零件数控车床加工

零件数控车床加工（精选12篇）

零件数控车床加工 篇1

我们在数控车床上加工的零件主要是回转件,其加工精度要求一般比较高,而往往生产中加工精度要求高,加工程序不合理产生的废品率就高, 因而实际生产中对程序的编制相对复杂一些。那么如何既保证高的精度又降低废品率? 当然要达到高精度低废品率的要求需要考虑多方面的原因, 本文主要侧重从加工程序这一角度分析,目的是使数控车床编程人员在充分满足工艺要求的前提下,对数控车床加工程序进行优化,从而编制出既简洁、运算量小又能保证加工精度并使机床损耗小、刀具磨损小的程序。根据我校校办企业生产的可调式凸轮控制器零件度盘生产实例(见下图),可从不同角度分析如何对加工程序优化的问题。

可调式凸轮控制器零件度盘(以下简称度盘),根据图纸要求先分析一下工艺。编制数控机床加工零件程序主要是处理一系列的工艺问题。一般普通机床上零件加工的工艺,都是操作工人自行来决定,机床加工的切削用量、走刀路线、工序内的工步安排等。而数控机床是通过运行程序进行加工的。因此加工中的所有工序、工步、每道工序的切削用量、走刀路线、加工余量,以及所用刀具的尺寸、类型等都要预先确定好并编入程序中。这就要求由编程人员首先编出一个合格的工艺, 要达到此要求必须对数控机床的性能、特点和应用、切削规范和刀具系统非常熟悉,否则就无法做到全面、细致地考虑零件加工全过程,也无法正确、合理地确定零件加工程序。根据上图其加工工艺主要包括:合理选择切削用量、工序划分及安排、走刀路线、加工顺序等。

1.切削用量的选择

切削用量的选择:数控加工零件时,其切削用量都预先编到加工程序里面,在正常的情况下是人工不允许变动的。只有在试切削或是出现异常情况时, 才允许通过速度调节或是手摇轮调节其切削用量。因此程序中所选的切削用量一般是最合理、最优化的。这样才可以提高其数控加工机床的加工精度、刀具寿命和生产率,降低加工成本。

从实际生产中发现,影响数控加工切削用量的主要因素有:

(1)机床选用。切削用量的选择必须在机床主传动功率、进给传动功率、主轴转速范围之内。 机床刀具工件系统的刚性是限制切削用量的重要因素。选择合理的切削用量, 避免机床—刀具—工件系统发生较大的振动,影响加工。尽量选稳定性好、热变形小、刚性好的数控机床,适当加大切削用量。

(2)车刀选用。车刀材料是影响切削用量的又一重要因素。生产中常用的刀具材料不外乎高速钢、硬质合金、陶瓷和金刚石。金刚石刀片性能最好,允许很高的切削速度,耐磨性好,硬度高,硬度随温度变化小,但价格贵。数控机床所采用的刀具多是不重磨可换刀片俗称机夹刀片,机夹刀片的材料、形状和尺寸,必须与程序中切削速度和进给量相适应并存在刀具参数里面。目前市场有许多采用新工艺制造的表面涂层刀具,增强刀具硬度、耐磨性,阻挡刀具因受热而引起的化学成分互溶。

(3)工件材料。度盘的材料是ZL104,很容易粘刀 ,影响表面精度和尺寸精度。加工工件的材料不同,所选用的刀具角度也不同。度盘加工中注意加大前角,保持切削刃锋利。同时也要注意其毛坯铸造质量和加工的切削性。

(4)冷却液(切削液)。冷却液具有冷却和润滑的作用。冷却液能带走切削过程中产生的热量,降低工件、刀具、夹具和机床的升温,减少刀具与工件的摩擦与磨损,提高刀具寿命和工件的表面加工质量。使用冷却液还能提高切削用量。冷却液使用过程必须定期更换,以防变质有异味,腐蚀机床导轨或其他零件。

2.工序划分的选择

(1)刀具的集中分序法。采用单刀多刃来分工序加工。在一次装夹中, 用同一把刀完成零件上所有可以完成的加工表面。再用第二把刀、第三把刀完成可以完成的表面。这样可以减少换刀的次数,压缩空行程时间,减少定位误差产生。

(2)粗精加工分序法。可调式凸轮控制器零件度盘生产批量较大。对于同一批零件生产安排,建议先全部进行粗加工、半精加工,最后再进行精加工,且粗、精加工之间最好先隔一段时间以使粗加工后的零件的变形得到充分地恢复, 然后再进行精加工以提高零件的加工精度。

(3)按加工部位分序法。一般是先加工大端面和大外圆进行定位,再加工小外圆端各表面及螺纹,最后加工孔。

3.确定加工路线的选择原则及加工顺序

确定加工路线。加工路线是指数控机床加工过程中刀具的运动轨迹和方向。每一道工序的加工路线的确定都是非常重要的,因为它影响零件的加工精度及表面粗糙度。其加工路线的总体划分原则为:保证加工精度及粗糙度、使得空行程最少及加工路线最短、计算也要方便。但是在加工路线的确定中还要考虑以下几点:(1)应尽量减少进、退刀时间和其他辅助时间,采用单刀多刃分工序加工即可。 (2)选择合理的进刀位置和换刀点,尽量避免沿零件轮廓法向切入和进给中途停顿,防止加工干涉。 (3)加工路线一般是先加工外圆轮廓,然后再加工螺纹和内孔。

确定加工顺序。重点是为了保证定位的可靠性,确保加工精度。夹紧时工件的刚性。一般可按以下原则来进行:(1)上道工序加工不能影响下道工序的装夹(特别是定位表面)。 (2)以相同的装夹方式或同一把刀加工的工序尽可能采用集中的连续加工,减少重复装夹、更换刀具等辅助时间。 (3)同一次安装中的加工内容,以对零件刚性影响小的内容先加工。

一年多的生产实践证明,可调式凸轮控制器零件度盘采用以上加工程序优化改进措施,大大降低工人的劳动强度,减少机床使用时间,同时也降低刀具消耗,保证产品质量,故企业获得很好的经济效益。

摘要：本文以可调式凸轮控制器零件度盘的生产加工工艺为例,为保证加工精度降低废品率提高生产效率,从不同角度分析如何对数控车床加工程序优化的问题。

关键词：数控车床,零件加工,程序优化

零件数控车床加工 篇2

航空蜂窝芯零件数控加工工艺

通过分析航空航天领域蜂窝芯零件的加工制造工艺,指出加工过程中的固持方法以及数学模型的建立方法是保证蜂窝芯零件制造精度和提高蜂窝芯零件加工效率的`关键环节.在研究目前纸基蜂窝芯零件固持方法以及数学模型建立方法的基础上,提出了一种基于蜂窝夹层结构件铺层表面数据测量的数学模型建立方法.

作 者：吴福忠 连晋毅 作者单位：绍兴文理学院工学院刊 名：航空制造技术 ISTIC英文刊名：AERONAUTICAL MANUFACTURING TECHNOLOGY年，卷(期)：“”(7)分类号：V2关键词：蜂窝芯 数控加工 固持方法

数控加工零件质量控制 篇3

一件合格的成品件，从毛坯加工到符合图样上的技术要求过程，包含有尺寸公差精度、表面粗糙度、形位公差要求、表面热处理、坯料的选择、机加工设备的安排、加工工艺方案、刀具的应用以及操作人员精湛技术等一系列加工流程问题。

要加工出高质量的零件，可通过设计工装，如夹具、胎具等，获得技术支持。在实际生产中，数控车床车削零件的质量受诸多因素的影响，如工艺过程、数控系统、数控编程和对刀调整等，都直接影响零件的加工质量。当然，可以利用软件进行校正补偿。在软件的支持下，使每道工序、工步、走刀都能获得最佳的切削用量组合，充分发挥工艺系统的潜能，获得高的加工精度及重复精度。通过深入分析数控车削过程中数控系统误差、编程误差和对刀误差产生的原因，笔者提出了减小误差的有效措施。笔者认为，掌握经济型数控车床的使用技巧，充分发挥其潜能，可以实现提高数控车削零件加工质量的目的。

一、数控机床

输入数控特定的编程代码来确定工艺，非常重要。所以，手动数据输入时，应注意输入的正确率；输入后，还应认真校对确认。数控车床采用的是滚珠丝杠副，这对消除反向间隙是很关键的，且都要进行预紧。实际上，对于有相对运动的传动部件，间隙是不可避免的。高精度的滚珠丝杠副，间隙非常微小；而如果真的达到零间隙，运动的阻力就会增大。在丝杠反向运动时，只要存在微小的空程，就足以影响加工精度。因此，加工时，刀具的移动能保持尺寸连续递增或递减的趋势，可消除机床产生反向间隙的影响。

