数控车床加工工艺分析

数控车床加工工艺分析数控车床加工工艺分析 摘要 随着数控加工的日益成熟越来越多的零件产品都用数控机床来 加工 因此如何改进数控加工的工艺问题就越来越重要 在数控机床 上由于机床空间及机床的其他局限了数控加工的灵活性 这样就要求 我们要懂得如何改进加工工艺 提高数控机床的应用范围和加工性能 从而达到提高生产效率和产品质量 关键词 数控加工 加工工艺 薄壁套管 护轴 前言 数控加工作为一种高效率高精度的生产方式 尤其是形状复杂 精度要求很高的模具制造行业 以及成批大量生产的零件 因此数控 加工在航空业 电子行业还有其他各行业都广泛应用 然而在数控加 工从零件图纸到做出合格的零件需要有一个比较严谨的工艺过程 必 须合理安排加工工艺才能快速准确的加工出合格的零件来 否则不但 浪费大量的时间 而且还增加劳动者的劳动强度 甚至还会加工出废 品来 下面我将结合某一生产实例对数控加工的工艺进行分析 以便 帮助大家进一步了解数控加工 对实际加工起到帮助作用 一般数控机床的加工工艺和普通机床的加工工艺是大同小异的 只是数控机床能够通过程序自动完成普通机床的加工动作 减轻了劳 动者的劳动强度 同时能比较精准的加工出合格的零件 由于数控加 工整个加工过程都是自动完成的 因此要求我们在加工零件之前就必 须把整个加工过程有一个比较合理的安排 其中不能出任何的差错 否则就会产生严重的后果 1 1 零件图样分析 因为薄壁加工比较困难 尤其是内孔的加工 由于在切削过程中 薄 壁受切削力的作用 容易产生变形 从而导致出现椭圆或中间小 两 头大的 腰形 现象 另外薄壁套管由于加工时散热性差 极易产生 热变形 使尺寸和形位误差 达不到图纸要求 需解决的重要问题 是如何减小切削力对工件变形的影响 薄壁零件的加工是车削中比较 棘手的问题 原因是薄壁零件刚性差 强度弱 在加工中极容易变形 使零件的形位误差增大 不易保证零件的加工质量 可利用数控车床 高加工精度及高生产效率的特点 并充分地考虑工艺问题对零件加工 质量的影响 为此对工件的装夹 刀具几何参数 程序的编制等方 面进行试验 有效地克服薄壁零件加工过程中出现的变形 保证了加 工精度 为今后更好的加工薄壁零件提供了好的依据及借鉴 无论用什么形式加工零件 首先都必须从查看零件图开始 由图 看见该薄壁零件加工 容易产生变形 这里不仅装夹不方便 而且所 要加工的部位也那难以加工 需要设计一专用薄壁套管 护轴 二 工艺分析 根据图纸提供的技术要求 工件采用无缝钢管进行加工 内孔和外壁 的表面粗糙度为 Ra1 6 用车削即可达到 但内孔的圆柱度为 0 03 对 于薄壁零件来讲要求比较高 在批量生产中 工艺路线大致为 下料 热处理 车端面 车外圆 车内孔 质检 前面所述 薄壁件加工特点得知 内孔加工 工序是质量控制的 关键 我们抛开外圆 薄壁套管就内孔切削就难保证 0 03mm 的圆柱 经过我们多次加工和实验 采用刀具新磨法 较好地解决了这一问题 材 一 车孔的关键技术 车孔的关键技术是解决内孔车刀的刚性和排屑问题 1 增加内孔车刀的刚性 我采取了以下措施 1 尽量增加刀柄的截面积 通常内孔车刀的刀尖位于刀柄的上面 这样刀柄的截面积较少 还不到孔截面积的 1 4 如图 1 图2图1 若使内孔车刀的刀尖位于刀柄的中心线上 那么刀柄在孔中的截面积 可大大地增加 如图 2 2 刀柄伸出长度尽能做到同加工工件长度长 5 8mm 以增加车刀刀 柄刚性 减小切削过程中的振动 2 解决排屑问题 主要控制切削流出方向 粗车刀要求切屑流向待加工表面 前排屑 为此 采用正刃倾角的内孔车刀 如图 3 刀架夹位 图3 精车时 要求切屑流向向心倾前排屑 孔心排屑 因此磨刀时要 注意切削刃的磨削方向 要向前沿倾圆弧的排屑方法 如图 4 精车刀 合金用 YA6 目前的 M 类型 它的抗弯强度 耐磨 冲击韧度以及与钢 的抗粘和温度都较好 图4 刃磨时前角磨以圆以圆弧状角度 10 15 后角根据加工圆弧离壁 0 5 0 8mm 刀具底线顺弧度 如图 4 c 切削刃角 k 向为 0 5 1 为沿 切屑刃图 4B 点 修光刃为 R1 1 5 副后角磨成 7 8 为适图 4E 内刃的 A A 点磨成圆向外排屑 二 加工方法 1 加工前必须要做一件护轴 护轴主要目的 是把车好的薄壁套内 孔以原尺寸套住 用前后顶尖固定使它在不变形的情况下加工外圆 保持外圆加工质量 精度 所以 护轴的加工对加工薄壁套管的工序 是关键环节 加工护轴毛胚用 45 碳结构圆钢 车端面 开两头 B 型顶尖孔 粗车外圆 留余量 1mm 经热处理调质定形 再精车留 0 2mm 余量研 磨 重新热处理碎火表面 硬度 HRC50 再经外圆磨床磨成如图 5 所 示 精度达要求 完工后待用 型 图 5 2 为能使工件一次性加工完毕 毛胚留夹位和切断余量 3 先把毛胚作热处理调质定形 硬度为 HRC28 30 可加工范围的硬 度 4 车刀采用 C620 首先把前顶尖放进主轴锥位固定 为防止夹薄壁 套时的工件变形 增加一个开环厚套如图 6 图 6 为保持批量生产 薄壁套管外圆的一头经加工为统一尺寸 d t 的尺是轴向夹位 个薄壁套管压紧 提高车内孔时的质量 保持尺寸 考虑到有切削热产生 工件膨胀尺寸难掌握 需要浇注充分的切削液 减少工件的热变形 5 用自动定心三爪卡盘将工件夹牢 车端面 粗车内圆 留余量 0 1 0 2mm 精车 换上精车刀把要切削余量加工到护轴满过度配合和 粗糙度的要求 卸下内孔车刀 插入护轴至前顶尖 用尾座顶尖按长 度要求夹紧 换外圆车刀粗车外圆 再精车达图纸要求 经检验合格 用切断刀按长度要求尺寸切断 为使工件断开时的切口平整 刀刃口 要斜磨 使工件端面平整 护轴磨小的一段就是为了切断留有空隙而