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典型車加工零件的數控加工
典型車加工零件的數控加工【1】
摘 要：本文詳細闡述了數控加工的原理及特點，并以梯形螺紋零件的實踐過程為例進行分析，發現數控加工技術能夠有效降低零件的廢品率，提高零件的生產質量及效率，降低人工成本，提高企業效益。
因此，具有一定的現實意義。
關鍵詞：數控加工 零件 工藝分析
隨著社會的飛速發展，工業化生產對數控加工技術的要求越來越高，在此大背景下，數控車床加工技術的應用水平也得到顯著的提高，并且越來越被廣泛應用在工業生產中。
數控加工就是一種工藝方法，是指在數控機床上對零件進行加工，從總體上來看，數控機床加工與傳統機床加工的工藝規程是一致的，但在操作上有明顯的變化。
數控加工主要是運用數字信息來控制零件和刀具的位移，然后再進行機械加工，該種方法對于解決零件品種繁多、產量小、形狀各異、提高精度等問題提供了有效的途徑，而且能夠對零件實現高效化和自動化的加工和生產。
因此，具有一定的理論和現實意義。
1 數控加工原理及特點
1.1 數控加工原理及工藝分析
數控加工，就是應用數控機床對零件進行加工的工藝過程。
數控機床又被稱為是一種應用計算機來控制的機床，因此，這里的計算機被統稱為數控系統。
數控系統發出的指令主要是對數控機床的運動及相關輔助動作進行有效的控制，而數控系統的指令則是根據零件的材質及加工要求，結合機床的特性由程序員按照規定的指令格式進行編制的。
機床的各種運動均是按照數控系統發出的指令執行的，數控系統必須要根據程序員編制的指令向機床發送各種信息。
按照程序員預先編制好的程序，當完成對零件的加工時，機床就會自動停止運動，通常情況下，任何一種數控機床若沒有被輸入程序指令，數控機床是不能正常工作的。
通常情況下，數控加工工藝主要包括以下內容：對需要進行數控加工的零件進行選擇并確定;對待加工零件的圖紙進行數控加工的工藝分析;進行零件數控加工的工藝設計;對零件的圖紙進行數學處理;編制并加工程序單;按程序單制作控制媒介;最后是程序的校驗與修改;首件零件試加工的實踐過程分析及現場處理;對零件數控加工的相關文檔進行歸檔。
在具體工藝分析過程中，我們一定要做好如下幾項工作：
(1)正確標注零件圖樣尺寸。
在具體設計過程中，由于加工程序是以精確的坐標點來編制的，所以我們一定要注意各個圖形的幾何要素以及要素之間的相互關系(如相切、相交、平行等);要充分明確各種幾何要素之間的條件，不能出現多余的尺寸以及影響工序安排的封閉尺寸等。
(2)提高零件的加工精度。
雖然數控機床比傳統機床的精確度高出很多，但是對于一些特殊情況，如過薄的底板與肋板，由于加工時產生的切削拉力及薄板的彈性退讓會增加切削面的振動，很難使薄板厚度尺寸的公差得到保證，同時也會增加薄板表面的粗糙度。
所以，我們在處理面積較大、厚度小于4 mm的薄板時，在工藝上一定要充分重視這一問題。
(3)使零件輪廓內圓弧的有關尺寸盡量保持統一。
刀具的直徑常常被輪廓內的圓弧半徑所限制，如果零件的被加工輪廓高度比較低，而且轉接圓弧的半徑也大，這種情況下我們可以采用較大直徑的銑刀來加工，當加工底板面時，由于進給次數相應減少會提高表面加工的質量，所以工藝性較好。
反之，數控銑削工藝性較差。
一般來說，當R<0.2H(H為被加工輪廓面的最大高度)時，可以判定零件上該部位的工藝性不好。
