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螺纹圆弧轴数控车床零件加工工艺分析及编程
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浅析圆弧轴数控车削加工工艺
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轴类零件加工工艺分析
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你可能喜欢数控车床加工减速机输出轴的主要工艺内容_加工_中国百科网
数控车床加工减速机输出轴的主要工艺内容
    数控加工的工艺设计是对工件进行的数控加工前期工艺准备工作，必须在程序编制以前完成。只有在工艺方案合理确定后，编程才有依据。实践和经验证明，工艺分析设计考虑不周是造成数控加工出错的重要原因之一。因为工艺设计的差错，往往造成后续工作的困难，有时甚至要推倒重来。因此编程前，一定要把工艺设计工作做的尽可能细致。
1）根据数控加工适应性，选择并确定零件的数控加工内容
2）对零件进行数控加工的工艺性分析
3）确定工艺过程及工艺路线
4）编写加工程序
5）程序输入数控系统
6）程序校验及首件试切
7）&数控加工专用技术文件的编写
2.3&数控加工工艺设计
数控加工与传统加工在许多方面遵循的原则和内容基本上是一致的。但数控加工自动化程度更高、控制功能更强、设备费用更高，因此也有其自身特点。
2.3.1确定零件数控加工的内容&
数控机床有其一系列的优点，具有直线和圆弧插补功能以及在加工过程中能自动变速等特点，但价格昂贵，加上消耗大，维护费用高，导致加工成本的增加。因此从技术和经济等角度出发，对于某个零件来说，并非全部加工工艺过程到适合在数控机床上进行，而往往只选择其中一部分内容采用数控加工。因此，必须对零件图纸进行详细的工艺分析，选择那些适合而需要进行数控加工的内容和工序进行数控加工。
1）精度要求高的零件
零件的精度要求主要指尺寸、形状、位置和表面等精度要求，其中的表面精度主要指表面粗糙度。由于数控车床刚性好，制造和对刀精度高，并能方便、精确地进行人工补偿和自动补偿，所以能加工尺寸精度要求较高的零件，有些场合能达到以车代磨的效果。另外，由于数控车床的运动是通过高精度插补运算和伺服驱动来实现，所以它能加工直线度、圆度、圆柱度等形状精度要求高的零件。由于数控车床一次装夹能完成加工的内容较多，所以它能有效提高零件的位置精度，并且加工质量稳定。数控车床具有恒线速度切削功能，所以它不仅能加工出表面粗糙度小而均匀的零件，而且还适合车削各部位表面粗糙度要求不同的零件。一般数控车床的加工精度可达0．001&mm，表面粗糙度Ra可达0．16&m(精密数控车床可达0．02&m)。
2）表面粗糙度值小的零件
困为在材质、精车余量和刀具已定的情况下，表面粗糙度取决于进给量和切削速度。切削速度的变化会导致车削后的各表面粗糙度值不一致。数控车床具有恒线速切削的功能特点，能加工出要求表面粗糙度值小而均匀的机械零件。运用恒限速切削功能，可选用最佳的线速度来加工粗糙度要求较小的零件的锥面、球面和端面等，使车削后的表面粗糙度值小而且一致。
3）表面轮廓形状复杂的零件
由于数控车床具有直线和圆弧插补功能(部分数控车床还有某些非圆弧曲线插补功能)，所以它可以车削由任意直线和各类平面曲线组成的形状复杂的回转体零件，包括通过拟合计算处理后的、不能用方程式描述的列表曲线。
4）带特殊螺纹的零件
数控车床具有加工各类螺纹的功能，包括任何等导程的直、锥和端面螺纹，增导程、减导程以及要求等导程与变导程之间平滑过渡的螺纹。通常在主轴箱内安装有脉冲编码器，主轴的运动通过同步带1：1地传到脉冲编码器。采用伺服电动机驱动主轴旋转，当主轴旋转时，脉冲编码器便发出检测脉冲信号给数控系统，使主轴电动机的旋转与刀架的切削进给保持同步关系，即实现加工螺纹时主轴转一转，刀架Z向移动工件一个导程的运动关系。而且车削出来的螺纹精度高，表面粗糙度值小。
2.3.2&选择数控加工方法
加工方法的选择原则是保证加工表面的加工精度和表面粗糙度的要求。由于获得同一级精度及表面粗糙度的加工方法一般有许多，因而在实际选择时，要结合零件的形状、尺寸大小和热处理要求等全面考虑。
1）旋转体类零件的加工。
