典型零件的数控车削加工工艺

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论述薄壁零件的数控车削加工工艺

作者：巫怀标

来源：《新教育时代》2014年第29期

摘 要：薄壁零件的高效精密的数控加工技术是当代高新技术产业的基础，是制造业在核心技术竞争力方面的代表，也是体现国家的制造技术水平先进与否的一个标志。薄壁零件在现代工业的各个领域都有应用，如汽车制造业、军事工业等。不可否认在薄壁零件加工中是存在一定问题，常常会出现不合格的零件，造成浪费。所以我们有必要通过对薄壁零件加工工艺问题的分析研究，优化薄壁零件制造加工措施，进而解决薄壁零件加工中所存在的问题，保证薄壁零件的精度和质量，提高所制造加工零件的合格率。

关键词：薄壁零件 车削加工 车工夹具

引言

薄壁零件因它具有重量轻，节约材料， 结构紧凑等特点而广泛应用于产品生产中。但薄壁零件的加工特别是在车削加工过程中，由于薄壁零件刚性原因，如果不采取措施，常常会因为夹紧力、车削力、车削热、内应力、振动与变形等，使工件产生较大的变形，导致零件的加工质量难以保证。

我校在满足正常专业技能教学的前提下，积极进行产教结合，让学生参与产教结合工作，既提高了教师的能力水平，也锻炼了学生，使教师和学生在实际生产中不断提高技能，同时也减少了实习教学消耗。薄壁零件（如图1） ，是我校外加工产品中的一种零件，它生产批量较大，为了提高产品的合格率和加工效率，便利用数控车床进行加工，并进行夹具的改装，从而解决了薄壁零件刚性差，强度弱的问题，有效地克服薄壁零件加工过程中出现的变形，并提高了零件的加工精度，保证了产品的质量。

一、影响薄壁零件加工精度因素分析

影响薄壁零件加工精度的因素是多方面的，机床"刀具"工件以及工件的装夹"切削过程的切削力"切削热等都会引起零件的加工误差。具体因素分析见图2所示。

图1

图 2 影响薄壁零件加工精度因素

数 控 仿 真 加 工

实 训 报 告

专业：机电一体化技术

班级：…………………

组员：…………………

指导老师：…………………

实训时间：…………………

1 一、实训目的

通过实训能正确制订车削零件数控加工方案，掌握HNC、SIEMENS802D、FANUC0i等常见数控系统常用指令代码及编程规则，能手工编制车削零件的数控加工程序，并能熟练运用HNC、SIEMENS802D、FANUC0i数控系统完成车削零件的仿真加工，为数控车床的实际操作奠定基础。

二、实训器材

上海宇龙数控仿真加工软件（华中、SIEMENS802D、FANUC0i）、计算机

三、实训内容及步骤

实训任务：

项目五

材料：45

1、任务图样分析

如图所示，材料为45号钢。该零件加工表面包括外圆、端面、倒角、圆弧、外螺纹、退刀槽、内孔、内螺纹等要素，外圆直径有一定的精度要求，为满足精度要求，需要采用数控车床加工。

