轴类零件数控车削加工工艺与技术研究

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轴类零件数控车削加工工艺与技术研究

童　蔚

（中国航发湖南动力机械研究所,湖南 株洲 412002）

摘　要：随着全球生产技术步入知识经济时代，在新兴科技和互联网等技术带动下，制造业依靠创新引领，实施技术更新和转型已经迫在眉睫。数控加工技术是工业和制造业生产的基础，是一个国家的工业化水平最显著的标志，数控技术与互联网+深度融合，向高精尖新方向发展经济是当前发展的趋势。本人主要阐述了传统数控车削技术的发展概况，对轴类零件数控车削深加工经验、方法和工艺进行了全面的总结，最后提出了轴类零件数控车削加工中应该注意的事项、要点和一些改进的方法。关键词：轴类零件；数控加工；工艺方案DOI:10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.18.050

1　轴类零件数控车削加工方案的确定

　　轴类零件在进行数控车削操作时候，是一个需要综合考虑的完整的过程，对于加工方案的设计需要考虑加工精度要求、零件外形特征和材料等多方面的因素，然后才能制定相应的加工过程，如何选择车刀的技术参数，最后编制出该零件的数控加工代码。数控车床加工是计算机控制的高精密的加工操作，要想实现高水平的数控加工操作必须要掌握数控加工的内在原理，操作员对工作原理必须了如指掌，准确把握。在编制加工工序时，务必要注意走刀的程序编辑工作对数控车床的工作原理要有清晰的认识，编程人员要正确规划车刀的走刀路线，尤其是决不能出现“撞刀”的情况。一个科学、合理的数控加工操作方案是保证加工质量和效果的根本保证，同时也能提高生产效率，把企业生产加工的成本降低到最低限度。1.1　深入掌握轴类零件的加工要求

　　在零件进行数控车削加工之前需要做一些准备工作，第一步要对加工零件图进行全面和深入的研究，轴零件精度要求和形状特征等都需要准确的分析，第二部是确定加工轴零件的车削工序和整个流程，这是保证加工精度和质量的关键。一般而言，轴零件的加工要求通常包括两点：首先要保证轴零件的几何形状技术参数必须在规定误差范围之内，诸如圆度精度和圆柱度精度要求等；另外，在保证零件轴向基本技术参数的精度要求后，还要保证零件径同轴度和圆跳动等技术要求。

1.2　选择合适的轴类零件加工工艺

　　经过对加工零件图的深入分析，充分了解加工材料特性以及精度要求等相关事项后，数控操作师傅要制定出相应的数控车削加工工艺和技术路线。在车削加工操作之前，还需要做一些准备工作，比如预加工以及锻铸件的热处理等工，起重正火、退火等预处理工序是非常必要的，防止零件加工后出现应力变形而造成报废等事情。按照加工要求，对其中一部分毛坯要做淬火加高温回火处理等处理工作，来改善毛坯的综合机械性能。1.3　零件定位和固定

　　对轴类零件实施车削加工之前必须要对其进行科学和合理的定位，只要定位准确才能顺利的进行加工操作。科学和合理的定位是高精度车削加工的基础。在车床加工中，我们一般是选择三抓卡盘和顶尖来对加工轴零件实施定位和加紧。这种方式不但操作起来方便，容易掌握，而且还能满足基准重合和降低装夹次数等优势，提高了加工效率。

1.4　刀具和切削参数的选择

　　在数控机场进行车削加工中，是通过车刀的进给运动来实施加工作业的。零件加工中需要根据零件图、材料特性以及精度要求来选择合适的车刀，这包括车刀种类、特征特性以及适用范围。一旦选定了合适的车刀，在进行零件加工中切削速度、进给量和背吃刀量是最重要的三要素，也是最终决定产品质量的重中之重。一般来说，切削速度越快，进给量和背吃刀量越小，零件的加工表面越光滑，加工质量越高。但是，切削三要素的选择要符合经济性原则，进给量和背吃刀越小，零件的加工时间越长，加工成本也会越高。因此，需要根据刀具、

加工零件材料、机床刚度，选择合适的加工参数。

1.5　确定正确的走刀路线

　　车削加工之前，先要对轴零件进行合理的定位和紧固，然后就是要进行对刀，选择最佳的对刀点。该过程是车刀的刀位点正确进入工件坐标系的关键。选择最佳、最理想的对刀点是本次车削加工成功的关键。同时，在完成选择最佳的对刀点之后，下面就要规划走到路线和过程，走到路线就是车削加工中车刀所走的路径和过程。当车刀走完该路线后，就能完成零件的加工过程。走刀路线的指定需要根据零件的外形尺寸及加工余量进行确定。只有走到路线规划完成后，才能进行数控机床的程序代码编制工作，通过数字化程序代码来完成模拟量走到路径。数控加工代码编制通常有两种方式，第一种是编程人员根据图纸进行手工作业完成，这种方法比较传统，但比较简单，省事。另外一种方式就是将零部件的三维模型输入到计算机数控编程软件，再输入切削参数，自动得到正确的数控车削加工代码，这种方法比较适合于加工路线较为复杂的零件。

2　样件试制

　　在完成加工工序、方案以及数控程序代码编制以后，需要对工序方案进行加工试验和验证，即进行样件的试制，来检测加工方案的实际完成质量和情况。在试制过程中，车床操作人员需要调低数控车床的进给倍率，降低车刀的进给速度，并在样件的试制过程中时刻观察车刀的位置。当车刀运行路线与预期路线不符或者可能会发生撞刀时，要立刻停止车床的运行。当样件制作成功后，需要根据轴类零件图纸对零件尺寸和技术要求进行检测。符合生产要求后，就可按照该生产工艺方案进行零件的大批量生产。

3　轴类零件数控车削加工工艺存在的问题

　　在完成零件车削加工工序和程序编制以后，在实际的加工作业过程中，经常会出现欠切削或者过切削等事情、刀具磨损也是时常会出现的，这些情况都会降低加工质量，产生加工报废等问题，是车削加工过程中必须要面对的问题。对于如何消除欠切削或者过切削等现象，笔者认为可以采用圆弧与直线、圆弧与圆弧相互连接等方法，同时必须要充分考虑到车刀具半径的存在，尽量消除掉欠切削或者过切削问题。该问题可以通过自动编程软件中的刀具半径补偿功能对刀具半径进行自动补偿，从而解决欠切削或过切削问题。

4　结语

　　通过对上述的阐述，我们可以看出数控车床进行轴零件加工是一个系统的过程，不同的材料和加工精度要求，就需要制定不同的加工方案，选择不同类型的刀具，同时要选择正确的对刀点和走刀路线，只有这样才能保证加工质量和要求，提高产品加工效率和综合经济效率。在对轴类零件进行数控车削中，也会出现欠切削和过切削等现象，这需要采用直线和圆弧相结合的走到路线，来保证精准的加工。刀具磨损问题导致的加工尺寸不正确、切削过程中出现卷屑等现象进行分析研究，通过采取一定的措施，以降低这些现象对工件加工质量的影响。