浅谈数控非圆曲线零件配合及工艺分析

浅谈数控非圆曲线零件配合及工艺分析

江苏工贸技师学院

摘要

随着当今科学技术的发展，数控技术及数控机床在当今机械制造业的现实应用也日益增加，数控技术的应用不仅给传统制造业带来了革命性的变化，使制造业成为工业化的象征，并对国计民生的一些重要行业【工厂，汽车，轻工，医疗等】的发展起着越来越重要的作用，它既显示了其在国家基础工业现代化中的战略性作用，并成为了实现企业自动化，柔性化，集成生产的一个重要标志。

关键词：数控技术螺纹配合椭圆工艺分析

引言

在数控车加工过程中,很多工件的加工不仅仅是会编程、会操作就可以完成的,其中工艺知识应用、数据处理能力、软件绘图能力是非常重要的,这些将直接导致工件是否可以加工完成和加工完整。数控车床是目前使用比较广泛的数控机床，主要用于轴类和盘类回转体工件的加工，能自动完全内外圆面、柱面、锥面、圆弧、螺纹等工序的切削加工，并能进行切槽、钻、扩、铰孔等加工，适合复杂形状工件的加工。与常规车床相比，数控车床还适合加工如下工件。

(1) 轮廓形状特别复杂或难于控制尺寸的回转体零件

(2) 精度要求高的零件

(3) 特殊的螺旋零件

(4) 淬硬工件的加工

因此在先了解所要车削对象后，针对工件的特点来进行工艺分析，本文就对常见配合零件做具体分析

1.非圆曲线配合件，图1（件1）图2（件2）

图1（件1）801

图2（件2）802

技术要求:1不允许使用砂布或锉刀修整表面

2未注倒角为45°

3无硬度和淬火要求

4毛坯为45号钢

5工件配合时不允许存在间隙

一．零件图分析

1.零件包括外椭圆，内外螺纹，外圆及内孔内槽的加工。毛坯为45号钢,毛坯规格为58mm×48mm，为55mm×48mm

2.加工时需重点把握外圆精度，椭圆配合，及内孔螺纹配合，保证零件在符合精度，配合要求的基础上，采用较好的数控工艺车削方法

3.外椭圆：长半轴a为30mm，短半轴b为20mm

4.外圆：φ44.640+0.021mm

5.螺纹配合：螺纹大径为24mm，螺距为1.5，小径为22.05mm

6.精度分析：外圆Ф44.640+0.021mm，φ30-0.02+0.02mm，外槽φ20-o.o2+0.02mm,

7.内轮廓φ300+0.031mm，内槽φ20-0.02+0.02mm，长度50-0.021+0.031mm，50+0.031mm，200+0.02mm，5-0.02+0.02mm

8.配合分析:件1件2通过内孔螺纹配合，重点为尺寸的把握，外椭圆需配合加工，一次装夹，避免配合间隙，和同轴度偏差

9.确定加工方法:由于工件对精度要求较为严格，所以要采用能满足精度要求的加工工艺方法，从半精加工到精加工。同时，考虑保证精度要求，工件所有尺寸要求均不取平均值

二．工艺分析

1.车床选择:华中数控车CK6140

2.刀具选择

3.夹具选择：三爪自定心卡盘（在数控车床上加工零件，应按工序集中的原则划分工序，在装夹下尽可能完成大部分甚至全部表面的加工。根据零件的结构形状不同，通常选择外圆、端面、或端面、外圆装夹，并力求设计基准、工艺基准和编程基准统一）。

4.量具选择:量具选择：游标卡尺，千分尺（0mm~ 50mm），M24通规止规，槽径尺，代沟

5. 切削用量选择:数控车削加工中的切削用量包括背吃刀量ap、主轴转速n（或切削速度υ）及进给速度F（或进给量f ）。

主轴转速：主轴转速n(r/min )可根据切削速度υ(mm/min)由公式

n=υ1000／πD(D为工件或刀／具直径 mm)计算得出

以高效率的金属切削加工为例，共包括被加工材料、切削工具、切削条件三大要素。这些要素决定着加工时间、刀具寿命和加工质量。切削速度、进给量和切深直接引起刀具的损伤。伴随着切削速度的提高，刀尖温度会上升，会产生机械的、化学的、热的磨损，严重影响表面质量，经研究，切削速度提高20%，刀具寿命会减少1/2。

同样，进给量大，切削温度上升，刀具后面磨损大，工件质量相应较差。切深对刀具的影响虽然没有切削速度和进给量大，但在微小切深切削时，被切削材料产生硬化层，同样会影响刀具的寿命和工件表面质量

三．数控工艺卡片

四．确定加工内容

一、具体加工工序选择

1.由于工件外椭圆需配合加工，工件2台阶圆和件2总长好求很严格，故加工第一步需加工工件2左半部分（1）三爪卡盘夹件2毛坯，用端面刀车端面，留余量，保证总长在53.5mm，方便后续配合加工，保证总长

（2）用外圆刀，加工直径φ30mm外圆，为满足公差和表面粗糙度要求，需留余量，精加工一次

（3）外槽刀加工螺纹退刀槽，通过留余量，精加工方法，保证尺寸要求

（4）螺纹刀加工M24螺纹，通过M24通规止规测量要求，直至满足测量要求，卸下工件2

2.加毛坯，加工件1（1）端面刀平端面，单边留余量0.5mm

（2）倒圆角，精车外圆φ44.64mm，直至满足公差要求，由于需掉头装夹，根据图纸，加工外圆时，长度适当延长至30mm

3.掉头装夹件2，（1）端面刀平端面，保证长度为55mm，公差在要求

范围内

（2）直径22mm麻花钻，钻内孔，为方便后续加工，钻孔时，适当延长钻孔长度，具体长度为26mm—28mm

（3）镗孔刀镗内孔，粗加工→精加工，保证内轮廓φ30mm偏差要求，避免配合不上，或存在配合误差

（4）内槽刀加工螺纹退刀槽。由于工件对内槽偏差要求较为严格，故需要粗加工到精加工，满足尺寸偏差要求

（5）内螺纹刀加工螺纹，需留余量，重点加工，考虑工艺配合问题，螺纹成型时，需件2试配，保证，正常配合，无轴向和径向间隙

4.配合加工

（1）配合后，端面刀去除件2单边余量0.5mm，保证总长

（2）外圆偏刀加工椭圆，外圆和锥度，加工时需注意被吃刀量，切削速度

（3）工件加工完成时，为避免工件损坏，需使用铜棒轻敲工件，卸下配合，卸下工件，工件加工完成

二、相关公式：1.椭圆：#1=＿（Z值起点坐标）

#2=＿（Z值终点坐标）

WHILE[#1GE#2]DO1

#3=#1+Zo(Zo为椭圆中心相对于工件坐标系原点Z向距离)

#4=+／-b*SQRT[1-#3*#3／[a*a]]+ ／-Xo（Xo为椭圆中心相对于工件坐标系原点X轴偏移距离）

#1=#1-0.5(车削时的每次进刀量)

G01X[2*#4]Z[#1]F(进给速度)

END1