2、毛坯选用

轴类零件最常用的毛坯是棒料和鍛料。因此选用45号钢圆棒料，毛坯直径为50mm，长度为100mm。

3、机床选用

2 分别采用华中、SIEMENS802D、FANUC0i三种系统进行加工。

4、刀具选择

根据零件加工要求，需要加工圆柱面、圆弧面、内螺纹、外螺纹、倒角、钻孔及退刀槽，共需7把刀具，如下表所示：

产品名称 零件名称 轴 零件图号

序号 刀具号 刀具 加工表面 备注 规格名称 数量 刀尖半径/mm

1 T01 90°外圆左偏刀 1 0.2 左右外轮廓

2 T02 90°内孔车刀 1 0.2 左内轮廓

3 T03 内切槽刀 1 0 车内退刀槽 刀宽4mm

4 T04 60°内螺纹刀 1 0 车M24内螺纹

5 T05 外切槽刀 1 0 车内退刀槽 刀宽4mm

1 目录

前言 -------------------------------------------------------------------- 2

第一章 数控车床的车削加工特点 ------------------------------------------ 3

1.1 数控加工的发展趋势 -------------------------------------------------- 3

1.1.1高速、高精密化 ----------------------------------------------------- 3

1.1.2高可靠性 ----------------------------------------------------------- 4

1.1.3数控车床设计ＣＡＤ化、结构设计模块化 ------------------------------- 4

1.1.4 功能复合化 -------------------------------------------------------- 4

1.1.5智能化、网络化、柔性化和集成化 ------------------------------------- 4

第二章 薄壁零件的加工难点分析 ------------------------------------------ 6

2.1 理论分析 ------------------------------------------------------------ 6

2.2 举例分析 ------------------------------------------------------------ 6

第三章 薄壁零件的加工改进 -------------------------------------------- 12

3.1装夹方式的改变 ------------------------------------------------------ 12

《装备制造技术｝２０１４年第１０期　典型数控车削零件的工艺方案设计　罗平尔。顾涛　（苏州工业职业技术学院，江苏苏州２１５０００）　摘要：首先阐述零件在加工前需要完成工艺设计，制定工艺文件的重要性。然后选择具有代表性的轴类车削加工零件，　通过分析图纸的加工内容及加工要求，初步拟定加工工艺路线。根据所拟定的加工工艺路线，完成细节的设计，包括设计　辅助夹具、选择合适的刀具以及切削用量。最后形成加工工艺方案，填写工序卡和完整的加工工艺卡。展示了典型轴类零　件的加工工艺方案设计全过程。　，　．　｝　关键词：数控车削工艺方案工艺设计　中图分类号：Ｕ４６３　文献标识码：Ａ　文章编号：１６７２—５４５Ｘ（２０１４）１０—０２２５—０２　当批量生产一批零件时，在加工第一件或者第　一批次时，需要把加工工艺和加工程序调试正确，保　证后续生产的质量和效率。加工人员需要做好以下　几点：　（１）工艺设计：包括分析图纸、确定加工内容、设　计加工路线、选择加工设备、选择刀具、选择夹具、填　写工艺卡。　（２）程序编制：包括零件三维建模、零件刀路编　制、仿真加工、程序后处理。　（３）零件加工：包括程序传送、夹具装调、工件装　调、刀具装调、对刀、工件加工。　（４）检测优化：包括零件检测、工艺和程序优化、　再次加工、相关技术资料整理。可见，在整个零件的　加工调试过程中，工艺设计显得非常关键，其制定的　合理性，直接奠定了后续工作的顺利开展的基础。　１工艺路线设计　销是机械结构中常用零件，这类零件最大的特　点是结构非常简单，零件整体外形为一台阶轴，但是　零件的加工精度要求比较高。零件由台阶圆、外切　槽、斜角等特征组成，特征与特征之间的位置度要求　以及零件的粗糙度要求都比较高。以图１所示的销　为例，设计数控车削零件的工艺方案。　本零件主要的加工内容有：￣３０ｈ７外圆、　２９　外圆、　３８ｈ９外圆、　２６外圆、零件总长和倒角。其　中，￣３０ｈ７外圆精度要求较高，为０／一０．０２１，其余均　为未注公差，根据标题栏的要求，允许为＋０．　２５／一０．２５，较容易保证。两端面和￣３０ｈ７的表面粗糙　度要求为１．６，故在掉头装夹时，需要考虑采用保护　措施，防止零件在掉头装夹时损坏。初步制定工艺路　线如下【ｌｊ：　（１）备料：直径４０的４２ＣｒＭｏ棒料，长１０００；　（２）热处理：调质到毛坯硬度为ＨＲＣ２８—３２；　（３）粗车右端：三爪卡盘夹毛坯左端，车零件右　端面至光出；粗车￣３０ｈ７、　２９、ｄ￣３８ｈ９外圆及倒　角，留０．３精车余量；　（４）精车右端：精车　３０ｈ７、　３８ｈ９外圆及倒角　至图纸尺寸；　（５）切断：切断零件，总长留１余量；　（６）精车左端：零件掉头装夹，精车左端面、中２６　外圆及倒角，保证总长；　根据该工艺路线，需要选择合适的机床、夹具、　刀具和切削用量，制定工艺卡。销是典型的回转体零　件，所以选用ＣＫ６１４０卧式数控车床，夹具为三爪卡　盘，掉头装夹另设计辅助夹具嘲。　收稿日期：２０１４—０７—１７　作者简介：罗平尔（１９７８一），女，苏州人、，讲师，工程硕士，研究方向：机械设计、数控技术；顾涛（１９７７一），男，苏州人，讲师，工　程硕士、研究方向：机械设计、数控技术。