二、数控加工工艺

制定工艺方案，是整个加工过程中重要的一个环节，因而要与其他加工工序衔接好。全面考虑零件的整个加工工艺内容，在切削加工工序之间合理地安排工序和辅助工序，协调好各个工序的安排顺序，有利于提高零件的质量。工序安排的科学与否，直接影响到零件的加工质量、生产效率和成本。对形位精度要求较高的表面，安排在一次装夹下完成，可避免多次安装所产生的安装误差而影响位置精度。一般来说，在一次装夹中，应一次性完成对所能加工的表面内容的粗精加工，且达到尺寸要求，减少装夹次数，提高加工工艺效率。

三、刀具选择

刀具的选择、刃磨、安装正确，直接影响到加工工件的质量。根据工艺系统刚性、具体零件的结构特点、技术要求等情况综合考虑，采用不同的刀具和切削用量，对不同的表面进行加工，有利于提高零件的加工质量。粗车时，要选强度高、使用寿命长的刀具，以便满足粗车时大背吃刀量、大进给的要求，减少走刀次数，提高加工效率。精车时，要选精度高、寿命长、切削性能好的刀具，以保证加工精度的要求。为减少换刀时间及方便对刀，数控车削中广泛采用机夹可转位刀具，以提高数控加工生产率，保证零件的加工质量。

四、校刀

在数控机床上一般以工件右端面中心点为对刀点，多采用试切法对刀。试切过程中的测量精度，直接影响对刀的准确度以及加工尺寸精度。对于具有刀具半径补偿功能的数控系统，编程时，只要按零件的实际轮廓编程即可，而不必按照刀具运动轨迹编程。使用刀具半径补偿值指令，刀具自动偏离工件轮廓一个刀具半径值，并按刀具中心轨迹运动，从而加工出所要求的工件轮廓。当刀具磨损或刀具重磨后刀具半径发生改变时，只需手工输入改变后的刀具半径，而不需修改已编好的程序。

五、数控编程

数控程序一般按零件轮廓编制，按零件的基本尺寸并结合各加工形面的具体公差要求编制。按基本尺寸编程，用刀具半径补偿考虑公差带位置，每把刀具有相应的刀补值，适用于各个尺寸使用不同刀具进行加工；按极限尺寸平均中值编程，使用一把刀具同时加工出各尺寸，编程前的参数值计算较繁琐，但可减小累计误差的影响。数控系统在进行快速移动和插补的运算过程中，会产生累计误差，达到一定值时，会使机床产生移动和定位误差，影响加工精度。在程序中，适当插入回参考点指令，机床回参考点时，会使各坐标清零，便消除了数控系统运算的累积误差，有益于保证加工精度。

零件在数控车床上，加工复杂多样，形状及位置千变万化，加上材料、批量、工艺不同等多方面因素的影响，要求做到对所加工零件进行具体分析和灵活对待。根据零件图样要求，认真分析加工工艺方案，选用合适的工艺参数和刀具参数，合理设计数控加工工序、走刀路线，精益求精，充分发挥数控机床本身精度和操作人员技术，从而加工出符合图样技术要求的质量控制零件。

（作者单位：李心平，秦皇岛市技师学院；

零件数控车床加工 篇4

但是细长轴、薄壁套一直是机械加工中的难题, 其加工的工艺性之差多年来始终困扰着机加行业, 有些长径比达到1:30。此类轴刚性极差, 在加工过程中容易产生震动和弯曲, 车削时经常出现翘曲、锥度过大、凸肚、螺纹节等现象, 使工件不能获得预期的精度和表面粗糙度而报废。在国内一般都采用普通车床配置跟刀架、白钢手磨大前角车刀及低速加工完成, 但是效率较低而且加工质量不稳定。

此次客户购买我厂的HTC3297机床加工此类零件, 但是没有数控及细长轴加工经验由我厂组织进行攻关调试零件加工。现场为了解决加工过程中震刀及保证共建精度问题, 我们主要从切削力、刀具并根据刀具的特点选择相应的切削方法等方面入手, 调研了国内其他企业的加工情况但是不容乐观。

1 顶紧力考虑

我们首先从顶紧力入手, 防止工件因顶紧力过大造成的工件静态弯曲, 多数普及型卧式数控车床配置的液压尾座均有套筒锁紧功能, 在加工细长轴时因为顶尖顶紧工件后, 顶尖外锥面与工件中心孔内锥面接触较好, 套筒锁紧会造成尾座套筒在锁紧机构的作用下停止了轴向微量位移, 在车削过程中由于切削力和受热膨胀而引起的工件变形造成尾座芯不能相应退回而得不到补偿, 进而会引起工件的顶尖孔与顶尖面接触不良导致严重的加工振动;经过多次试验我们决定取消应在加工过程中取消套筒锁紧功能, 经调试我们把压力控制在0.5bar, 转速1800r/min比较稳定。

但是使用普通涂层刀具、手磨刀具进行试验, 在离尾座100mm左右发生抖动, 而无法继续加工完成零件。

2 刀具的改进

在传统的普通车床上加工细长轴时, 一般都采用跟刀架及手磨刃白钢刀, 但是跟刀是手动结构, 在车削一段长度后工人让调整跟刀架车削外圆, 而且普通车床的转速较低, 以致造成了车削的效率低下无法满足大批量的加工;但是数控车配置普通涂层刀片使用刀尖切削此类工件, 在高速状态下加工, 工件发生抖动无法进刀加工工件, 尤其长径比大于1:15以上的轴类零件。

而这次刀具的改进, 为了保存跟刀架及手磨刀片的优势, 我们把刀尖的中心高垫高2mm, 使用刀片的切削刃加工, 靠刀具的后刀面压住工件, 防止工件在受力和高速状态下抖动, 以达到跟刀架的效果。其次, 我们把刀具的前角按常用的手磨刀片处理, 前角达到15°, 切削刃不再涂层以增加刀片的切割性能, 使切削零件受力在满足性能情况下减到最小。

简单改装后结构图如下:

3 实验

要求及准备:

1) 数控机床:HTC3297;

2) 工件装夹方式:标准三爪自定心卡盘、液压尾座;

3) 工件尺寸:¢25*600;

4) 长径比:1:24;

5) 工件加工后中间允许跳动:0.05mm;

6) 粗糙度:Ra3.2;

7) 加工节拍:140秒/件 (含辅助时间) ;

8) 工件材质:45#;调质回火硬度HB280;

9) 毛坯准备:打两端中心孔并套车卡持端30mm。

4 工艺参数

1) 工件加工分粗、精二次;粗加工主轴转数1800rpm;进给量0.4mm/r;精加工主轴转数1700rpm;进给量0.2mm/r;

2) 液压尾座压力:0.5bar。

5 实际加工结果

1) 加工节拍:120秒/件;

2) 粗糙度:Ra3.2;且无震纹;

3) 工件加工后中间允许跳动:0.03mm。

6 结论

经过我厂的攻关, 在机床的顶紧力及刀具上做一些改进后满足了用户对零件的要求;并通过此次在客户的实际加工情况证明卧式数控车床加工细长轴类零件已不是难题, 且取得了非常好的效果;充分发挥出了数控机床的高精度、高可靠性、高效率及一致性的特点, 并为今后同类零件的加工提供了依据和基础。

摘要：细长轴的特点是刚性差, 车削过程中容易产生弯曲和震动。普及型数控车床以其自动化程度高, 性能稳定等特点, 使其成为目前广泛使用加工设备;但因其采用的尾台为液压控制, 在顶紧力方面控制较难, 易使工件本身变形弯曲。所以在尾台结构工艺性方面相对普通车床手动方式的尾台对工件的影响较大。本文就我们的数控车床在用户实际使用过程中细长轴加工解决震刀既保证用户精度要求方面的车削工艺进行探讨。

关键词：细长轴,工件,数控车床,刀具选择

参考文献

[1]杨瑾泽.关于数控机床零部件加工的技术探讨[J].科技资讯, 2008.

