CNC6140D车床加工多阶梯轴的工艺探讨

摘 要：轴类零件主要用于带动齿轮、带轮、凸轮以及连杆等传动零件的转动以传递力矩和承载负荷。多阶梯轴承类零件属于同心转动零件，一般由同心圆体轴的内外圆面、圆锥外圆面、内孔和牙型螺纹及相应的端面所构成。根据加工零件形状的不同，多阶梯轴类零件可分为光轴、阶梯轴、空心轴和曲轴等。本论文所加工的零件—— 典型轴类零件则属于阶梯轴。

关键词：多阶梯 工艺 轴类零件

中图分类号：TG51 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2013）07（b）-0108-01

1 轴类零件的加工要求和方法

1.1 多阶梯轴类零件加工方案的选择方法

同心柱体外圆加工的方法很多，加工路线可总结为四条。

（1）粗加工—半精加工—精加工。对于一般加工材料，这是常用于外圆面加工使用的工艺方法之一；（2）粗加工—半精加工—粗磨—精磨；（3）粗加工—半精加工—精加工—金刚石磨。对于有色金属，用磨削加工通常达不到所要求的精度，因为有色金属一般软度比较大，沙粒容易堵塞空隙，因此其最终工序大多采用精加工和金刚石磨进行精细度的精加工；（4）粗加工—半精加工—粗磨—精磨—光整加工。一般用于黑色金属材料的淬硬零件和精度要求高的加工工艺。

1.2 多阶梯轴类零件加工的技术要求

尺寸精度。多阶梯轴类零件的主要轴颈面常为两类，一类是与轴承的内延配合的外圆轴颈，即支承轴颈，用于确定轴的位置并支承轴，尺寸精度要求较高，通常为IT5～IT7；另一类是与各类传动件配合的轴颈，即配合轴颈，其精度稍低，通常为IT6～IT9。

表面粗糙度。多阶梯轴的加工表面一般都有一定粗糙度的要求，粗糙程度主要根据零件加工的难度和成本来确定。

2 多阶梯轴类零件加工的技术工艺

2.1 镗孔工艺

根据工件的加工要求，可选择三种镗削方案。

第一种方案：工件钻孔—扩孔后，安装多刃镗刀，镗孔后再倒角。多刃镗刀镗孔，镗刀片是浮动的，两个对称的切削刃产生的切削力，自动平衡其位置。（1）加工质量较高刀片浮动可抵偿偏摆引起不良影响较宽的修光刃可减少孔壁粗糙度值。（2）生产率较高，两刀刃同时工作，故生产率较高。（3）刀具成本较单刃镗刀高浮动镗刀主要用于批量生产，精加工箱体零件上直径较大的孔。（4）对机床性能要求较高，两个刀具同时加工使切削力增大，但如果遇到机床加工能力有限的情况，可能导致引起切削振动，影响加工零件精度和粗糙度要求。

第二种方案：在同一根镗杆上安排粗、精切镗刀来承担零件余量的切除，加工时两把镗刀都不能同时进行工作。采用这种方案虽然可以大幅度降低切削力，但镗杆长度增加了两倍，对镗杆的韧性和强度要求较高，与此同时由于不能两把刀具同时工作，单件加工工时也就增加了一倍，降低了生产效率。

第三种方案：重新增加一台机床，即增加一台半精镗床来承担零件余量的精加工。该方案虽然可以解决加工效率、不削弱镗杆的刚性和强度，也不存在切削力过大的问题，但工件加工成本太高。

2.2 螺纹加工工艺

2.2.1 加工螺纹前的尺寸分析

数控车床对螺纹的加工需要非常准确地对工件进行尺寸分析，加工螺纹所需的尺寸计算分析主要包括以下两个方面：（1）螺纹加工前原件的材质、规则度、直径等。考虑螺纹加工牙型的膨胀量。（2）螺纹加工进刀量。螺纹加进刀量可以参考螺纹底径，即螺纹刀最终进刀位置。螺纹小径为：大径-2倍牙高；牙高=0.54P（P为螺距）。

2.2.2 多阶梯轴类螺纹的编程加工

就现在的机械加工现状来看，针对中国广泛使用的数控车床，螺纹切削一般有三种加工方案：G32直进式切削方法、G76斜进式切削方法和G82直进式切削方法，由于切削方法的不同，编程方法也相应有所区别。我们在操作使用上要对材料的性质、粗糙度、规则度及加工要求等进行综合分析，争取加工出精度高的零件。

2.2.3 综合分析加工粗料

零件的加工程序要严格控制，对设计全面掌握，精确到每一步，这样加工出来的零件才能完全符合设计要求。数控车削加工应注意以下几方面：（1）构成零件轮廓的几何条件。运用手工编程来进行车削加工中时，必须计算精确每个节点的坐标；运用自动编程加工时，必须对构成零件轮廓的所有几何元素进行定位。在零件图的分析方面应注意：①零件图上有无遗漏掉某些必须有的尺寸，导致其几何条件不完整，影响到零件轮廓的构成；②零件图上的图线位置或尺寸标注是否清晰；③零件图上给定的几何条件是否合理，减少数学处理难度。④零件图上尺寸标注方法应针对相应的数控车床加工特点，须以同一基准标注尺寸或直接给出坐标尺寸。（2）分析零件图样尺寸精度的要求，与此同时进行一些尺寸的换算。在利用数控车床车削零件时，常常对零件要求的尺寸取最大和最小极限尺寸的中间值作为编程的尺寸依据。（3）形状及位置精度的要求。加工时要按照加工各种要求确定零件的定位基准点和测量基准点，还要根据不同数控车床的特殊需要进行一些技术性的特殊处理，以便精准的控制零件的形状和位置精度。

3 结语

CNC6140D车床加工多阶梯轴的工艺规程及确定加工路线的方法较为多样、灵活，在加工时对数控机床性能的检测及加工工艺的选择上主要必须对加工对象的不同区别对待，进行深层次的分析，对加工对象和技术要求能否达到设计所规定的要求非常重要。

参考文献

[1]庞浩.数控加工工艺[M].浙江大学出版社，2005.

[2]余英良.数控加工编程与操作[M].高等教育出版社，2003.