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弧面轴零件数控加工工艺

2021-11-30 17:38:13数控基础访问手机版358

在数控机床上加工零件,与普通机床有所不同,不仅要考虑夹具、刀具、切削用量等常规工艺的选择,更要考虑对刀点、编程原点等设置,在保证质量的前提下,尽可能提高机床的加工效率。
以图一所示的轴类零件为例,要在数控机床上完成此单个零件的车削,首先要进行工艺分析,确定工艺方案。

弧面轴零件数控加工工艺

常见的工艺方案有两种,分别为表一和表二。

表一


序号

工序名称及加工程序号

工艺简图
(标明定位、装夹位置)
(标明程序原点和对刀点)

工序号及内容

刀具号

备注

1

车工件右端内腔及车外圆ф39*50(工艺要求)
程序号
O1001

弧面轴零件数控加工工艺

1、钻孔

 

 

2、车端面

1#

 

3、车外圆

 

 

4、锁ф18孔

2#

 

5、螺纹内孔

 

 

6、切内槽

3#

 

7、车内螺纹

4#

 

2

车工件左端外形各栏尺寸及内腔各孔尺寸
程序号
O2002

弧面轴零件数控加工工艺

1、钻孔(接通)

 

 

2、车总长

1#

 

3、车ф29*45外圆

 

 

4、切外槽

5#

 

5、车外螺纹

6#

 

6、镗ф18孔

2#

 

7、镗ф20孔

 

 

8、镗内锥孔

 

 

3

车ф30及外圆弧
程序号
O3003

弧面轴零件数控加工工艺

1.                   车ф30外圆

1#

三爪装夹处需用内螺纹专用夹套,右端用专用外螺纹闷头,顶持

2、车ф34*ф30*10外锥

 

3、车外圆弧

 

 

 

表二
一、
弧面轴零件数控加工工艺
1、车工件左端面
2、车工件左端外圆弧至工件总长的1/2处
3、车工件左端内腔

二、
弧面轴零件数控加工工艺

1、车工件端面至总长尺寸
2、车工件外形与原外圆弧相接
3、车工件右端内腔[yao_page]

 

一、夹具和工件装夹方法的比较
比较两种工艺方案,在夹具选择方面,都选择了数控车床上的最通用的夹具——三爪卡盘。但是,方案一,除了使用卡盘,还采用了顶尖,为一夹一顶的方式,采用此方式,必须预先车削辅助夹套(如图);方案二,不需要辅助夹套,可省下车削夹套的材料和时间,但是,在调头装夹后,只装夹了工件的很短的一部分,对于像本例中比较细长的轴类零件的车削,存在装夹不安全的因素,并且由于装夹不可靠,还会引起工件同轴度的误差,造成废品。
弧面轴零件数控加工工艺

因此,尽管方案一较为烦琐,但是,装夹可靠,并能保证此细长轴类零件的同轴度要求,在夹具的选用中,方案一较合适。
二、刀具的选择及对刀点、换刀点的位置。
1、刀具的选择
与普通机床相比,数控加工时对刀具提出了更高的要求,不仅要求刚性好、精度高,而且要求尺寸稳定、耐用度高、断屑和排屑性能好,同时要求安装调整方便,满足数控机床的高效率。本例中,两种方案采用了类似的刀具,分别为:
1号刀? 大偏角刀? 如图
弧面轴零件数控加工工艺
2号刀? 镗刀
3号刀? 内切槽刀
4号刀? 内螺纹刀
5号刀? 外切槽刀
6号刀? 外螺纹刀
1号刀为大偏角刀,分别用来车削端面,外圆及圆弧,采用较大的副偏角,可以避免连圆弧时产生过切现象,但是在两种方案中,方案一中间连续的圆弧在一次车削中完成,能保证圆弧的光滑连接、方案二中间连续的圆弧通过调头车削来完成,接刀处会产生明显的接刀痕迹,相比方案一有所欠缺。
2号刀为镗刀,用于内孔的加工,由于工件的孔较深,且直径小,对于镗刀的要求较高,故采用了切削刃口(刀夹)位置在镗杆直径为1/2处这样处理,可增大镗杆的直径,从而提高镗刀的刚性。
3号刀内切槽刀、4号刀内螺纹刀、5号刀外切槽刀、6号刀外螺纹刀,方案相同。
2、对刀点、换刀点的位置。
工件装夹方式确定后,即可通过确定工件原点来确定工件坐标系。如果要运行这一程序来加工工件,必须确定刀具在工件坐标系开始运动的起点。程序起始点或起刀点一般通过对刀来确定,所以,该点又称为对刀点。在编制程序时,要正确选择对刀点的位置。对刀点设置原则是:(1)便于数值处理和简化程序编制;(2)易于找正并在加工过程中便于查找;(3)引起的加工误差小。对刀点可以设置在加工零件上,也可以设置在夹具或机床上。在本例中,两个方案均运用了工件右端面与轴线的交点作为对刀点,完全符合对刀点的设置原则,对刀点都处理的较好。而换刀点的选择,以换刀时不碰工件或其他部件为准,两方案均选在了离对刀点x、z方向分别为100,100的位置,处理也较好,纵观夹具和刀具的选择,方案一的方法对于保证零件精度较为有利,方案二容易造成装夹不安全,同轴度严重超重,外圆弧接入处痕迹明显等问题,较难达到零件加工要求。因此,采用方案一较合适。