数控车高级工教学研究与探讨

康徐红　顾燕　胡美云　王藕娟

【摘 要】内外椭圆配合、内外螺纹配合、孔与轴的配合是数控车床操作工高级技能鉴定的重要知识点。根据生产过程中高级工加工的特点，对内外非圆曲线编程、内外螺纹精度控制、孔与轴的精度控制进行了研究与探讨，从而保证各项配合加工精度，使学生顺利通过数控车床高级职业技能鉴定。

【关键词】数控车高级工；加工精度；配合精度

中图分类号： TG659 文献标识码： A 文章编号： 2095-2457（2018）14-0167-002

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2018.14.076

Research and Discussion on Senior Worker Teaching of NC Lathe

—The Case of “3+4” NC Engineering Majors

KANG Xu-hong GU Yan HU Mei-yun WANG Ou-juan

（School of Mechanical Engineering， Nantong Institute of Technology， Nantong Jiangsu 226002， China）

【Abstract】The internal and external ellipse， the internal and external thread and the hole shaft fit are the important knowledge points of senior skill appraisal of NC lathe operator. According to the characteristics of processing in the production process， the internal and external non-circular curve programming， the internal and external thread precision control and the hole and shaft precision control were researched and discussed to ensure the each cooperate machining precision， so that the students can through the senior professional skill appraisal of NC lathe.

【Key words】Senior worker of NC lathe； Machining precision； Cooperate precision

0 引言

本文以南通理工學院“3+4”数控技术专业学生为例，在数控车高级课程教学上不断研究和探讨这一教学模式。数控车高级工技能鉴定一般是二件组合件，可以分开或者配合加工，加工后达到相应的配合精度。本例中图1和图2工件组合后，难保证的组合尺寸精度主要有：配合尺寸精度38±0.1mm，螺纹配合松紧适中，内外非圆曲线接触面积大于60%。因此，在数控车高级工教学中，研究如何控制加工精度、保证配合精度是非常重要的。

1 内轮廓的加工

如图1所示，除了严格保证件2的内椭圆尺寸精度，φ30孔的尺寸精度以及M24X1.5-7H螺纹的尺寸精度外，还必须保证内椭圆、φ30孔与内螺纹的同轴度以及工件左端面与工件轴心线的垂直度在0.03mm以内，否则达不到图3配合后的尺寸精度要求。

1.1 合理的加工工艺

1）夹持毛坯外圆，先粗精车平面，后钻通孔φ20mm。

2）粗加工件2左端工艺台阶φ46x20。

3）粗精车内螺纹底孔至φ22.5mm，并倒角C1.5。

4）工件调头，夹持工艺台阶，取工件总长480.06。

5）粗精车内孔φ30，并保证尺寸精度上偏差和表面粗糙度Ra1.6μm。细心校对百分表，严格控制尺寸精度。百分表量长度8.2mm的孔径，若尺寸精度控制不好会限制件2与件1的配合，影响配合尺寸。

6）内孔磨耗预留-1mm后粗车内椭圆。由于粗车使用内外径粗车循环指令G71，该指令不能使用宏程序，因此粗加工椭圆时，以R 67圆弧代替该曲线，并保证有足够的精加工余量。

7）宏程序精车内椭圆至图纸尺寸。由于刀尖圆弧半径补偿编程对圆锥和圆弧表面尺寸有较大影响，所以加工件2内椭圆时才采用刀尖半径左补偿进行编程。选用前置刀架，镗孔车刀的刀具切削沿位置为T为2，车刀刀尖半径R为0.4mm。

