轴类零件数控加工工艺分析方法探析

张敏卿

摘 要：本文对轴类零件数控加工工艺分析方法做了详细介绍，提出零件加工工艺分析，主要从图样分析、确定加工方案、刀具选用、切削量选用、加工程序五个方面进行。

关键词：数控机床 工艺分析 程序编制

零件加工工艺安排的好坏直接影响零件的加工质量。在数控机床上加工零件时，是按照事先编好的加工程序自动对零件进行加工的。零件的加工程序中不仅包括零件的加工工艺过程，还包括切削量、进给路线、刀具尺寸及机床的运动过程。加工工艺方案的好坏不仅会影响机床效率的发挥，而且将直接影响到零件的加工质量。所以在编写零件加工程序之前要对零件进行合理有效的加工工艺分析。主要从图样分析、确定加工方案、刀具选用、切削量选用、编写加工程序五个方面进行。

一、零件图样分析

在进行加工工艺分析之前，首先要对零件图样进行分析。分析时主要从尺寸标注得是否合理、轮廓描述得是否清晰以及加工精度和尺寸公差如何得到保证等几个方面进行分析。

在进行尺寸分析时，主要看尺寸标注是否完整，零件轮廓描述得是否清楚。首先建立编程坐标系，找出零件的各个基点，通过所标注的尺寸进行基点坐标计算，以此来确定尺寸标注的完整性。

此外，还要对被加工零件的精度要求进行分析，如果图样上有位置精度要求的表面，那么就要考虑将具有相互位置精度要求的表面放到一次装夹中来完成，以确保加工精度得到保证。如果零件上具有表面粗糙度要求较高的锥度表面，在编程时就可以采用恒线速度切削的功能来保证。

二、确定加工方案

在制定零件的加工方案时，应根据零件的具体结构进行分析，经图样分析后，确定零件的加工过程，确定出合理有效的加工路线。通常所说的加工路线，指的是在数控加工中刀具刀位点相对于零件运动的轨迹。而零件的加工精度和表面粗糙度和加工路线有着密切的关系，加工路线安排得合理，零件的加工精度就容易得到保证；反之，零件的加工效率和加工精度很难得到保证。所以在确定加工路线时要认真考虑以下几个方面。

一是确定的加工路线应保证被加工零件的精度和表面粗糙度，并且效率高。

二是确定的加工路线应使基点坐标计算简便，以简化编程。

三是确定的加工路线应当是最短的，这样既减少程序段，又减少空走刀时间。应保证最短的空行程路线和最短的切削进给路线。

三、确定所用刀具

在数控机床加工中，零件的加工质量和加工效率在相当大的程度上受到刀具的制约。对于一些工艺难度较大的工件，需要对刀具的切削部分的几何参数做一些特殊处理，才能满足加工要求。数控加工刀具要根据加工要求和各个加工表面形状合理选择。所选用的刀具要具有比较高的刚性和精度，另外数控加工是连续完成的，所以要求刀具所用的断屑及排屑性能一定要好。

四、切削量的选用

数控机床加工中的切削量，是表示机床主运动和进给运动大小的重要参数，主要包括切削深度、主轴转速和进给速度。在加工程序的编制工作中，应把各种加工用量编入工序单内。零件的加工方法不同，切削用量的选择也会有区别，粗加工时一般以提高生产效率为主，但也要考虑经济性和加工成本。半精加工和精加工时，应在保证加工质量的前提下，兼顾切削效率、经济性和加工成本。

切削深度的选择和机床、夹具、工件及刀具的刚度有关。在刚度允许的情况下，应选择大的切削深度，减少走刀次数，尽可能一次去除加工余量，以便提高加工效率。有时为了提高零件加工表面的加工精度和表面粗糙度，要留0.2～0.5mm的精加工余量。

主轴转速n的选择，应根据允许的切削速度v和工件直径d及加工性质来确定，按计算公式v=πdn/1000进行计算。

进给速度Vf的选择，主要考虑零件的加工精度、表面粗糙度、所用刀具及零件材料。最大进给速度受机床伺服系统性能的限制，并与脉冲当量有关。粗加工时应选用较大的数值，精加工时应选择较小的数值，在切槽、切断时应选择较低的数值。

五、编写零件的加工程序

数控机床的加工精度高、质量稳定，是因为整个加工过程受控于程序指令，因此加工程序的编制是零件加工中的重要环节。编写加工程序时要了解所用机床的各方面性能及所具备的指令功能，然后根据数控机床规定的代码和程序格式编写出合理有效的加工程序。要将加工程序正确无误地输入到数控系统中并进行程序检验，从而完成零件的加工。

六、小结

总之，在编写零件加工程序之前，首先要对零件进行合理有效的工艺分析，以确保零件的加工精度和质量。

参考文献：

[1]陈洪涛.数控加工工艺与编程[M].北京：高等教育出版社， 2003.

[2]高枫，肖卫宁.数控车削编程与操作训练[M].北京：高等教育出版社，2005.

（作者单位：河北省保定市高级技工学校）