零件数控车床加工 篇5

究

以安装体典型仪表壳体类零件为例，研究其数控加工工艺，提出数控加工过程中的加工工艺路线的确定原则、选择要点及数控加工工艺设计的方法，以保证加工质量，提高生产率。

仪表壳体类零件，大都是整块仪表装配的支撑骨架，对整块仪表的使用性能有着重要的影响。它们都具有复杂的外型、内腔，严格的尺寸公差和形状位置公差，壁薄且壁厚不均匀，极易发生变形。随着工厂的发展要求及新产品、新材料的出现，对仪表壳体类零件的要求也越来越高，要提高产品质量，缩短生产周期，必须采用数控设备进行综合加工，并确定优化的数控加工工艺方案。本文以上安装体零件为例，分析并讨论了数控加工工艺规程设计中遇到的问题，为更多从事仪表壳体类零件加工领域的工作人员提供一定的帮助，以提高产品质量，提高数控机床的生产率。1 零件结构分析

上安装体材料为LYl2CZ，属单件小批量生产，毛坯采用型材，以降低其成本提高生产效率，节约研制时间。对零件进行结构分析，主要包括以下几个方面：

(1)零件主次表面的区分和主要表面的保证。对底面

孔属于6级精度，粗糙度Ra0．8μm，需要采用粗车、半精车、精车加工才能达到要求。

(2)重要技术条件的分析。孔

有同轴度φ0．02的要求，关系到装配位置，其精度直接影响到组件的安装及仪表的使用性能。

(3)零件图上表面位置尺寸的标注。上安装体的长度尺寸都以φ73的右端面为基准，所以在工艺规程的编制中工序长度尺寸尽量与其保持一致。

(4)零件技术要求的分析。零件技术要求主要是指尺寸精度、形状精度、位置精度、表面粗糙度及热处理等。图1所示为上安装体零件的三维造型图。

图1 三维造型图

工艺规程制定

零件的数控加工工艺流程通常为：零件图→分析图样确定加工工艺过程→编写工艺规程→确定NC加工工序→数值计算→编写程序单→机械CAD→机械CAM→程序校验→制备控制介质→首件试切→调整程序及机床→成批加工→成品。

2．1工艺路线的制定

划分工序与加工路线的确定直接关系到数控机床的使用效率、加工精度、刀具数量和经济性等问题，应尽量作到工序相对集中，工艺路线最短，机床的停顿时间和辅助时间最少。安排工艺路线时除通常的工艺要求外，本例重点考虑以下因素：

(1)保证加工质量，划分加工阶段

工件在粗加工时，切除的金属层较厚，切削力和夹紧力都比较大，切削温度也比较高，将会引起较大的变形。按加工阶段加工，粗加工造成的加工误差可以通过半精加工和精加工来纠正，从而保证零件的加工质量。同时合理使用设备，既能提高生产率，又能延长精密设备的使用寿命。

(2)合理安排热处理及表面处理工序

热处理可提高材料的机械性能，改善金属的加工性能及消除内应力。鞍支架的热处理工序安排在粗车和铣削加工去除余量以后进行高温时效、低温时效，主要目的是消除材料加工后产生的内应力。为了提高零件的抗蚀能力、耐磨性、抗高温能力和导电率等，一般都采用表面处理的方法，表面处理一般安排在过程的最后进行。对于精度要求高的表面，表面处理后会影响其尺寸精度，一般表面处理后进行精加工工序，以保证尺寸精度和表面粗糙度。上安装体的表面处理工序在对(3)数控加工工艺与普通工序的衔接

进行精加工工序之前。

数控加工工序前后一般都穿插有其它普通加工工序，如衔接得不好就容易产生矛盾。因此在熟悉整个加工工艺内容的同时，要清楚数控加工工序与普通加工工序各自的技术要求、加工目的、加工特点，如要不要留加工余量，留多少；定位面与孔的精度要求及形位公差；对校形工序的技术要求；对毛坯的热处理状态等，这样才能使各工序达到相互满足加工需要，且质量目标及技术要求明确，交接验收有依据。

综合以上原则，鞍支架的工艺路线安排如下：

2．2加工误差分析

就制造工艺过程而言，产品质量主要取决于零件的制造质量和装配质量。零件的制造质量一般用几何参数(如形状、尺寸、表面粗糙度)、物理参数(如导电性、导磁性、导热性等)、机械参数(如强度、硬度等)及化学参数(如耐蚀性等)来表示。上安装体加工误差产生的原因主要有：

(1)机床误差的影响 影响机床加工精度的主要因素有主轴的回转精度、移动部件的直线运动精度以及成形运动的相对关系。主轴的回转精度通常反映在主轴径向跳动、轴向窜动和角度摆动上，它在很大程度上决定着被加工表面的形状精度。本例采用的铣式加工中心机床是UMC600万能加工中心，它的机床精度目前是国际上机械加工类机床中顶尖级的，其各项技术指标都在0．001mm之内。对于上安装体的加工精度影响较小。

(2)夹具定位误差分析

上安装体的加工用夹具采用1个大平面和1个定位销(菱形销)及1个圆柱销定位。1个圆柱销限制x和y的移动及1个大平面限制z的转动和移动，定位销(菱形销)限制了x和y的转动，满足了六点定位原理。经定位误差分析计算，能满足零件加工精度要求。夹具简图如图2所示。

2．3规划加工刀具路径

规划上安装体几何图形外形加工刀具路径包括加工坯料、对刀点的确定、加工几何图形的选择、加工刀具的选择及刀具参数的设置等内容。2．3．1加工坯料及对刀点的确定

在规划上安装体几何图形外形加工刀具路径前，先利用Mastercam系统提供的边界框命令确定加工几何图形所需要的坯料尺寸，并将图形中心移到系统坐标原点，便于加工时以图形中心对刀。在加工时，工件在机床加工尺寸范围内的安装位置是任意的，要正确执行加工程序，必须确定工件在机床坐标系中的确切位置。对刀点是工件在机床上定位装夹后，设置在工件坐标系中，用于确定工件坐标系与机床坐标系空间位置的参考点。在工艺设计和程序编制时，应以操作简单、对刀误差小为原则，合理设置对刀点。

2．3．2规划加工刀具路径

规划上安装体几何图形加工刀具路径主要包括刀具的选择、刀具参数的设定、加工顺序的选择、加工参数(安全高度、下刀方式、补偿方式、补偿量、切削量等)的设定。

铣刀类型应与工件的表面形状和尺寸相适应。根据被加工工件材料的热处理状态、切削性能及加工余量，选择刚性好、耐用度高的铣刀，是充分发挥数控铣床的生产效率并获得满意加工质量的前提条件。加工路线的选择主要应考虑：

(1)尽量缩短走刀路线，减少空走刀行程，提高生产率；

(2)保证加工零件的精度和表面粗糙度的要求；

(3)有利于简化数值计算，减少程序段的数目和编程工作量；

(4)切削用量的具体数值应根据数控机床使用说明书的规定，被加工工件材料、加工工序以及其它工艺要求，并结合实际经验来确定。实体加工模拟

在对上安装体几何图形进行实际加工前，利用Mastercam9．0计算机软件提供的实体加工模拟功能进行电脑实体加工模拟，最大限度的降低能源和材料消耗，提高加工效率。

MasterCAM系统对上安装体几何图形所规划的加工刀具路径及刀具参数设置等资料产生的一个刀具路径文件，MasterCAM系统称其为NCI文件。它是一个AscII文字格式文件，含有生成的NC代码的全部资料，包括一系列刀具路径的坐标值、进给量、主轴转速、冷却液控制指令等，但它无法直接应用于CNC机床，必须先通过后处理程序P0ST转成NC代码后才能被CNC机床所使用。

薄壁零件数控加工工艺质量改进 篇6

【关键词】薄壁零件 ； 数控加工 ； 工艺 ； 质量

【中图分类号】G71 【文献标识码】B 【文章编号】2095-3089（2015）15-0030-01

数控加工的过程通常被分为三个阶段，首先是工艺设计阶段，其次是在线加工阶段，最后是检验处理阶段。在实际加工过程中，工艺系统会受到各种干扰，例如工挂件安装出现误差导致的干扰，刀具偏摆或者是磨损出现的干扰等，这对加工质量的影响相对明显。尤其是薄壁零件的突出变形问题在控制上相对困难。因此在加工过程中需要对加工质量进一步进行改进。

一、影响薄壁零件加工质量的因素分析

薄壁零件的结构相对复杂，钢性较小，虽然具有轻量化的特点，但是用于数控加工过程中极易造成损害甚至会出现变形。因此，薄壁零件的数控加工成了机械加工过程中的一个重要难题，需要进一步提升薄壁零件加工的精度，对影响数控精度的因素进行分析，从中得到具体的解决方案。一般影响数控加工工艺的因素主要有机床精度和刚度，工件出现热力变形，刀具的变形和磨损，装夹变形等。其中影响其加工的最主要因素是精度变形，所以需要对其变形问题进行解决。下面是对其影响因素的分析。

