图4-35 轴套类零件零件工艺分析该零件由内、外圆柱面，内、外圆锥面，平面及圆弧等组成，结构形状复杂，加工部位多，非常适合数控车削加工。在图4-47中可以看到两处0.1×45°的倒角，类似这样的小倒角或小圆弧的加工，正是数控车削加工特点的突出体现，这样可使加工表面之间圆滑转接过渡。......
2023-06-26
轴类零件数控车削加工工艺优化
【摘要】：图4-33 螺纹轴制定加工工艺1）确定装夹方案。因工件长度较短，可用自定心卡盘直接夹紧工件外圆左端，工件伸出卡盘110mm，将工件右端面中心设置为工件零点，作为加工测量及编程的基准点。③进行切槽加工。因工件SR20mm的圆球要求过象限切削，为防止刀具与工件轮廓发生干涉，车刀副偏角不能太小。数控加工程序如下：
1.实例一
图4-28所示是一个典型的轴类零件，零件的径向尺寸公差为±0.01mm，角度公差为±0.1°，材料为45钢。毛坯尺寸为φ66mm×100mm，批量加工30件，下面将详细介绍其加工工艺。
加工方案如下：
1）工序1。用自定心卡盘夹紧工件一端，加工φ64mm×38mm柱面并调头钻中心孔。
2）工序2。用自定心卡盘夹紧工件φ64mm一端，另一端用顶尖顶住。加工φ24mm×62mm柱面，如图4-29所示。
3）工序3。钻螺纹底孔；精车φ20表面，加工14°锥面及背端面；攻螺纹，如图4-30所示。
图4-28 模具轴心简图
图4-29 工序2加工示意图
图4-30 工序3加工示意图
4）工序4。加工SR19.4mm圆弧面、φ26mm圆柱面、15°锥面和15°倒锥面，装夹方式如图4-31、图4-32所示。A为换刀点，远离工件，以求安全。B为起刀点，既是复合循环的起点，又是循环的终点。装夹时增加一个工艺环，目的是每加工一个零件进行一次校刀。装夹时用手将工件推向自定心卡盘。
图4-31 工序4加工示意图之一
图4-32 工序4加工示意图之二
工序4的加工过程：
①先用复合循环G71指令分若干次一层层加工，逐渐靠近由E—F—G—H—I等基点组成的回转面，后两次循环的走刀路线都与B—C—D—E—F—G—H—I—B相似，用G71指令完成粗加工，精加工用G70指令完成，走刀路线是B—C—D—E—F—G—H—I—B，如图4-31所示。
②再用固定循环指令加工出最后一个15°的倒锥面，如图4-32所示。
2.实例二
下面以在YC-K400数控车床上加工一轴类零件为例，说明数控车削加工工艺分析与编程的过程。图4-33所示为一普通螺纹轴。
（1）分析零件图由图4-33可知，该工件材料为45钢，无热处理及硬度要求。该零件表面由圆柱面、圆锥面、圆弧及直螺纹组成，且有较高的精度和表面质量要求，特别是SR20mm球面和φ43mm圆柱面，其表面粗糙度值为Ra1.6μm。
该零件的尺寸标注完整、正确，零件轮廓描述清楚。
图4-33 螺纹轴
（2）制定加工工艺
1）确定装夹方案。因工件长度较短，可用自定心卡盘直接夹紧工件外圆左端，工件伸出卡盘110mm，将工件右端面中心设置为工件零点，作为加工测量及编程的基准点。本工件在一次装夹中即能加工出全部的工件表面。
2）确定加工顺序及进给路线。加工顺序按先粗后精、由近到远的原则确定，根据本工件的结构特征，可按下列步骤进行。
①先车削工件右端面（对刀前手工完成），并以此端面的中心作为原点建立工件坐标系。
②采用G73功能对工件外形进行粗车，然后用G70进行精车。
③进行切槽加工。
④采用循环功能车削螺纹。
⑤切断工件。
因该数控车床具有循环功能，只要编程正确，数控系统就会自动确定粗车及螺纹车削进给路线。因此，该零件的粗车循环和车削螺纹循环不需要人为确定进给路线，我们只要指定零件的精车路线。本工件的精车路线是从右到左沿零件表面轮廓进给，如图4-34所示。
3）选择刀具。车削本例工件，所需刀具数量较少，具体如下。
①T01——90°外圆粗车刀。因工件SR20mm的圆球要求过象限切削，为防止刀具与工件轮廓发生干涉，车刀副偏角不能太小。本例选κ′r=35°。
图4-34 螺纹轴精车路线
②T02——外圆精车刀。在精车中仍要考虑与工件轮廓的干涉，同时要考虑工件的表面质量。本例选择尖形车刀（κ′r=50°）。
③T03——切断刀。刀宽取4mm，用于车槽及切断。
④T04——硬质合金60°外螺纹车刀。刀尖角取59°30′，刀尖圆弧半径取0.2mm。
4）选择切削用量。切削用量的选择要根据切削用量的选择原则，结合数控机床和被加工工件的特点进行选择，并经过实际加工进行适当调整。本例切削用量的选择如下：
①背吃刀量。粗车时，选择背吃刀量ap=3mm；精车时，选择背吃刀量ap=0.25mm。
②主轴转速。粗车时，主轴转速n=500r/min；精车时，主轴转速n=1000r/min；车削螺纹时主轴转速n=400r/min；切槽、切断时，主轴转速n=400r/min。
③进给量。粗车时，为提高切削效率，可选择较高的进给量，本例取f=0.3mm/r；精车时，为提高工件表面质量，进给量应选择得小一些，本例取f=0.1mm/r；车削螺纹时的进给量应等于螺纹导程，即f=2mm/r。
（3）编制数控加工程序按照编制数控加工程序的基本步骤，编程前必须先对零件图样进行必要的数学处理。由于本例各基点计算都较为简单，故省略不写。数控加工程序如下：
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