这类零件采用数控车床或数控磨床进行加工。通常车削零件毛坯多为棒料或锻坯，加工余量较大且不均匀，编程时，粗的加工路线往往是考虑的主要问题。
2）孔系零件加工。
孔系零件一般采用钻、镗、铰等工艺，其尺寸精度主要由刀具保证，而位置精度主要由机床或夹具导向保证。数控机床一般不采用夹具导向进行孔系加工，而是直接依靠数控机床的坐标控制功能满足孔间的位置精度要求。这类零件通常采用数控钻、镗、铣类机床或加工中心进行加工。从功能上讲，数控铣床或加工中心覆盖了数控钻、镗床，而用于机械行业的纯金属切削类数控钻床作为商业化产品几乎没有生存空间。目前，对于一般单工序的简单孔系加工，通常采用数控铣或数控镗床进行加工；而对于复合工序的复杂孔系加工，一般采用加工中心在一次装夹下，通过自动换刀依次进行加工。
3）平面或曲面轮廓零件的加工。
这类零件需要两坐标联动或三坐标联动插补才能进行加工，通常在数控铣床或加工中心上进行。现代数控铣床类系统一般都具备三轴插补功能。对于复杂曲面的加工往往还要增加控制轴才能进行加工。
4）曲面型腔零件的加工。
对于模具型腔类零件，其表面复杂且不规则，表面质量及尺寸精度要求较高。当零件材料硬度不高时，通常采用数控铣床进行加工。当零件材料硬度很高时，在淬火前进行粗铣，留一定余量在淬火后以电火花成型机加工。随着数控机床技术的发展，高速铣削技术的推广，高硬度模具的加工已经逐步由高速铣削加工来实现，即在淬火前进行粗铣，淬火后进行高速精铣，从而不仅使得模具加工精度高，效率高，周期短，而且模具寿命有较大的提高。
3 减速机输出轴的工艺分析
3.1&减速机输出轴的工作原理
减速机一般适用于低转速、大扭矩的传动设备，把电动机、内燃机或其它高速运转的动力，通过减速机的输入轴上的齿数少的齿轮，啮合输出轴上的大齿轮来达到减速的目的，普通的减速机也会有几对相同原理齿轮达到理想的减速效果，大小齿轮的齿数之比，就是传动比。
轴的工作原理：
轴套上的两个齿轮一端置于减速箱内，一端置于输出终端，作用是输出转矩，传递动力，所以材料具有较高的抗弯强度、扭转强度[3]。
3.2 减速机输出轴零件图样分析
如下图所示减速器输出轴尺寸标注，根据此图制定加工工艺。
图1&减速机输出轴图样
1）由上图可知，该输出轴零件轴段的安排是呈阶梯型，中间粗两端细，符合强度外形原则，便于安装和拆卸。其加工精度要求较高，要有较高的形位公差，表面粗糙度最高达到了0.8&m。零件的中心轴是设计基准和工艺基准。
2）对公共轴线的圆跳动为0.012mm。
3）&48mm的左端面对公共轴线的圆跳动度为0.012mm。
4）&35mm对公共轴线的的圆跳动度为0.012mm。
5）&35mm键槽对基准D平行度为0.08mm。
6）&26mm键槽对基准C的平行度为0.06mm&
7）零件的材料为45钢。
8）正火调制热处理。
9）为轴承配合，所以轴表面的精度，配合要求较高，粗糙度为0.8&m。
10）各轴肩处过度圆角R=1。
11）轴端加工出45&倒角，是为了便于装配。
Copyright by ；All rights reserved.　　摘 要：随着科技的不断发展，数控技术在企业中发挥越来越重要的作用。数控加工制造技术正逐渐得到广泛的应用，对零件进行编程" />
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浅析圆弧轴数控车削加工工艺
2013年9期目录
&&&&&&本期共收录文章20篇
　　摘 要：随着科技的不断发展，数控技术在企业中发挥越来越重要的作用。数控加工制造技术正逐渐得到广泛的应用，对零件进行编程加工之前，工艺分析具有非常重要的作用。对于圆弧轴数控加工工艺进行分析，充分发挥数控加工的优质、高效、低成本的特点。 中国论文网 /8/view-5499168.htm　　关键词：圆弧轴；数控车削；加工工艺 　　1 数控机床 　　与普通机床相比，数控机床具有以下特点：适应性强、加工质量稳定、生产效率高、加工精度高、工序集中、减轻劳动强度。数控机床能实现多个坐标的联动，能完成复杂型面的加工。当改变加工零件时，数控机床只需更换零件加工的NC程序。因此，生产准备周期短，有利于机械产品的迅速更新换代。 　　2 圆弧轴加工 　　2.1 数控机床选择 　　在选择数控机床时，即要考虑其生产的经济性，又要考虑其适用性和合理性。数控机床的工作区域尺寸必须与所加工零件的外形轮廓尺寸相适应。选用的数控机床精度应与工序要求的加工精度相适应。选用数控机床应与现有设备条件相适应。