(4)保證基準統一原則。
通常情況下，有些零件需要在銑完一面后再重新安裝銑削另一面，此時我們切記要采用統一的基準定位，而且零件上應有合適的孔作為定位基準孔。
如果該零件上沒有基準孔，我們可以專門設置工藝孔作為定位基準。
我們在進行零件的外形設計時一定要采用統一的幾何類型或尺寸，只有這樣才能減少換刀的次數，進而縮短應用程序的長度。
(5)對零件的變形情況進行分析。
如果在加工過程中使零件變形，會嚴重影響零件的加工質量，當零件變形較大時將無法進行正常的生產。
這時我們必須要采用一些必要的工藝措施進行預防，如對鋼件進行調質處理等常規方法。
1.2 數控加工的特點
首先，加工質量穩定，具有較強的柔性和適應性。
由于數控車床是通過接收指令進行加工，大大減少了人為產生的誤差，而且零件的加工均是通過程序來實現的，所以極大方便了復雜結構零件的生產。
其次，加工效率較高，能夠實現對外形復雜的零件進行加工。
數控車床的運行速度較快，刀具可以自行更換，大大減少了輔助換刀的時間。
數控車床能夠實現任意軌跡的運動，對任何幾何形狀都能實現加工，對于生產輪廓形狀復雜的零件具有較高的適應性。
最后，采用數控加工能夠獲得較高的經濟效益。
采用數控車床加工零件能夠節省工藝裝備費用，而且數控車床具有較高的精確度，減少了廢品率，進一步降低生產成本，減少了人工的工作強度。
2 梯形螺紋零件加工過程的實踐分析
由于螺紋的加工深度較大，所以我們在加工梯形螺紋時無法采用直進法加工，因此梯形螺紋宜選用G76指令，采用斜進法進行編程加工。
相關計算公式如表1。
3 結語
本文在對數控加工的原理及特點進行詳細闡述的基礎上，以梯形螺紋零件為例對其加工實踐過程進行具體的分析。
通過分析發現，數控加工技術是解決零件品種多變、批量小、形狀復雜、精度高等問題和實現高效化和自動化加工的有效途徑，該種工藝技術能夠有效提高零件的生產效率，提高生產質量，減少人工投入，而且產品質量穩定，廢品率低，能夠有效提高企業的經濟效益。
參考文獻
[1] 侯全林.雙刀三刃車削梯形絲桿[J].工具技術，2005(4).
[2] 徐福林.米制梯形螺紋的數控加工技術[J].機械制造與自動化，2005(5).
數控車削加工典型零件加工方法【2】
摘要： 數控車床是一種具有高精度、高效率的自動化機床。
其具有廣泛的加工藝性能，可車削外回轉表面、內回轉表面、各種特型面及復雜零件等。
本文主要闡述了怎樣確定典型零件車削加工方案以及在加工過程中加工工序安排、進給路線的確定等方法。
Abstract: CNC lathe is a kind of high accuracy, efficient automation machine tool. It has a wide range of process performance, turning external rotary surface, rotary surface, all kinds of special and complex parts.
This paper mainly discusses how to determine the typical part machining programs as well as method in the process of machining process, determination of feed route.
