探究半圓弧凹表面的數(shù)控加工范文

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【摘要】數(shù)控加工可以通過數(shù)字控制技術(shù)實(shí)現(xiàn)對多樣、復(fù)雜的零件的自動(dòng)化加工。論文對半圓弧凹表面軸類零件的不同切削路線、數(shù)控加工工藝以及編程加工方法進(jìn)行分析，旨在通過本文的分析研究，強(qiáng)化數(shù)控加工技術(shù)在機(jī)械加工中的應(yīng)用。

1引言

半圓弧凹表面零部件在機(jī)械加工中具有較高的難度，也是機(jī)械加工中的一項(xiàng)重要內(nèi)容。在現(xiàn)代數(shù)字技術(shù)的發(fā)展推動(dòng)下，數(shù)控加工方法可以利用自動(dòng)化數(shù)字技術(shù)對復(fù)雜的機(jī)械零件進(jìn)行精準(zhǔn)、迅速的加工，對機(jī)械部件的加工以及機(jī)械工程的開展有重要的促進(jìn)作用。利用數(shù)控加工方法對半圓弧凹表面零部件進(jìn)行加工，是現(xiàn)代機(jī)械工程加工人員需要掌握的一項(xiàng)重要技術(shù)手段。

2半圓弧凹表面軸類零件的不同切削路線分析

進(jìn)行數(shù)控加工前，需要加工操作人員對零部件的圖紙信息進(jìn)行細(xì)致的觀察分析，對零部件的結(jié)構(gòu)性能等進(jìn)行充分的了解，根據(jù)零部件的不同結(jié)構(gòu)等選取與之相對應(yīng)的切削路線[1]。針對半圓弧凹表面軸類零件，操作人員可以采取以下4種切削路線。4種不同的切削路線的優(yōu)勢和劣勢各不相同，在對半圓弧凹表面零部件進(jìn)行加工前，需要對這幾種切削路線進(jìn)行分析[2]。（1）選取路線a和路線b進(jìn)行切削時(shí)，程序段數(shù)最少，但在刀具選擇上必須使用圓弧刀或角度小的尖刀；（2）在切削的走刀路線方面，d階梯形式是路線最短的，等徑圓弧次之，然后是臺階形式；（3）針對數(shù)控加工中的計(jì)算與編程工作，可以利用程序的循環(huán)功能進(jìn)行便捷計(jì)算與編程的是a、b、c3種路線，在計(jì)算編程的難易度上由簡到難的次序?yàn)閍、b、c；（4）對4種切削路線的金屬其效率以及切削力進(jìn)行分析，可以發(fā)現(xiàn)c臺階形式是最為合理的切削路線；（5）4種切削路線當(dāng)中a同心圓形式是精車余量最為均勻的路線，在加工中可以進(jìn)行合理的利用。

3刀具與機(jī)床選取分

帶有半圓弧凹表面的軸類回轉(zhuǎn)零件，零件的毛坯大小為準(zhǔn)62mm×60mm，零件使用的的材料是1Cr18Ni9Ti不銹鋼。針對不銹鋼材料的可塑性高、韌性和黏附性強(qiáng)以及導(dǎo)熱性能等特征，選取刀具時(shí)，要注重對刀具的硬度、抗黏附性以及強(qiáng)度等的要求，以保證切削工序的順利開展[3]。一般來說，選取制作材料為YW1及YW2硬質(zhì)合金的刀具較為合理。另外，在切削過程中，要對背吃刀量以及切削速度進(jìn)行合理的控制，保證切削效率。背吃刀量需要達(dá)到上道工序造成的硬化層厚度以上，切削速度需要保持在較低的水平。在對機(jī)床進(jìn)行選取時(shí)，要盡量選取功率較大的機(jī)床，同時(shí)要注意保證和提高機(jī)床、工件以及刀具的系統(tǒng)剛性。針對零部件的結(jié)構(gòu)、材質(zhì)等信息分析，在刀具選取上可以選擇機(jī)夾外圓車刀、60°硬質(zhì)合金機(jī)夾尖刀、機(jī)夾式硬質(zhì)合金粗車圓弧刀以及可轉(zhuǎn)位圓弧精車刀。