即要充分利用现有的设备，又要充分考虑生产的发展方向规模，以及添置新设备的可能性。根据毛坯的材料和类型、零件轮廓形状复杂程度、尺寸大小、加工精度、工件数量、生产条件等要求，选用经济型数控车床可达到要求。 　　2.2 加工路线和加工顺序 　　加工路线的确定原则主要有以下几点：应能保证零件的加工精度和表面粗糙度的要求，且效率高。应尽量缩短加工路线，既可以减少程序段，又可以减少刀具空程移动时间。应使数值计算简单，以减少编程工作量。此外，确定加工路线时，还要考虑工件的加工余量和机床、刀具的刚度等情况，确定是一次走刀，还是多次走刀完成加工。 　　2.3 加工工序编排 　　在数控机床上加工零件，工序可以比较集中，一次装夹应尽可能完成全部工序。常用工序划分原则有：保证精度、提高生产效率。数控加工要求工序应尽可能集中，通常粗、精加工在一次装夹下完成，为减少热变形和切削力变形对工件的形状、位置精度、尺寸精度和表面粗糙度的影响，应将粗、精加工分开进行。此时可用不同的刀具进行加工，通常在一次安装中，不允许将零件的某一部分表面加工完毕后，再加工零件的其他表面。对轴类零件，将待加工面先粗加工，留少量余量再精加工，以保证表面质量要求。对轴上有孔、螺纹加工的工件，应先加工表面而后加工孔、螺纹。 　　3 圆弧轴加工工艺 　　3.1 零件图分析 　　图1是某零件的加工工艺图纸。零件长度为138mm，从右到左依次为：长20mm、公称直径为30mm、有2mm的45°倒角的双头螺纹；长5mm、公称直径为26mm的退刀槽；长10mm的53°锥面；长10mm直径为36mm的圆柱面；依次相连半径为15mm的逆弧面、半径为25mm的顺弧面、直径为50mm的球面和半径为15mm的顺弧面；长5mm、公称直径为34mm的槽；长15mm的30°锥面；长10mm、公称直径为56mm的圆柱面。该零件表面由圆柱、圆锥、顺圆弧、逆圆弧及螺纹等表面组成。其中多个直径尺寸有较严的尺寸精度和表面粗糙度等要求；球面Φ50mm的尺寸公差还兼有控制该球面形状（线轮廓）误差的作用。视图正确，表达直观、清楚，绘制符合国家标准，尺寸、公差、表面粗糙度以及技术要求的标注齐全、合理。 　　分析零件图可知：Φ26-Φ36锥面、Φ30圆柱端面和Φ26圆柱端面表面粗糙度Ra为3.2μm，其余表面粗糙度Ra为6.3μm。零毛坯材料为45#，强度、硬度、塑性等力学性能好，切削性能、热处理性能等加工工艺性能好，便于加工，能够满足使用性能。毛坯下料为Φ60mm×145mm。 　　3.2 加工方案 　　经过分析零件的尺寸精度、几何形状精度、位置精度和表面粗糙度要求，确定如下加工方法：①对图样上给定的几个精度要求较高的尺寸，因其公差值较小，故编程时不不必取平均值，而全部取其基本尺寸即可。②在轮廓曲线上，有三处为圆弧，其中两处为既过象限又改变进给方向的轮廓曲线，因此在加工时应该进行机械间隙补偿，以保证轮廓曲线的准确性。③为便于装夹，胚件需在左端，右端面也应先粗车出并钻好中心孔。采用一夹一顶的方式，毛胚选Φ60mm棒料。④用手动中心钻钻孔，再用Φ18的麻花钻，再用镗刀粗精加工。⑤外圆表面：粗车―精车。⑥外螺纹：在精车的外圆表面分数次进给加工。 　　3.3 加工工序 　　①工序一加工工艺：a.工件伸出三爪自定心卡盘外145mm，找正后夹紧。b.手动车工件右端面。c.打中心孔。d.用活顶尖顶住中心孔，完成一夹一顶装夹方式。e.用Φ18mm的麻花钻，再用内镗刀粗精加工。 　　②工序二加工工艺：a.调头装夹，用93°外圆刀车粗车Φ56×142，外径留0.5mm精车余量（以下各粗车直径处均留0.5mm精车余量）。b.粗车Φ30×45外圆。c.粗车Φ36×25外圆。d.用切槽刀车26×5退刀槽，再用切槽刀倒左、右两端C2角。e.用90°外圆刀车右端圆锥。f.用硬质合金尖刀循环车削右端圆弧轮廓。g.用硬质合金尖刀精刀精车工件所有轮廓。h.用螺纹车刀车M30×2双头螺纹。 　　[参考文献] 　　[1]詹华西，编.数控加工与编程.西安：西安电子科技大学出版社，2008. 　　[2]余英良，编.数控加工编程及操作.北京：高等教育出版社，2007. 　　[3]李华，编.机械制造技术.北京：高等教育出版社，2006. 　　[4]王娟平.转体类零件的数控加工工艺路线及工序进给路线的设计.新技术新工艺.2010.
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