（一）零件刚度对加工精度的影响

通常情况下，零件本身的刚度会对薄壁的加工精度造成影响，对于零件刚度的改进往往是选择适当的装卡夹紧方式，对装卡夹紧方式改进进一步提高数控工艺加工精度。当进行薄壁零件的数控加工时，需要对零件的位置和夹紧方式仔细进行分析，对一些应力位置和作用方向进行数据分析，选择夹紧装具时候需要采用专用的夹具，例如辅助支撑或者施工圈等等。除此之外，薄壁环形工件往往是以轴向装卡代替径向装卡，主要是对这些部件进行改进来预防零件的变形。这是影响精度的一个方面，对于薄壁精度提升的第二个方面就是增强零部件的刚度，可以临时增加工件的壁厚，采用的方式是对数控零件的空心处进行浇灌，可以浇石蜡也可以选择松香。等到所有的数控加工过程完成之后再将这些辅助性材料取除。

（二）工艺工序路线对零件加工的影响

提高数控工艺加工质量的前提是需要弄清数控加工零件的变形规律，并且能够对该变形规律进行综合性分析，制定合理的工艺工序路线才能够更好的保证数控加工零件的质量。制定相关路线的关键是必须解决工序工艺的变形问题，提出更好的解决方案，需要掌握工艺工序的变形规律。在整个工序加工的过程中，对于定位基准的选择需要依据加工时的受力情况进行选择，为了避免加工振动，应该将零件的定位面和定位元件进行紧密衔接。同时，加工工序路线的选择还受到零件和夹具的影响，需要对加工余量进行合理分配。

（三）走刀方式和路径对零件数控加工的影响

除上述的影响因素之外，走刀方式和路径也是影响零件加工工艺的重要因素，适当的改进这一工艺能够有效提升零件加工的质量。在众多走刀方式中，最主要的方法是一次性粗加工法和阶梯式粗加工法，利用这两种新型的加工方法能够对零部件实施高效的加工，这两种方法一般是沿着高线的轨迹对零部件进行加工。在传统的走刀路径中，采用新型的走刀路劲一定程度上能够克服走刀加工的弊病，能够对多余的金属进行切除，采用这样的方式一定程度上有利于道具寿命的增长，可以快速的提高加工质量。

二、薄壁零件数控加工工艺的改进方案

（一）对零件装夹方式的改进

零件装夹是影响零件加工质量的重要因素，尤其是一些薄壁零件加工的刚强度相对较小，若是在夹紧时候出过多的力度，就会导致薄壁零件出现变形，这样一定程度上会使得加工零件的精度和质量受到影响。除此之外，在工件加工过程中，还有一个与夹紧力相应的力就是支撑力，一般情况下，夹紧力和支撑力侧重的加工位置是不同的，薄壁工件本身的刚度相对较小，需要对其刚度进行增强，就要使用支撑力来支撑，在这种情况下，应该将支撑力度作用于强度较小的表面。对于夹紧力度的控制在一定程度上能够降低工件的刚度，因此，应该将夹紧力作用于零件刚度相对较大的表面。在工艺质量加工的过程中，需要将夹紧力和支撑力分配给不同强度零件表面，进行科学控制，这样就能够在数控基础上降低了薄壁零件發生变形的可能性，并且使用该措施可行性比较强，能够有效的控制零件变形。此外，还需要进一步优化装夹位置和工具，在装夹夹紧之前，需要分析工件的夹紧位置数据，并且还需要分析工件上的应力，可以采用先进的装夹装置进行辅助，以此来降低装夹装置所带来的失误。

（二）对道具路劲的改进方案

在刀具路径生成之前，要对工件的变形进行考虑，工件变形往往是影响工件质量的一个重要因素。薄壁零件的轻重化发展趋势往往会导致其刚度成为数控加工技术的阻碍。由于零件的刚度比较低，刚强度的夹紧会引起零件的变形，针对这一问题，我们首先应该考虑加工变形的可能性和零件出现的回弹量，所以在数控加工的过程中应该对刀具路径进行修改，并给对工件加工过程中出现的各种状态进行细致观察，对出现错误的道具路劲进行修改，将路径控制在正确的操作轨道上，可以避免道具路劲出现偏差而引起的工件失误。通过对道具路径的修改和补偿就能够减少刀具变形或者是出现的回弹误差。在进行工件的夹紧切削时，其切削速度会对薄壁零件的数控加工形成影响，所以要根据科学的数据计算薄壁的加工角度，利用精确的数据对操作进行辅助。适当的加大刀具前后角可以有效控制切削速度，能够有效降低因切削速度引起的变形。

三、结束语

保证薄壁零件数控质量的关键因素在于控制加工变形，在加工之前可以利用仿真技术对加工工艺进行改进，以此减小加工误差。此外，需要掌握数控加工质量的过程和工艺规律，综合采用多种方式进行道具路径的修正，改进装夹方案，一定程度上能够减少加工变形。对加工方案的改进和优化能够有效减少加工次数，降低工艺质量成本，对制造周期的缩短也能够起到一定的效果。

参考文献

[1]李盼.薄壁零件数控加工工艺质量改进分析[J].电子测试，2013，（21）：100-102.

浅谈数控车床套类零件加工 篇7

机器中的套筒零件，通常起支承或导向作用。由于功能不同，套筒零件的结构和尺寸有着很大的差别，但结构上仍有共同的特点：零件的主要表面为不同轴度要求较高的内、外旋转表面;零件壁的厚度较薄易变形，零件的长度一般大于直径等。

一般保证套筒表面间位置精度的方法：

由套筒零件的技术要求知，套筒零件内外表面间同轴度以及端面与孔轴线的垂直度一般均有较高的要求，为保证这些要求通常可采用下列方法：

1)在一次安装中完成内外表面及端面的全部加工。这种方法消除了工件的安装误差，所以可以获得很高的相对位置精度。但是，这种方法的工序比较集中，对于尺寸较大(尤其是对长径比较大)套筒也不便安装，故多用于尺寸较小轴套的车削加工。

2)套筒主要表面加工分几次安装进行，先终加工孔，然后以孔为精基准最终加工外圆。这种方法由于所用夹具(心轴)结构简单，且制造和安装误差较小，因此可保证较高的位置精度，在套筒加工中多采用这种方法。

3)套筒主要表面加工在几次安装中进行，先终加工外圆，然后以外圆精基准最终加工内孔。采用这种方法时工件装夹迅速可靠，但一般卡盘安装误差较大，加工后工件的位置精度较低。若要获得较小的不同轴度，则必须采用定心精度较高的夹具，如弹簧膜片卡盘，液体塑料夹头和经过修改的三爪卡盘等。

在数控车床传统加工中，一个刀位只装夹一把刀具，如一般数控车床有四个刀位，只能装四把刀具，一次装夹只能进行四序车削，对于多于四序只好再次或多次装夹零件加工，不但降低工作效率，发挥不了数控车床的优势，更重要是不易保证相关表面间位置精度要求，极易造成降低工件加工质量，导致工件加工产生质量不稳定的因素。特别不适应当今高效稳定的加工要求。

针对上述现有存在的缺陷或不足，我们在原有某一刀位或几个刀位上装夹一专用刀柄，刀柄上可安装多把刀具，加工时零件一次装夹即可完成更多的工序，甚至完成全序。为此，设计了一种专用刀柄，形成一位多刀，操作简便，工作效率高，且定位准确，安装、更换刀具操作简单。

刀柄上设计有若干个安装刀具的圆孔，端部还可开一开口槽，圆孔及开口槽处均可根据需要安装车刀或钻具及铰刀等，圆孔的数量可根据经常加工零件工序所用刀具而定;孔距事先设定，然后借助编制适当的程序控制在某一刀位刀架X、Z二个方向位移，实现多把刀具逐一进行加工。

“一位多刀”这种方法增加了零件一次装夹加工工序，从工艺上保证了相关同轴度以及端面与孔轴线的垂直度要求，同时提高了效率，对薄壁件及精度要求高的加工十分理想。

“一位多刀”与传统车床加工相比，具有结构合理(组合、拆卸方便)，安装操作简便快捷，性能可靠(不受人为操作影响)，特别适用于大批量生产中，工件有同轴度以及端面与孔轴线的垂直度要求，且尺寸精度要求较高的零件加工。具有适用范围广，不受场地和工作环境等影响，可大幅度降低准备和操作时间，提升机床加工精度和效率。

