100.0;M05;M30;

4 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)FANUC 0i數(shù)控仿真后，得到加工零件如圖3所示，經(jīng)測(cè)量尺寸符合圖紙要求。生產(chǎn)實(shí)踐證明，該加工方案切實(shí)可行，能保證薄壁組合件的尺寸精度、形狀精度、位置精度，圖2仿真圖表面粗糙度和裝配質(zhì)量都滿足圖紙求，可為類(lèi)似零件和產(chǎn)品的機(jī)械加工提供一定的借鑒。