浅析圆弧轴数控车削加工工艺

王宝忠

摘 要：随着科技的不断发展，数控技术在企业中发挥越来越重要的作用。数控加工制造技术正逐渐得到广泛的应用，对零件进行编程加工之前，工艺分析具有非常重要的作用。对于圆弧轴数控加工工艺进行分析，充分发挥数控加工的优质、高效、低成本的特点。

关键词：圆弧轴；数控车削；加工工艺

1 数控机床

与普通机床相比，数控机床具有以下特点：适应性强、加工质量稳定、生产效率高、加工精度高、工序集中、减轻劳动强度。数控机床能实现多个坐标的联动，能完成复杂型面的加工。当改变加工零件时，数控机床只需更换零件加工的NC程序。因此，生产准备周期短，有利于机械产品的迅速更新换代。

2 圆弧轴加工

2.1 数控机床选择

在选择数控机床时，即要考虑其生产的经济性，又要考虑其适用性和合理性。数控机床的工作区域尺寸必须与所加工零件的外形轮廓尺寸相适应。选用的数控机床精度应与工序要求的加工精度相适应。选用数控机床应与现有设备条件相适应。即要充分利用现有的设备，又要充分考虑生产的发展方向规模，以及添置新设备的可能性。根据毛坯的材料和类型、零件轮廓形状复杂程度、尺寸大小、加工精度、工件数量、生产条件等要求，选用经济型数控车床可达到要求。

2.2 加工路线和加工顺序

加工路线的确定原则主要有以下几点：应能保证零件的加工精度和表面粗糙度的要求，且效率高。应尽量缩短加工路线，既可以减少程序段，又可以减少刀具空程移动时间。应使数值计算简单，以减少编程工作量。此外，确定加工路线时，还要考虑工件的加工余量和机床、刀具的刚度等情况，确定是一次走刀，还是多次走刀完成加工。

2.3 加工工序编排

在数控机床上加工零件，工序可以比较集中，一次装夹应尽可能完成全部工序。常用工序划分原则有：保证精度、提高生产效率。数控加工要求工序应尽可能集中，通常粗、精加工在一次装夹下完成，为减少热变形和切削力变形对工件的形状、位置精度、尺寸精度和表面粗糙度的影响，应将粗、精加工分开进行。此时可用不同的刀具进行加工，通常在一次安装中，不允许将零件的某一部分表面加工完毕后，再加工零件的其他表面。对轴类零件，将待加工面先粗加工，留少量余量再精加工，以保证表面质量要求。对轴上有孔、螺纹加工的工件，应先加工表面而后加工孔、螺纹。

3 圆弧轴加工工艺

3.1 零件图分析

图1是某零件的加工工艺图纸。零件长度为138mm，从右到左依次为：长20mm、公称直径为30mm、有2mm的45°倒角的双头螺纹；长5mm、公称直径为26mm的退刀槽；长10mm的53°锥面；长10mm直径为36mm的圆柱面；依次相连半径为15mm的逆弧面、半径为25mm的顺弧面、直径为50mm的球面和半径为15mm的顺弧面；长5mm、公称直径为34mm的槽；长15mm的30°锥面；长10mm、公称直径为56mm的圆柱面。该零件表面由圆柱、圆锥、顺圆弧、逆圆弧及螺纹等表面组成。其中多个直径尺寸有较严的尺寸精度和表面粗糙度等要求；球面Φ50mm的尺寸公差还兼有控制该球面形状（线轮廓）误差的作用。视图正确，表达直观、清楚，绘制符合国家标准，尺寸、公差、表面粗糙度以及技术要求的标注齐全、合理。

分析零件图可知：Φ26-Φ36锥面、Φ30圆柱端面和Φ26圆柱端面表面粗糙度Ra为3.2μm，其余表面粗糙度Ra为6.3μm。零毛坯材料为45#，强度、硬度、塑性等力学性能好，切削性能、热处理性能等加工工艺性能好，便于加工，能够满足使用性能。毛坯下料为Φ60mm×145mm。

3.2 加工方案

经过分析零件的尺寸精度、几何形状精度、位置精度和表面粗糙度要求，确定如下加工方法：①对图样上给定的几个精度要求较高的尺寸，因其公差值较小，故编程时不不必取平均值，而全部取其基本尺寸即可。②在轮廓曲线上，有三处为圆弧，其中两处为既过象限又改变进给方向的轮廓曲线，因此在加工时应该进行机械间隙补偿，以保证轮廓曲线的准确性。③为便于装夹，胚件需在左端，右端面也应先粗车出并钻好中心孔。采用一夹一顶的方式，毛胚选Φ60mm棒料。④用手动中心钻钻孔，再用Φ18的麻花钻，再用镗刀粗精加工。⑤外圆表面：粗车—精车。⑥外螺纹：在精车的外圆表面分数次进给加工。

3.3 加工工序

①工序一加工工艺：a.工件伸出三爪自定心卡盘外145mm，找正后夹紧。b.手动车工件右端面。c.打中心孔。d.用活顶尖顶住中心孔，完成一夹一顶装夹方式。e.用Φ18mm的麻花钻，再用内镗刀粗精加工。

②工序二加工工艺：a.调头装夹，用93°外圆刀车粗车Φ56×142，外径留0.5mm精车余量（以下各粗车直径处均留0.5mm精车余量）。b.粗车Φ30×45外圆。c.粗车Φ36×25外圆。d.用切槽刀车26×5退刀槽，再用切槽刀倒左、右兩端C2角。e.用90°外圆刀车右端圆锥。f.用硬质合金尖刀循环车削右端圆弧轮廓。g.用硬质合金尖刀精刀精车工件所有轮廓。h.用螺纹车刀车M30×2双头螺纹。

[参考文献]

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