具体实施方法：参见附图，“一位多刀”专用刀柄组件，由压紧螺钉、专用刀柄、弹簧夹套(或锥刀柄时用弹簧夹头)等组成，更换不同孔径的弹簧夹套(或弹簧夹头)即可装夹不同直径的刀柄，刀距及中心高并不会发生改变，中心高H根据不同机床的主轴中心高设置，裝刀孔必须与机床Z轴平行，开口槽可安装一把方刀头。

第一次使用时，要进行对刀，然后将相应的X、Z坐标值及刀距尺寸写入加工程序。通过程序与多刀专用刀柄地有机结合进而控制刀架位移，在刀架不换位的情况下，控制(刀架)多刀专用刀柄X、Z向不同位移，实现多次换刀即一位多刀功能。

零件数控车床加工 篇8

数控车床的功能主要是用于加工回转类零件。如图1, 该组合件由3个零件配合而成, 件1、件2、件3的结构并不复杂, 要想在较短的时间内完成加工并保证加工质量, 操作者必须熟练掌握所用机床的性能、特点和操作方法, 同时还需正确地确定加工方案。

2 工艺准备

2.1 图样分析

(1) 分析图形

一般轴类零件的加工以保证尺寸精度和表面粗糙度要求为主, 对各表面间的位置有一定的要求。如图1所示, 这是一个组合件, 共有3件, 装配后要求保证总长, 数量为单件生产;加工内容包括:外圆、端面、锥面、圆弧、椭圆、沟槽、螺纹等, 是一道能综合反映学员操作技能的考题。零件图尺寸标注完整, 符合数控加工尺寸标注要求;毛坯φ65×200, 两根, 材料为45钢, 加工切削性能较好, 无热处理和硬度要求。

(2) 分析尺寸

图中用尺寸公差带标注的尺寸均为重要尺寸, 在编程时我们可以根据公式:编程尺寸=基本尺寸+ (上偏差+下偏差) /2求得其编程尺寸, 例如, 件1的最大外圆直径为φ600-0.019, 其编程尺寸根据上面的公式计算得φ59.9905, 四舍五入后取φ59.991。

普通螺纹特征代号用字母“M”表示, 有粗细牙之分, M20×2表示右旋细牙螺纹, M20则表示右旋粗牙螺纹, 其螺距通过查表可知, P=2.5。

工件端面对基准A的垂直度误差值不大于0.01mm, 表示外圆面对基准A的同轴度误差值不大于0.01mm。

表面粗糙度和尺寸精度有密切的关系, 在3个零件表面上所标注的粗糙度要求Ra1.6, 其余值为Ra3.2。

2.2 零件装夹

(1) 分析件1、件3的结构特点, 其共同存在的问题是当完成左半边的加工 (或右半边) , 余下的轮廓则无法装夹, 例如, 件1 (如图2) 的椭圆面完成加工后, 加工右半部分时, 工件无装夹位置。因此, 件1和件3的加工, 则需要用辅助夹具来完成, 这里我们可将件1的右半边的螺纹、退刀槽、圆弧等外轮廓和件3的内轮廓加工好, 采用件3的内螺纹作为辅助夹具, 通过螺纹配合 (俗称丝配) 的装夹方法完成件1椭圆面的加工。

(2) 件3 (如图3) 的加工, 先加工件的内轮廓, 做一个辅助夹具, 如图5所示, 在完成右端螺纹加工后, 不卸掉夹具, 直接通过丝配的方法加工件3椭圆。

(3) 对于件2 (如图4) , φ40和φ60外圆面有同轴度要求, 并且误差要求较高, 须在一次装夹后同时完成加工, φ60外圆的左右端面和中心轴线有垂直度的要求, 且装夹工件后, 其伸出卡盘较长, 为保证安全操作和加工质量, 须采用一夹一顶的装夹方法。

2.3 刀具、量具选择

2.3.1 刀具

(1) 90°外圆车刀, 45°端面车刀, 35°菱形刀片外圆车刀, 外圆槽刀 (刃宽≤3) , 外圆切断刀 (刃宽≤5) , 外圆螺纹刀, 72.5°外圆尖刀 (如图5所示, 用来加工φ406.25圆弧面及其两侧面, 通过计算, 角度∠BAC=28.07°, 防止加工时刀具与工件产生干涉, 故选72.5°外圆尖刀) 。

(2) B型φ2.5mm中心钻, φ17.5mm麻花钻。

(3) 盲孔镗刀, 加工最小孔径φ16mm, 加工有效深度40mm;内三角形螺纹刀, 最小底孔直径φ16mm, 加工有效深度40mm;内切槽刀, 最小底孔直径φ16mm, 加工有效深度35mm。

2.3.2 量具

游标卡尺, 0~200mm;外径千分尺, 0~25mm, 25~50mm, 50~75mm各一个;内径百分表;深度游标卡尺;内卡钳;螺纹环规M20×2.5-6g (包括T和Z) , 螺纹塞规M20×2.5-7H。

2.4 选用设备

选用CKA6140数控车床 (FANUC系统) , 不同的数控系统, 要注意其指令格式及功能的区别。

3 工件加工

3.1 毛坯切断

3.1.1 切断方法的选择

准备毛坯45钢φ65×200, 两根 (比赛时准备) , 根据加工时所准备切断刀具的有效切深和毛坯的直径, 可采用两种切断的方法。

(1) 排切法, 切断刀的切深<工件半径R, 如图6所示:可先在毛坯上加工出大于刀杆宽度的槽, 即m>n, 然后再将工件切断。

(2) 直切法, 如图7, 切断刀切深>工件半径R。这里采用直切法切断, 切削中机床需要开启切削液, 否则工件受热后膨胀变形易夹持刀具, 甚至出现扎刀现象。

3.1.2 切断切削参数的确定

(1) 进给量f=0.15mm/r, f值过大, 切断过程中易振动, f值过小, 影响加工效率。

(2) 由公式v=πdn/1000m/min, 可知工件的切削速度v与主轴转速n、工件直径d成正比关系, 对φ65的毛坯, 主轴转速n越高, 切削速度v就越大, 切削时易引起机床振动, 易出现打刀现象;主轴转速n过低, 切削速度v就越小, 切削时易加剧刀具的磨损。

实践证明, 主轴转速定为230r/min, 开始切断, 将工件切深至φ35左右, 主轴转速提高至305r/min, 将工件切至φ20, 再次提高主轴转速至380r/min, 直至将工件切断。这样可避免当切断刀切到一定的深度, 会出现切削用力加大、切屑不流畅的现象。

3.2 加工顺序的安排

合理安排这3个零件的先后加工顺序, 是顺利完成该组合件加工的关键, 并能有效地使用毛坯材料, 同时, 能够节省额外的辅助时间 (如:重复装夹刀具、工件的时间) , 提高加工效率, 所以组合件加工顺序的安排也是优化加工工艺的一项重要工作。其加工顺序如下:

(1) 件1右半部分轮廓加工, 采用三爪卡盘直接夹住φ65×200毛坯, 伸出卡盘80mm, 切端面后, 一次装夹完成螺纹、退刀槽及圆弧面的加工, 这样可以保证φ60外圆右端面和φ20中心轴线的垂直度。左半部分的椭圆在本次装夹中难以完成加工, 须二次装夹, 因此, 需在保证件1工件总长的前提下, 将毛坯切断, 同时要考虑切断后的端面并不一定平整, 在件1长度方向可多留2mm的加工余量, 即切断后件1的毛坯总长为71.16mm或72mm;件1左半部分椭圆的加工方法比较多, 这里采用和件3左端螺纹配合的方法完成加工。

(2) 件3左半部分内轮廓的加工:当件1完成右半部分轮廓加工并切断后, 调整毛坯伸出卡盘的长度约φ60mm, 切端面, 以保证φ60外圆和φ40内圆的同轴度及φ60外圆左端面和φ40内圆中心轴线的垂直度, 钻孔后完成内圆面、内螺纹、内退刀槽的加工。同理, 件3右半部分的椭圆加工需二次装夹后完成, 切断工件, 保证件3总长的前提下, 在长度方向多留2mm的加工余量, 即47mm。右半部分的椭圆须和附件的螺纹配合后完成加工。

