浅谈轴类零件加工数控编程与仿真

谢志波

摘要：本文先對轴类零件加工特点进行简析，然后以实际案例为基础，对轴类零件的加工过程中的数据和仿真进行详细阐述。

关键词：轴类零件；加工；数据编程；仿真

轴类零件是五金配件中最典型的一个零件，经过对轴类零件的运用，可以支撑传动零部件，将扭矩与承受荷载进行传递。通过数控加工，可以让生产方式更加智能化和集成化。在这个过程要使用有效的方式对数控机床进行合理的控制与应用，使其能够发挥自身的重要作用。通过对轴类零件的加工和仿真，可以让零件更加符合标准要求，使其能够在机械的运转中发挥重大作用，提升机械的工作效率。

一、轴类零件加工的特点

在对轴类零件进行加工时，经常使用的加工方式就是车削和磨削，其加工工艺比较复杂，同时也体现出一些特点：其一是在正式加工之前要精准预备加工，预备加工主要是进行校直、切断以及钻中心孔等。在进行钻中心孔工作时，要保障中心孔有足够大的尺寸与精准锥角，由于中心孔在加工时会承载零部件的重量和切削力，所以尺寸过小或者是锥角的不精确都会让中心孔与顶尖被磨损；其二是零部件定位基准，在对轴类零件进行加工时，通常使用两中心孔当做定位基准。在加工外圆是先加工轴两端面与钻孔中心，为后续的加工作业奠定基础。轴类零件外圆、锥孔以及螺纹等表面设计标准都是轴的中心线，所以选择两中心孔定位符合基准重合的原则；其三是外圆车削和磨削。外圆车削是机械加工中常用的一种加工方式，工艺范围十分广泛，在加工的时候要依据毛坯制作的精度与工件精度要求来实施。磨削则是为了保障工件外圆的磨削进度，在经过热处理之后要进行中心孔的研磨，并且要实现较细的表面粗糙度。

二、轴类零件的数控编程与仿真

（一）数控编程

零件的数控编程一般是手工编程与自动编程两种，手工编程主要是对零件图进行分析，然后确定相关的加工工艺，对相关的数值进行计算，编写零件加工程序单。就以下面这个零件为例子（如图1），图中的工件是由圆弧、圆锥以及螺纹等构成，是一个综合性的轴类零件，在加工的时候要从内到外进行。在进行编程的时候要先粗后精，先近后远以及先里面后外面的顺序，要遵守程序段最少和走刀路线最短的原则。在编程的时候要注重理论的实际运用，经过大量的实践将学习的知识进行有效的验证。在编程过程中，经常是取零件要求尺寸的中值来当做编程依据。若是在实际操作过程中遇到了比机床规定还要小的编程单位时，要尽可能的向最大的尺寸靠近。编程的时候要尽量遵循各点重合的原则，通俗一点来讲，就是编程原点要与设计基准、对刀点位置尽可能的重合，这样能够降低因为基准不重合而导致的加工误差。在编程的时候要合理的运用切断到倒角，切断面带倒零件在批量的车削加工中比较常见，为了方便切断工作，避免掉头倒角，可以使用切断刀，并且在此过程中要完成车倒角与切断两个程序。在同时切刀中有两个刀尖，在编程的时候要考虑使用哪个刀尖和刀宽的问题，以防在后续的加工中出现失误。

图1

（二）仿真

在加工生产过程中，使用数控进行加工分账能够对加工程序几何精准性进行严格的检验。在实际工作中，使用数控加工仿真，可以经过图形的综合和动画的方式对加工过程进行合理的调节。经过仿真能够让零件外形与尺寸更加符合标准与实际要求，可以预防刀具、夹具在生产中被损坏的问题。经过对轴类零件加工的仿真，可以对数控加工参数的科学性进行检验。数控加工参数会对零件表面质量与精度形成直接性影响，同时也会影响到刀具性能与寿命。经过对仿真系统与技术的运用，能够对加工参数进行合理调整，提升加工产品的质量与效率。在进行零件加工的仿真工作时，一般会使用一些仿真软件，现在比较常用的仿真软件有很多，比如宇龙、斐克等。比较常见的仿真软件都有最基本的工作界面，在实际操作过程中，首先是将前面编写的程序导入进去，然后再导入刀具。在仿真软件中有自带的刀具库管理程序，其中 有外圆车刀、螺纹刀、钻头、镗刀、割刀、内割刀以及内螺纹刀等等，在仿真过程中可以对这些刀具的直径、宽度以及转速进行设置。然后就是设置毛坯，毛坯设置之后就开始正式的加工。加工的时候可以选择透明模式，方便对加工过程进行直接观察。在仿真的过程重要注重程序输入的正确性，对模拟机机床的回零情况进行检查，执行程序是要观察仿真过程是否符合要求。如果在其中发现一些问题，要对程序进行再次的编写，直到其符合要求为止。在工件装夹好之后，要试切对刀，并且将刀的数据录入到数控系统中。在第二次的装夹过程中，要把工件进行调头装夹， 重新试切对刀，并且也将刀数据再次录入到系统中。

结束语：

由于轴类零件的特殊性，对其进行加工的加工工艺也存在一定的特点。在实际加工过程中，通过数控编程工作，确保后续加工工作的规范和有效。在数据编程之后使用仿真软件进行仿真加工，让整个仿真过程都符合实际需求，保障其符合生产加工的要求。

参考文献：

[1]李雷， 庄国华， 张臣. 典型轴类零件的数控编程与加工仿真[J]. 建设机械技术与管理， 2016（1）：75-76.

[2]王楠. 典型轴类零件的数控加工仿真系统分析[J]. 科学技术创新， 2015（23）.