4工藝方法分析

對半圓弧凹表面零件進(jìn)行加工時(shí)，需要注意以下方面。1）針對半圓弧凹表面底部尺寸不易測量的問題，可選取量針測試法進(jìn)行測量，以保證測量的精確性。測量開始前，相關(guān)人員要保證量針的專業(yè)性與規(guī)范性，選取專業(yè)廠家生產(chǎn)制造的量針[4]。首先，將2根量針放置在零件兩側(cè)的凹圓弧槽中，再用千分尺測量出2根量針頂端的距離。量針測量方法可以在一定程度上保證測量的精確性，量針和凹圓弧的直徑差距在0.02～0.06mm時(shí)，可以有效提升測量工作的準(zhǔn)確度。2）在工藝實(shí)施順序以及進(jìn)給路線方面，要堅(jiān)持先粗后精、從近到遠(yuǎn)以及從大到下的原則，首先利用機(jī)夾式硬質(zhì)合金外圓刀粗車端面，并用硬質(zhì)合金材料的尖刀隊(duì)圓錐表面進(jìn)行加工。隨后，使用硬質(zhì)合金車圓弧刀對凹圓弧進(jìn)行切削，再用機(jī)夾式成形圓弧刀對凹圓弧進(jìn)行精車加工。在對裝夾方案進(jìn)行選擇時(shí)，可以使用三爪自定心卡盤定心夾緊的方式。3）針對圖例中提供的具有公差要求尺寸的零部件，在進(jìn)行數(shù)控加工編程時(shí)，要選擇上偏差與下偏差的平均數(shù)值。在對刀具偏置量進(jìn)行設(shè)置時(shí)，可以利用試切削對刀法。先利用外圓偏刀對外圓和端面進(jìn)行試切，同時(shí)在數(shù)控系統(tǒng)中輸入刀補(bǔ)值，在此基礎(chǔ)上對開展尖刀對刀。

5半圓弧凹表面數(shù)控加工的編程與加工分析

針對不同的零部件結(jié)構(gòu)和機(jī)床性能，在進(jìn)行編程和加工時(shí)，要有針對性和選擇性，將半圓弧凹表面零部件以及機(jī)床的相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析整合，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)高效高質(zhì)的數(shù)控加工。以大連機(jī)床廠的FANUC-0i型號數(shù)控車床為例，該數(shù)控機(jī)床的加工程序已實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的運(yùn)行，零件的尺寸和位置以及零件表面的光潔程度都能達(dá)到技術(shù)圖紙的規(guī)范要求[5]。根據(jù)零部件圖紙的規(guī)范要求，部件的底部尺寸為準(zhǔn)49.96～準(zhǔn)49.98mm,通過計(jì)算可以得出零件表面的直徑需要在準(zhǔn)58.95～準(zhǔn)58.97mm的范圍內(nèi)，圓弧底徑為49.96mm。在實(shí)際加工過程中，可以采取車削圓弧凹表面通過粗車—半精車—精車加工的過程進(jìn)行加工，該加工方法能夠?qū)Π雸A弧凹表面數(shù)控加工的效率進(jìn)行大幅度的提升，使加工質(zhì)量和速度得到有效的保障。同時(shí)，此加工工藝的選取還可以使加工過程中對精車圓弧刀以及半精車圓弧刀的損傷降至最低，進(jìn)而延長刀具的使用時(shí)間，實(shí)現(xiàn)節(jié)約生產(chǎn)加工成本的目標(biāo)。

6結(jié)語

綜上所述，數(shù)控加工的方式可以對結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜的含有半圓弧凹表面結(jié)構(gòu)的零部件進(jìn)行高效的加工，在加工過程中，要對零部件的結(jié)構(gòu)性能、刀具選取以及加工工藝進(jìn)行調(diào)研分析，在此基礎(chǔ)上選取合適性能的機(jī)床進(jìn)行零部件加工工作。

【參考文獻(xiàn)】

【1】盧海濤.淺析半圓弧凹表面的數(shù)控加工[J].科技資訊,2015,13(18):81-82.【2】張孟陶.數(shù)控宏程序車削凹圓弧異形螺紋探索[J].現(xiàn)代職業(yè)教育,2017,20(9):11-12.

【3】張鍵.圓弧凹槽與圓弧螺紋的一體化數(shù)控加工[J].科技展望,2016,26(3):18-19.

【4】余娟,韓秋燕,王冰,等.含端面圓弧凹槽的軸類零件數(shù)控車削研究[J].機(jī)械制造,2015,53(1):44-45.

【5】姚偉德.數(shù)控銑削中圓弧面加工方法探討[J].產(chǎn)業(yè)與科技論壇,2015,22(1):73-74.

作者：王春平 單位：山東省濰坊市技師學(xué)院