(3) 件2的左端的内轮廓的加工:装夹第二根φ65×200的毛坯, 伸出卡盘约50mm (避免伸出过长因工件的跳动影响内轮廓尺寸精度) , 车端面, 保证φ60外圆面和它的中心轴线垂直, 钻孔后完成左端内轮廓的加工, 调整毛坯伸出卡盘的长度, 保证件2总长后切断, 长度方向留2mm的加工余量, 即140mm;掉头装夹件3, 在其右端面钻中心孔。

(4) 附件的加工:利用件2切断后余下的毛坯 (长约60mm) , 装夹后, 伸出卡盘约30mm, 加工一个简单的附件, 如图8所示。

(5) 附件加工完成后, 不需要卸下, 可直接和件3内螺纹配合, 完成件3右半部分轮廓椭圆的加工。

(6) 附件和件2左端内螺纹配合, 件2右端加活顶尖, 完成件2右端轮廓、φ406.25圆弧面及其两侧锥面的加工。为保证φ40外圆和左端φ60外圆的同轴度及右端φ60外圆端面和中心轴线垂直度, 对件2外轮廓的加工, 须采用一夹一顶的装夹方式。

4 其他相关知识

4.1 车刀安装注意事项

刀尖应严格对准工件中心, 才能保证工件的前角和后角不变;刀杆应该和进给方向垂直, 以保证主偏角和后偏角不变, 否则车削工件端面中心将会留下凸头并损坏刀具。

4.2 钻中心孔注意事项

防止中心钻折断。中心钻圆柱部分直径较小, 切削力过大时容易折断。当钻孔深度不够, 靠近顶尖切槽或切断工件时, 易出现顶尖从中心孔中滑出, 发生安全事故。

4.3 加工椭圆注意事项

(1) 在不同的数控系统上加工椭圆所用到的G指令不一样。

FANUC-0I-Mate系统最常用的循环指令是用G73, 指令G71不能运行带宏程序的循环体;华中系统最常用的则是G71, 并且加工椭圆的效率比G73要高许多。

(2) 宏程序的循环语句格式也不一样, 特别是WHILE循环语句。

FANUC系统宏程序循环语句的格式:

华中世纪星宏程序循环语句格式是:

4.4 加工螺纹注意事项

(1) 螺纹加工质量, 在主轴低转速加工出的螺纹表面粗糙, 无光泽。可以尝试高速切削螺纹, 取S=1200r/min.

(2) 螺距的确定, M20, 表示的是粗牙螺纹, 其螺距大小需查表, P=2.5mm。

4.5 采用一夹一顶注意事项

装夹不紧, 工件受轴向力作用, 易产生轴向移动, 造成顶尖松动现象, 加工过程易出现工件停止转动, 造成刀尖崩裂, 甚至导致工件脱落卡盘。

解决措施:加工过程中可将右手放到套筒手轮上, 在出现顶尖松动的情况下, 及时旋进套筒, 对顶尖进行压紧。

4.6 内轮廓表面加工质量的提高措施

内轮廓的高速加工易出现振纹, 表面光洁度达不到要求, 此时, 可行的办法是粗加工时采用高速切削, 节省加工时间, 精加工采用低速切削, 取S=120r/min, f=0.15mm/r, 可以解决内轮廓精加工后表面粗糙度的问题。

5 结语

本文通过对加工零件的工艺和加工的分析, 可知数控车床具有加工不受零件复杂程度的限制、工序相对集中、加工精度高等优点。同时对操作人员提出了更高的要求, 要求其具有较强的工艺分析能力, 能确定合理的加工方法, 优化加工轨迹, 注意细节性问题, 才很好地完成零件的加工, 以适应数控技术发展的需要。

参考文献

[1]金福昌.车工 (初级) [M].北京:机械工业出版社, 2008.

零件数控车床加工 篇9

本文主要通过多轴加工技术, 并用CAM软件UG8.0对图1所示的大力神杯进行加工工艺分析与数控加工[2]。

1 特型零件的总体工艺分析

如图1所示, 此零件有三个部分组成: (1) 由复杂小曲面构成的顶部圆球; (2) 由曲面构成的杯体两侧的人面; (3) 由曲面构成另外两侧的非人面。根据此零件的结构, 如果采用三轴机床进行加工, 则需针对此零件制造专用的夹具且装夹过程中需要多次装夹与定位, 会造成装夹误差, 接刀处也很难把握。加工质量也会很粗糙。综合以上分析, 可以采用五轴机床与三轴机床相结合的方式加工[3]。具体加工方案如下: (1) 使用数控车床粗车毛坯, 车成零件的大致形状; (2) 首先利用五轴机床铣削杯体顶部圆球; (3) 其次用五轴机床铣削杯体的两侧人面; (4) 最后用五轴机床铣削杯体另外两侧非人面。

对此零件数控编程本着先粗后精的原则进行编程。大刀用于开粗, 用在切削余量较大的区域。小刀精加工, 清楚死角处的加工残留量, 保证加工质量。此零件使用北京机电院研发的BV100五轴联动机床完成加工, 该机床配有Siemens 840D系统, 是典型的A-C式双转台五轴机床, 工作台上的装夹部件是工作台上的圆盘。此圆盘上放射状均布T型槽, 中间布有中心孔。此零件的装夹只需将毛坯一段车削后的直径在中心孔的公差范围之内, 放入工作台的中心空处, 在用两个螺栓在T型槽与轴肩槽处加紧定位, 完成装夹。

2 特型零件的子工艺分析

通常, 在UG8.0中对零件编制加工刀轨之前, 需要做一下准备工作: (1) 造型:在UG中, 大力神杯的杯体各部分小曲面的的创建与连接。以及在下面加工中所需用到的给类驱动曲面的创建; (2) 装夹:同上文所述即可。

2.1 杯顶粗加工

根据毛坯的具体尺寸, 顶部的加工余量比较大, 为节省加工时间, 所以采用16mm的球头刀开粗, 由于是铝件, 每层切深不宜过大, 且进给速度要小, 否则会产生机床振动, 加工质量下降。故每层进给量为1.5mm, 进给速度为800mm/min。本工序加工方式为型腔铣;由于是圆柱形, 切削模式为跟随部件, 切削顺序为深度优先, 毛坯余量放为1.5mm.经软件计算后生成的刀轨如图2 (左) 所示。

2.2 杯体人面加工

考虑到杯体表面由复杂曲面组成, 且在凹处的余量大, 所以把杯体表面分为四部分分别加工。采用10mm镶刀片的的球头刀加工, 在杯体人面上有许多凹处的半径较小, 加工刀具不能加工到此位置, 因此在非切削区域对话框中, 最小斜面长度应设为0.01mm, 方可加工。本工序的加工方式为型腔铣;刀轴为指定矢量为Xc轴;由于是粗加工主轴转速不易过快, 主轴转速为4000r/min。以同样的方式, 改变刀轴矢量为Xc轴的反向。经软件计算后生成的刀轨如图2 (中、右) 所示。

2.3 杯体非人面加工

经过上述加工过程, 杯体只剩下两侧的非人面没有加工, 若是继续用先前的毛坯加工非人面, 产生的刀轨会极其混乱, 两边的接刀处也会产生接刀痕, 所以在以上工序加工后仿真生成IPW实体。保存在图层中, 作为本工序的毛坯, 本工序也10mm镶刀片的的球头刀加工, 加工方式为型腔铣;刀轴为指定矢量为Yc轴;其它参数与上工序设置均相同。以同样的方式, 改变刀轴矢量为Yc轴的反向, 生成后的刀轨如图3 (左、右) 所示.

2.4 杯顶与杯体精加工

本工序作为此零件的最后一道工艺, 影响着零件的整体加工效果, 由于上下两个刀轨分两次加工, 避免接刀痕的出现, 利用投影的方式自定义铣削区域, 具体边界向上延伸2mm, 使上下两刀轨重复2mm。即可解决此问题。在底部边界上向上缩回5mm。因为, 在整个加工过程中, 采用带刀柄加工, 定义好工作台的具体位置。可以避免刀柄与工作台相撞。本工序采用3mm的球头刀加工, 加工方式采用可变轴轮廓铣;驱动方式为表面驱动;投影矢量为垂直与驱动体;刀轴相对于驱动体为前倾角为2度, 余量为0mm。生成的刀具轨迹如图4所示。

3 加工验证

通过上述工序的加工方案, 在UG8.0中逐个输出CLS文件, 将以上输出的刀位源文件经过专用的后置处理软件转换成机床识别的G代码程序, 再通过VERICUT进行虚拟仿真, 验证此程序无误后, 使用北京机电院研发的BV100五轴机床进行加工。加工后的实物图如图5所示。

4 结束语

本文针对一特型零件, 通过多轴加工方法, 对其工艺与加工过程进行分析。体现了多轴加工方法, 可避免多次装夹与定位;而且也节省了许多工装设计与制造等辅助加工时间。为企业在实际加工中奠定了基础。

参考文献

[1]潘建新, 周小红.典型零件数控加工工艺分析[J].机电工程技术, 2010 (8) :130-131.