關鍵詞： 加工精度;表面粗糙度;進給路線
Key words: machining precision;surface roughness;feed line
0 引言
加工方案的確定是否合理對加工效率以及加工精度都有重要的影響。
一般要按下列程序進行：研究零件圖，進行工藝分析;制定工藝規程;明確生產類型;選擇毛坯;擬定加工路線;進行各工序的詳細設計;進行技術分析，確定最佳方案。
1 數控車削加工外回轉體內零件表面以及端面的加工方法
1.1 車削加工外回轉體內零件的方法
1.1.1 移動床鞍至工件右端，用中滑板控制吃刀量，搖動小滑板絲杠或床鞍作縱向移動車外圓。
一次進給車削完畢，橫向退出車刀，再縱向移動刀架滑板或床鞍至工件右端進行第二、第三次進給車削，直至符合圖樣要求未止。
1.1.2 在車外圓時，通常要進行試切削和試測量。
其具體方法是：根據工件直徑余量的1/2作橫向進刀，當車刀在縱向外圓上移動至2mm左右時，縱向快速退出車刀，饒后停車測量，如尺寸已符合要求，就可切削。
否則可以按上述方法繼續進行試切削和試測量。
為了確保外圓的車削長度，通常先采用刻線痕法后采用測量法進行。
即在車削前根據需要的長度，用鋼直尺、樣板、卡鉗以及刀尖在工件表面上刻一條線痕，然后根據線痕進行車削。
當車削完畢時，再用鋼直尺或其他量具復測。
1.2 車削工件，一般分粗車和精車
1.2.1 粗車 在車床動力條件許可時，通常采用切削深度和進給量大，轉速不宜過快，以合理時間盡快把工件余量車掉。
因為粗車對切削表面每有嚴格要求，只需留一定的精車余量即可。
由于粗車切削力較大，工件裝夾必須牢靠。
粗車的另一作用是：可以及時發現毛坯材料內部的缺陷。
1.2.2 精車 精車是指車削的末道加工。
未了使工件獲得準確的尺寸和規定的表面粗糙度，操作者在精車時，通常把車刀修磨得鋒利些。
車床轉速選得高一些，進給量選得小一些。
2 車削加工內回轉體內零件表面的加工方法
2.1 車孔方法 直孔車削基本上于車外圓相同，只是進刀和退刀方向相反。
粗車和精車內孔時也要進行試切和試測，其試切方法與試切外圓相同。
即根據徑向余量的一半橫向進給，當車刀縱向切削至2mm左右時縱向快速退出車刀然后停車試測。
反復進行，直至符合孔徑精度要求為止。
2.2 孔徑測量 測量孔徑尺寸，通常用塞規和千分尺測量，它對于粗車和試切削的尺寸都能迅速地反映過來。
目前對于精度較高的孔徑都有用內徑表測量。
用塞規測量 塞規由過端、止端和柄組成。
過端按孔的最小極限尺寸制成，測量時應塞入孔內。
止端按孔的最大極限尺寸制成，測量時不允許插入孔內。
當過端塞入孔內，而止端插不進去時，就說明此孔尺寸在最小極限尺寸與最大極限尺寸之間，是合格的。
3 工序的劃分
3.1 數控車削加工工序的劃分
3.1.1 以一次安裝所進行的加工作為一道工序 將位置精度要求叫高的表面安排在一次安裝下完成，以免多次安裝所產生的安裝誤差影響位置精度。
3.1.2 以一個完整數控程序連續加工的內容為一道工序 一些零件在裝加過程中雖然可以一次裝夾完成多道工序的加工，但有時也會受到各種限制，如數控系統本身的容量限制，機床超時間運行甚至要超負荷運行等等因素限制。
有時程序太長也會增加機床的出錯率，差錯與檢索困難，因此程序不能太長。
這時可以以一個獨立、完整的數控程序連續加工的內容為一道工序。
在本工序內用多少把刀具，加工多少內容，主要根據控制系統的限制，機床連續工作時間的限制等因素考慮。
3.1.3 以工件上的結構內容組合用一把刀具加工為一道工序 有些零件結構較復雜，既有回轉表面也有非回轉表面，既有外圓、平面也有內腔、曲面。
對于加工內容較多的零件，按零件結構特定將加工內容組合分成若干部分，每一部分用一把典型刀具加工。
這時可以將組合在一起的所有部位作為一道工序。
然后再將另外組合在一起的部位換另外一把刀具加工，作為新的一道工序。
這樣可以減少換刀次數，減少空程時間。
3.1.4 以粗、精加工的工序劃分 對于容易發生加工硬化的零件，常常在粗加工后在進行進行矯正，此時的粗、精加工將作為兩道工序出現，可以采用各類型的刀具或不同的數控設備來加工。
對毛坯余量較大和加工精度要求較高的零件，應將粗車和精車分開，劃分成兩道或更多的工序。
我們可將粗加工安排在精度較差、功率大的數控機床上，將精加工安排在精度較高的數控機床上。
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