8）为了保证内外椭圆的正确配合，件2的内外椭圆应采用刀尖圆弧半径补偿和宏程序的相结合。程序如下：

……

G41G01X30F0.1；（左补偿）

#1=0；

N20#2=20×SQRT[1-#1×#1/1296]；

G01X[2×#2]Z[#1]F0.1（直线拟合，加工曲面轮廓）

#1=#1-0.4；（Z坐标增量为-0.4mm）

IF[#1GE-23.8]GOTO20；（条件判断）

……

9）精车内螺纹至图纸尺寸。

（1）内螺纹车刀刀尖必须对准工件的旋转中心。

（2）内螺纹车刀安装时，必须使工件轴心线与内螺纹车刀的刀尖角角平分线垂直。

（3）内螺纹车刀刀头伸出长度比螺纹长度稍长3-4mm，车刀安装好后应在孔内移动刀架至终点检查是否有碰撞。

（4）在车内螺纹之前，磨耗中X向留-0.1mm的余量。

（5）粗车之后，根据旋合的松紧程度，合理调整磨耗精加工，工件擦拭干净，用螺纹塞规检测并控制精度。

1.2 正确选择刀具

选择直径φ20的麻花钻钻孔。镗孔车刀刀尖严格对准工件的旋转中心，镗刀刀头部分伸出长度55mm左右。

1.3 内孔磨耗留负值，编写程序要严谨

粗车内孔余量比较多，选择内外径粗车循环指令G71，但G71指令内部不能采用宏程序进行编程，因此常用近似圆弧代替椭圆粗车，且X方向的精加工余量为负值。坐标系内X方向磨耗也要留负值。

1.4 合理选择最佳切削用量，达到图纸加工表面质量

粗加工：aP=1-2mm；S=800-1000r/min；F=0.2-0.25mm/r。精加工：aP=0.5-1mm；S=1500-2000r/min；F=0.1-0.15mm/r。

2 外轮廓的加工

如图2所示，加工次序为：先加工工件左端外轮廓、内轮廓，保证各项加工精度，再以左端外圆φ42表面作为装夹面，加工右端外轮廓，切槽4×1.5，粗精车M24×1.5-6g至螺纹尺寸精度要求。

（1）选择刀具半径为R0.4，主偏角为93°，副偏角为55°菱形可转位车刀，件1右端外轮廓的精加工采用刀尖圆弧半径补偿G42进行编程。刀具切削沿位置为3。

（2）FANUC系统采用粗车循环G71指令去除部分加工余量，涉及到非圆曲线的轮廓粗加工时用圆弧替代曲线。编写轮廓精车轨迹的单独程序，并用恒线速加工，保证表面加工质量。精加工程序如下：

……

G50S2000；（限制主轴最高转速2000r/min。）

G96S200；（恒线速度200m/min。）

G00X52Z5；

G42G01X20.85F0.1；（右补偿）

#10=23.8；

N30#20=20×SQRT[1-#10×#10/1296]；

G01X[2×#20]Z[#10]F0.1

#10=#10-0.4；

IF[#10GE-23.8]GOTO30

……

G97；（取消恒线速度）

……

（3）外轮廓加工完毕，一定要仔细测量φ30的外圆尺寸，轴类零件控制下偏差。

（4）外螺纹安装车刀方法和内螺紋相同，粗加工留0.1mm精车余量，精加工根据螺纹环规旋合的松紧程度，经验法控制螺纹的尺寸精度。

3 配合加工

件1右端外轮廓加工完毕后，不拆工件，件2与件1采用螺纹旋合；外圆留1mm余量粗车件2外轮廓，粗车后利用主轴反转铜棒敲击工件或者管子钳拆下件2；等件2完全冷却后，利用螺纹旋合，内外椭圆配合，孔与轴的配合，并紧件2至件1上，精加工件2至图纸尺寸，并保证配合精度。

4 结束语

经过多次研究和探讨，加工精度和配合精度基本达到图纸要求，在数控车高级工课程的教学上做到循序渐进，强化应用，真正做到学以致用。实训老师要树立全新的应用技术型人才培养观念，同时学习相关专业知识，提高自身的教学水平。将数控车高级课程的教学真正落于实处，从而保证“3+4”人才培养模式中应用型人才的质量。

【参考文献】

[1]徐金凤.数控车高级工培训体会[J].科技信息，2011，（16）：210-211.

[2]余娟，肖凤森.宏程序在非圆曲线数控车削中的应用研究[J].煤矿机械，2014，（04）：118-119.

[3]葛亚平.中职与本科“3+4”模式下数学课程衔接的思考[J].机械职业教育，2016，（010）：38-50.