[2]刘江, 王骏.UGNX6.0多轴数控加工实例详解[M].电子工业出版社, 2010.8.

零件数控车床加工 篇10

1 技工院校精品课程建设现状

技工院校是培养一线技术操作工人的重要渠道,课程是人才培养的关键一环,只有将课程精品化,才有可能培养出高素质的现代技术工人。技工院校建设精品课程也是非常有必要的,特别是当下提出的“大众创业,万众创新”、培养创新型人才的时代要求更是将精品课程建设摆在了突出位置。学生基础、素质的差异,教材难易程度的巨大差别,培养目标的迥然不同,这些现实情况都决定了不能照搬大学精品课程进技校课堂,只有靠自己建设。目前有一部分技工院校建设了精品课程,特别是经济发达省份建设的数量较多,这些精品课程专业方面主要是集中在工学类专业如数控加工、模具制造等。既有省级精品课程,也有校级精品课程,但还没有国家级技工院校精品课程。通过对部分技工院校精品课程浏览和调查得知,这些建设活动还是没有摆脱高校精品课程建设的旋涡,很多是照搬照抄了大学做法,填鸭式教学、把教材“粘贴复制”变成电子资源上网、上课录制视频缺少互动性、仿真动画和实验稀少等是通病,课程教学设计不合理,特别是没有根据技校特点进行有效的校企合作、工学一体课程安排。当然,有些学校的实习实训条件跟不上也使教学效果大打折扣。江西赣州技师学院为一所中等职业院校,本文以江西赣州技师学院“零件数控车床加工”精品课程建设为契机探讨课程建设方法,主要集中在教学体系改革、教学内容的组织与安排两个方面进行论述。

2 精品课程建设措施

2.1 教学体系改革

江西赣州技师学院在数控加工专业进行了“校企双制,工学一体”的教学体系改革,旨在提高学生的学习积极性,培养学生职业能力,变“要我学”为“我要学”,让学生在实际的操作过程中学习专业知识,学会社交等社会本领,掌握科学的思维方法。具体做法是将数控专业分为数控车加工和数控铣加工两个方向,学生一进学校就有所侧重分开进行教学。根据教学层次的不同分别开设了不同的课程,如中技数控车加工方向主要的一体化专业课程有零件钳加工、零件普通车床加工、数控车床编程与模拟加工、产品质量检测、零件数控车床加工和组合件加工与装配;而高技数控车加工方向主要的一体化专业课程有配合件数控车床加工、数控车床精度检测、计算机辅助编程与加工、特殊零件数控车床加工、数控铣床编程与模拟加工(选修)和零件数控铣床加工(选修)。数控铣加工方向一体化课程类似,并根据专业方向的不同进行了适当修订。根据学院校企合作的实际情况和区域经济发展格局,对国家人力资源和社会保障部公布的数控专业一体化教学方案进行了适当的修改,使其更加符合学院的实际情况。江西赣州技师学院的精品课程建设活动正是在上述课程体系改革的基础上展开的,这打破了原有的学科知识编排体系,对专业课程进行了深度融合。教材选用部颁一体化教材。

2.2 教学内容的组织与安排

“零件数控车床加工”精品课程教学内容的组织与安排涉及的方面较多,但主要是两个方面难以突破:教学内容的设计、课件和视频制作。

教学内容的设计。设计合理的教学内容是整个课程成功的关键。为此,笔者首先组建了合理的课程团队,特别是聘请企业资历深、经验足的技术骨干担当课程的顾问,有条件的话最好是聘请与学校有校企合作项目的企业,这样对后续的实习和加工安排均比较方便。在选定参考教材之后首先的工作就是对内容进行序化和取舍。课程教材是按照一体化教学进行编排的,九个代表性工作任务全部为真实的产品,分别是:台阶轴的数控车加工、子弹挂件的数控车加工、灯泡模型的数控车加工、手电筒模型的数控车加工、酒杯模型的数控车加工、圆锥管接头的数控车加工、灯泡底座模型的数控车加工、齿轮轴的数控车加工、空套齿轮轴的数控车加工。课题组人员经过调研、讨论,考虑到校企合作和学校设备工装的实际情况,最后决定用皮带轮的制作、轴套加工这些校企合作项目代替酒杯模型和圆锥管接头两个任务。采用“以问题为导向”的方式设计每一个代表性学习任务,避免空洞的说教和提高学生的学习积极性。如轴套内孔加工选用什么刀具比较合适、刀具角度有什么要求?这些循循诱导的问题设计能极大地调动学生积极思考,而不是单纯地去背诵知识。课题组对课程进行了全新的设计,各个章节设计内容包括:内容分析、教学目标、教学重点及强化手段、教学难点及化解方法、教学方法与策略、教学环境及资源准备、教学考核及具体上课流程设计。为了体现精品课程的前瞻性,课题组组织人员阅读了近5年发表的科研论文和专利,将新材料、新工艺、新知识渗透到精品课程中。

课件和视频制作。以往精品课程制作的课件存在的问题主要是照搬教材、文字太多图片太少、缺少动画等。造成这种现象的原因是多方面的,如时间限制、技术卡壳、设计缺陷等。针对此问题课题组采取了有效的措施:立项目之初即要求各人员确定需要制作的动画和图片,将制作要求和基础数据形成文件;然后将一部分本部门人员不方便制作的文件转交给计算机科学与技术专业教研组,作为计算机专业教学的课堂练习和课后习题,由计算机老师带领学生完成最后的制作。这样由机械工程系教师和计算机系教师共同完成课件的制作,既节约了时间又解决了技术卡壳难题,同时也不会给计算机专业老师太多负担。最后由两个系部的老师共同讨论完成图片动画的润色。以往精品课程视频录制存在的问题主要是视频里只见教师单独在讲解,很少学生的互动,还是传统的填鸭式教学;学生很少通过视频进行学习,其他教师也难以通过视频学习先进的教学方法,没有达到视频教学应有的效果;录制的视频一般局限于上课的视频,并且还不一定完整。课题组针对这些问题也采取了自己的做法:首先是根据一体化教学方式既录制了理论课堂教学视频,又录制了实习车间产品加工视频,并且还利用仿真软件录制了仿真加工视频。课堂教学视频注意采用“以问题为导向”的方式调动学生的积极性,产品加工视频则由老师边讲解边加工的方式完成,根据需要也可由学生来加工和讲解,但要保证零件制作的完整性和美观性。对于远程的学习者和其他学校的学生来说,仿真加工视频是非常实用的,因为他们可以按照说明一步一步在自己的电脑上完成零件的仿真加工体验成功的喜悦。同时,课题组建议有条件的学校可引进德国的Keller数控教学平台,这种软件是全三维的、适时体验的、智能的教学平台,能较好地使人“沉浸”其中达到良好的教学效果。

3 结语

以江西赣州技师学院“零件数控车床加工”精品课程建设为例分享了一些建设的经验,主要包括两个方面:教学体系改革、教学内容的组织与安排。教学体系改革的特色是“校企双制,工学一体”,实现了精品课程与一体化的有效结合。教学内容的组织与安排方面提出了教学内容设计、课件视频制作的一些有益方法,对于技工院校的精品课程建设具有一定的借鉴意义。

参考文献

[1]教育部.教育部关于启动高等学校教学质量与教学改革工程精品课程建设工作的通知(教高[2003]1号)[EB/OL].(2003-04-14)[2010-08-04].http://202.205.178.7/publicfiles/business/htmlfiles/moe/s3843/20l010/l09658.html.

[2]黄双根,吴燕,周华茂.“电工电子技术”精品课程建设与探讨[J].实验室研究与探索,2014,33(4):184-186.

