数控车床椭圆轴装配零件加工工艺分析

刘伟才

摘要：数控车床是当前应用较为广泛的一种数控机床，在加工复杂形状零件中发挥着重要的作用。本文对数控车床加工椭圆轴装配零件的工艺展开了分析，并详细介绍了椭圆轴装配零件加工的关键技术和效果。

关键词：数控车床；椭圆轴装配零件；加工工艺

随着我国工业的快速发展以及科学技术的不断进步，数控车床作为一种数控机床形式，其应用也越来越广泛。数控车床在单件、小批量生产中具有良好的应用价值，不仅能够提高零件加工质量，缩短周期，还能够降低对操作人员技术熟练度的要求。基于此，笔者对数控车床椭圆轴装配零件的加工展开了分析和介绍。

1.零件工艺分析设计及装夹方式选择

1.1 零件工艺分析

三件套组合零件表面的形状由内外圆柱面、内外锥度面、槽、内外螺纹和椭圆组成，材料为45钢，毛坯为φ55mm×240mm棒料。零件形状相对复杂精度高，在通用机床上很难保证加工精度。零件带公差尺寸都在0.005mm及以内，尺寸精度极高，表面粗糙度为3.2μm。因公差值较小编程时不好处理，即取基本尺寸进行编程，尺寸标注完整，符合数控加工。根据实际情况，选择配备 Siemens801数控系统的CK6140卧式车床进行零件加工。按照基轴制的原则，先加工件1、再加工件2和件3。

件1左端加工：平端面→钻中心孔→夹右端椭圆部分支出100mm→车削外圆φ48×85mm，留0.5mm余量→车削外圆φ40×65mm，留0.5mm余量→车削外圆φ32×50mm，留0.5mm余量→M31×1.5外圆→设置精车速度→倒角C1.5→精车外圆M31×1.5→精车外圆φ3250mm→倒角C1→精车外圆φ40×65mm→精车φ48×85mm的外圆→切槽5×2mm→车外螺纹M31×1.5。

件1右端加工：平端面，控制总长度140mm→夹持φ32表面→车削外圆φ40×60mm→倒角C1→换用30°偏刀→车削椭圆。

件2加工：平右端面→钻孔→车台阶内孔→车外圆φ48→切断→夹φ48外圆→平左端面→车内锥度。

件3加工：平右端面→钻孔→车台阶内孔→车外圆φ48→车外锥度→切断→夹φ48外圆→平左端面→倒角C1、C1.5→车内螺纹。

1.2装夹方式选择

件1车削时采用三爪自定心卡盘一夹一顶方式装夹。件2先采用一次性装夹把能车削的表面车削完，再用开口套夹φ48外圆车内锥度。件3采用一次性装夹把能车削的表面车削完，再用开口套夹φ48外圆车内螺纹。为保證已车工件外圆表面不被夹坏，且件2、件3都属于薄壁零件，所以为了防止变形，需要增加接触面积，使用自制开口套进行装夹，如图1所示。

2.刀具及切削用量确定

切削用量包括切削深度ap、主轴转速n和进给速度f结合零件实际加工情况利用数控车床的操作面板上各种倍率开关随时进行调整实现切削用量合理配置。如表1所示。

3.零件加工关键技术及效果

3.1关键技术

车削三角形内螺纹时内孔直径会缩小，所以车削内螺纹前的孔径要比内螺纹小径略大些，可采用下列近似公式计算：塑性金属内螺纹底孔计算公式：

D底≈D公-P

内螺纹牙深（直径值）计算公式：

内螺纹零件采用手工编程加工比自动编程生成的程序要简单的多。因为内螺纹刀杆强度差，所以背吃刀量依次递减且比外螺纹要更小，不然很容易打刀。根据公式可以算出内螺纹加工深度为1.6mm，吃刀深度依次为1mm、0.4mm、0.1mm、0.05mm、0.05mm、0mm。

椭圆表达有两种方式，即：

标准方程

参数方程

因椭圆只有长半轴和短半轴，所以用标准方程进行编程。此方程为XY平面的方程，转变成XZ平面的方程和X表达式分别为：

采用宏程序进行椭圆编程，车削出局部椭圆，椭圆余量采用同心圆思路进行切除，而不是一次性切除，降低刀具背吃刀量。走刀路线如图2所示。采用宏程序进行椭圆编程加工，程序段少、结构简明、通用性强、易修改且逻辑性强。为加工制造不同规制曲线提供可靠的技术支持。不同椭圆的加工只需在程序中改变基本参数即可完成。

3.2 零件加工结果

选择合理的工艺，采用开口套装夹，减少工件变形小，表面质量无振动。通过检测零件全部尺寸达到尺寸和技术要求。

4.结语

综上所述，在工作考核或实际生产中，椭圆轴装配零件是数控车床加工的常见零件，由于其形状复杂，如何合理设计其加工工艺成为了一个重要的问题。本文介绍了数控车床椭圆轴装配零件的加工工艺，经检测，其加工零件满足相关设计和技术要求。

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