非单调轴类零件的数控加工工艺分析

黄瀚滢

摘 要：对于非单调轴类零件的数控加工工艺，关键技术在于对零件的工艺处理，包括加工工艺、加工技术等重要的环节，尤其是当今的技术不断进步，已经实现了零件加工的数字控制，因此对于细致化、优化技术的要求更高。本文围绕数控加工非单调轴类零件工艺展开分析，提请从事数控加工的同仁在技术改进和完善上进行不断的研究。

关键词：非单调轴类零件；数控加工；工艺分析

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.06.049

数控机床的使用如今在工业制造领域已经十分广泛。随着技术的不断进步，一些原有的在零件加工工业上的已经得到了妥善的解决。与普通机床的加工工艺不同，数控机床的加工工艺以及加工流程，更加复杂。本文对非单调轴类零件展开论述，包括非单调轴类零件内的轴径外零件，零件的加工工艺，轴类零件加工的难点等等。对数控编程及加工工艺进行分析，总结数控机床工艺路线的特征以及优势，期望对于研究如何提高数控机床加工工艺的加工效率具有参考价值。

1 数控加工中的典型工艺处理方法

（1）根据数控加工典型工艺处理方法的要求，为了不产生大量的误差，往往采取局部分散的标注方法，将数控编程中的源点集中在引注和坐标式尺寸之下，零件图中所有点、线、面直接给出坐标尺寸，或者以编程原点为基准，同一基准引注尺的尺寸称为标注法，这种标注法在数控编程中便于编程，防止使用特性方面时，由于重复定位精度及数控加工精度，而且便于尺寸之間的相互协调，当零件设计人员考虑装配的时候，应注意保持设计、工艺、检测基准与编程原点设置的一致。给数控加工与工序安排带来很多不便。这种工艺处理方法既不会产生较大的累积误差，也不会破坏零件的使用性能，适合在改动局部的时候集中引注或散标注法尺寸。（2）两轴或两轴以上插补加工时，刀路尽量使用简单刀路。在两轴位置增益不相同时，选用0度或是90度方向切削零件。为避免出现轮廓误差，平行刀路最好选择较长的边作为其进给方向。对于数控铣床加工零件，因为不存在轮廓误差必须使零件的直线轮廓平行或垂直于坐标轴，强调单轴插补加工的物理意义，以提高零件的加工精度。（3）在留精加工余量时注意刀路的材料去除量要均匀，因为突然改变料投入切削量，会对刀具和机床减小冲击产生。

2 加工零件图的工艺分析

本文所举数控车床的数控系统零件结构如图1所示。零件材料采用45钢，毛坯尺寸为Φ28×60mm，在无热处理和硬度的要求前提下，对之进行数控的工艺分析。

该零件经过加工后，表面的组成包含了圆柱、非圆曲面以及螺纹。表面的精度要求步入直径尺寸的精度要求那么严格。

3 加工工艺设计

（1）手工编程加工工艺路线设计。工步1：装夹方式采用车削端面的方法，对装夹棒料外圆柱面进行编程。工步2：遵循0-A的轨迹，在左端进行车削处理。首先进行编程，然后将编程指令输入加工螺纹，包括外圆车削循环指令G71以及精车循环指令C70，螺纹加工采用指令G92等。工步3：车端面夹持Φ24的圆柱，Φ27的圆柱调头装夹，总长57.8mm，左端面保证定位。工步4：在舒服循环指令和精加工指令后，遵循E-A的加工轨迹，采用55°的外圆车刀进行操作，并对加工过程中的刀具的副偏角进行干涉。

（2）选择刀具。外圆车刀具角度要大于30°，根据工艺分析，尖角应经过精加工，外圆加工的大小采用车刀做粗的方法，刀片的加工精细程度决定了刀片的强度，案例中加工刀具使用55°的外圆，使用刀补防止在加工C处产生过切。精加工过程中刀尖圆弧半径为0.2mm，螺纹加工的刀具加上刀补参数选择为螺纹形状，螺距大小60°切槽刀的刀宽3mm。

4 工艺之间的对比

采取的编程方法不一样的话，工艺的方法也就会有所不同，以上的两种方法都有各自好的和坏的一面。该零件在实际加工中采用手工编程加工工件的左端比较方便，程序相对来说比较简单，对于右端的加工采用自动编程加工效率更高。

5 对非单调轴类零件进行车削加工

由于加工的难度较高，因此在进行车削类加工的过程中，如果要达到工艺的要求，就要采用非单调类的零件，将其坯料加工到符合一定设计要求的棒料，加工设备为具有数字处理和数控加工技术的数控车床。如图2。

工艺制定中易出现的几种问题。问题一：整个手柄曲线按一次精车处理切削量太大，若刀具选择不当导致无法加工，应在点A或点C处产生刀具干涉。问题二：整个手柄曲线按G71指令，对附近刀具以及两圆弧交点进行干涉，C处外圆粗循环切削、G70指令精加工。如无法加工可采用削量加大的方法处理加工工艺。

6 结语

非单调轴类零件不容易加工，这时候，数控工艺就成了加工的关键。但是不同的编程方法产生不同的刀具路径，零件加工的效率和质量和不同编程方法产生的不同刀具路径紧密相关，我们可以通过分析工艺方案和编程方法，对其优化设计，以提高加工效率。

参考文献：

[1]唐霞，谢利民.典型零件的加工工艺及其优化[J].机床与液压，2013，41（02）.