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零件数控车床加工 篇11

现如今，像以CAM、CAD、CAPP为技术核心基础的PLM平台能够在一定程度上达到对不同系统的校验过程，实现零件机械加工的误差精确无纸化过程，也能对整个加工流程进行动画模拟，可有效针对于各类机械产品设计出图和工业确定过程。但实际上在数控程序生成过程中，任何数控仿真软件都无法替代实际加工的校验性作用，因此本文提出基于数控仿真软件的数控车技术，它能够弥补上述内容中所存在的技术缺憾。

数控仿真机床与CAXA数控车

数控仿真机床。数控仿真机床基于虚拟数控机床技术，可以实现在虚拟环境中对数控机床具体模型的创建。相比于真实机床，数控仿真机床在功能表现方面完全相同，这也体现在结构上，这种模拟可以实现对原数控机床的完全代替，且不用担心结构与信息功能失真问题，为技术人员学习数控机床生产技术带来利好。另外，数控仿真机床还拥有网络功能，能够对应目前比较流行的远程教育体系，它的数据接口标准，图形结构健全，用户在学习时还可以观察其各项运行参数，实现与CAD、CAM、CAPP等软件的技术对接，这也体现出数控仿真软件的独立性。

CAXA数控车。CAXA数控车是北京数码大方科技所创建的基于二维、三维CAD及CAM的综合性PLM技术平台。它所提供的服务能够解决目前最复杂的数控车问题，比如对刀具干涉的检查、对不同材料的加工参数比较确定与文件生成。它完全可以代替传统宏工程来解决数控车零件机械加工问题，而且它的性价比更高，对我国国产数控系统的编程技术应对能力更好，且能够设计出符合国际GB标准的CAD、CAM二维图，解决传统零件机械加工所存在的宏程序编程空刀行程过程及效率过低等问题。新的CAXA數控车技术所采用的是VNUC数控仿真软件，它能够对数控车零件机械加工进行更深一步工艺程序验证，解决数控车零件在设计与加工进程中的全仿真处理问题。

基于CAXA数控车设计的零件机械加工工艺出图分析

基于CAXA数控车设计的零件机械加工工艺出图主要包括机械设计图纸生成和左右内外加工工艺出图。

机械设计图纸的生成过程。由于CAXA数控车图纸生成分析能力较强，所以可以为零件机械加工快速生成二维设计图纸。在这里，CAXA数控车要应用到公式曲线指令来制图，它基于二轴参数方程设计，可以为各项加工轨迹生成对应零件程序，以便于之后用于图层设置。在机械零件与毛坯设计部分，主要依靠镜像层和轨迹层来实现加工轨迹设计，然后利用文件实现零件标注以完成修改。在加工过程中，CAXA坐标系中心点的确定是以图幅调进作为基础的，而数控编程原点则作为加工绘图原点出现，这些确保了设计图纸中每一个零件都能基于原点尺寸实现缩放，便于设计后注释。

左右内外加工工艺出图生成过程。客观讲，零件机械加工工艺图纸数量没有具体规制，它主要通过实际要求来对工艺文件进行精确化，进而生成各个环节的单步图纸。由此所生成的工艺轨迹图由于加工轨迹复杂很容易出现混淆现象，因此要专门为其设计对应轨迹土层，以规范化左右内外加工工艺出图生成过程。在具体工艺操作过程中，要为切削的毛坯部分与保留成型部分共同设置对应土层，采用不同颜色与线性以实现加工抬取目的。考虑到CAXA在图层设计过程中会出现隐藏图层不识别加工问题，因此在工艺图纸绘制时应该考虑增加大径螺纹绘制，并且在加工过程中输入对应螺纹牙深。

CAXA数控车的生成加工轨迹分析

加工轨迹生成分析。一般来说，CAXA数控车都会提供6个车加工工具栏和6个二轴铣加工指令命令，它们同时为零件机械加工过程设置固定循环命令，以生成易于用户理解的数控仿真软件程序。传统零件机械中的钻孔加工常常要用刀架固定钻头，这使得钻孔轨迹程序生成基本无效。而采用VNUC仿真技术就能校正这一加工模式，为CAXA数控车设置内部沟槽及内螺纹加工指令，然后再根据CAXA坐标轴中的x轴镜像来生成数控车所对应的零件机械加工程序。在此过程中，CAXA仿真软件是不会涉及对内部干涉撞刀问题的检查的。在CAXA数控修改轨迹参数过程中，可以利用“参数修改”指令，也可以基于CAXA数控仿真软件来新增刀具轨迹管理命令。

数控代码工艺文件的生成分析。在加工轨迹生成完毕后，就要对其程序与工艺文件进行严格管理，要明确包括切轮廓、螺纹、槽等加工程序的轨迹生成顺序。此时生成顺序的管理参考主要依据抬取轨迹顺序，要明确不同零件机械加工过程中对CAXA数控仿真软件的应用，有针对性的提出工艺文件生成指令，并采用不同轨迹来生成TXT或相关近似工艺文件。

零件数控车床加工 篇12

只有掌握了直接编程的方法, 才能成功使用CAM辅助编程软件。而且由于CAM编程软件的后置处理功能相对较低, 有时其所编程序仍需人工修改。同时, 要熟悉并掌握几个基本的术语, 如数控、程序名、程序段、功能字、工艺分析等。只有掌握了数控加工的基本知识, 才可以对机械零件进行合理的工艺分析, 并利用相关的编程软件对零件进行程序的编制, 进而在机床加工出合格的产品。

1 典型轴类零件分析

下面对一典型的轴类零件进行工艺分析, 并在仿真软件中进行程序的编制。

1.1 图纸分析

如图1所示, 零件属于轴类零件, 毛坯尺寸φ55mm×100mm, 材料45。要求在CK7815型数控车床上对如图1所示零件进行程序的编制, 并在仿真软件中进行模拟。分析图纸可以看到, 零件属于轴类零件, 其中圆轴颈尺寸精度要求较高, 且其结构包括直线、凸圆弧、凹圆弧、倒角和螺纹等。零件长度方向的尺寸多数有尺寸精度要求。

通过分析可初步选掉头加工, 且一夹一顶的装夹方式。

1.2 刀具分析

通过对零件结构的分析, 可以看出零件尺寸多数要求精度较高, 且零件上面有退刀槽、螺纹、圆弧、倒角等结构, 因此可以选择如下刀具:选择粗加工外圆车刀1、精加工外圆车刀1、螺纹车刀1、切槽刀。所以, 选择4把车刀即可满足要求。

1.3 工艺路线分析

通过上述结构分析及刀具型号及数量的选择, 可以初步确定零件加工工艺路线如下: (1) 先加工左端尺寸; (2) 切4mm×2mm的槽; (3) 加工M30×1.5的螺纹; (4) 掉头粗加工右端面尺寸; (5) 精加工外轮廓面。

2 程序的编制

零件程序编制如下:

通过上述程序的编制, 即可加工出合格的零件。

3 仿真软件模拟操作

下面将上述程序输入到仿真软件中进行模拟加工。第一步, 打开仿真软件, 急停松开、开机、回原点操作 (回原点操作在数控加工中有非常重要的作用, 通过机床回原点, 才可建立机床坐标系, 有了机床坐标系, 编程才有意义) , 选择机床型号, 安装毛坯, 并选择加工用的刀具, 将刀具按照程序编制的刀号进行对照 (安装刀具时须保证安装的刀号与程序中刀号对应, 否则会引发严重加工事故) 。第二步, 将编好的程序输入到仿真软件中, 程序的输入有2种方式, 一种可在仿真软件的操作面板进行输入, 此方法比较接近机床实际操作的场景, 利于学习者熟悉实际加工环境下的操作, 但此方法编程速度较慢, 每一个指令都需要编程者利用面板输入;另一种可采用在电脑建立记事本的方式进行编制, 此方法可利用电脑键盘进行程序的输入, 输入速度较快, 但跟机床实际加工环境区别较大, 不利于学习者熟悉机床环境。第三步, 将程序在软件中进行模拟操作, 找出其中缺陷进行更改, 保存程序。第四步, 程序仿真加工。通过上述操作, 仿真软件的加工结果如图2所示。

本文用的仿真软件是宇龙 (FFAANNUUC 0i) 数控车仿真软件:宇龙仿真软件FFAANNUUCC 00II车床中坐标位置、与程序相关的操作、MMDDII功能、设定工件坐标系等操作与铣床的操作相同。其中, 对刀有关的操作对零件的加工有非常重要的影响。对刀的目的在于确定工件坐标系原点 (编程原点) 在机床坐标系中的位置, 车床中调用工件坐标系的方法有两种, 分别是G54~G59和T指令, 因此对刀设置也有2种方法。一般工艺人员将编程原点选择在工件右端面的中心。

4 结语

通过宇龙 (FANUC 0i) 数控车仿真软件, 以典型轴类零件为目标, 分析确定了加工工艺路线, 编制了合理的程序, 通过软件模拟操作, 对零件的加工工艺路线进行了仿真分析, 最终加工出了合格的产品。

参考文献