探究半圆弧凹表面的数控加工范文

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【摘要】数控加工可以通过数字控制技术实现对多样、复杂的零件的自动化加工。论文对半圆弧凹表面轴类零件的不同切削路线、数控加工工艺以及编程加工方法进行分析，旨在通过本文的分析研究，强化数控加工技术在机械加工中的应用。

1引言

半圆弧凹表面零部件在机械加工中具有较高的难度，也是机械加工中的一项重要内容。在现代数字技术的发展推动下，数控加工方法可以利用自动化数字技术对复杂的机械零件进行精准、迅速的加工，对机械部件的加工以及机械工程的开展有重要的促进作用。利用数控加工方法对半圆弧凹表面零部件进行加工，是现代机械工程加工人员需要掌握的一项重要技术手段。

2半圆弧凹表面轴类零件的不同切削路线分析

进行数控加工前，需要加工操作人员对零部件的图纸信息进行细致的观察分析，对零部件的结构性能等进行充分的了解，根据零部件的不同结构等选取与之相对应的切削路线[1]。针对半圆弧凹表面轴类零件，操作人员可以采取以下4种切削路线。4种不同的切削路线的优势和劣势各不相同，在对半圆弧凹表面零部件进行加工前，需要对这几种切削路线进行分析[2]。（1）选取路线a和路线b进行切削时，程序段数最少，但在刀具选择上必须使用圆弧刀或角度小的尖刀；（2）在切削的走刀路线方面，d阶梯形式是路线最短的，等径圆弧次之，然后是台阶形式；（3）针对数控加工中的计算与编程工作，可以利用程序的循环功能进行便捷计算与编程的是a、b、c3种路线，在计算编程的难易度上由简到难的次序为a、b、c；（4）对4种切削路线的金属其效率以及切削力进行分析，可以发现c台阶形式是最为合理的切削路线；（5）4种切削路线当中a同心圆形式是精车余量最为均匀的路线，在加工中可以进行合理的利用。

3刀具与机床选取分

带有半圆弧凹表面的轴类回转零件，零件的毛坯大小为准62mm×60mm，零件使用的的材料是1Cr18Ni9Ti不锈钢。针对不锈钢材料的可塑性高、韧性和黏附性强以及导热性能等特征，选取刀具时，要注重对刀具的硬度、抗黏附性以及强度等的要求，以保证切削工序的顺利开展[3]。一般来说，选取制作材料为YW1及YW2硬质合金的刀具较为合理。另外，在切削过程中，要对背吃刀量以及切削速度进行合理的控制，保证切削效率。背吃刀量需要达到上道工序造成的硬化层厚度以上，切削速度需要保持在较低的水平。在对机床进行选取时，要尽量选取功率较大的机床，同时要注意保证和提高机床、工件以及刀具的系统刚性。针对零部件的结构、材质等信息分析，在刀具选取上可以选择机夹外圆车刀、60°硬质合金机夹尖刀、机夹式硬质合金粗车圆弧刀以及可转位圆弧精车刀。

4工艺方法分析

对半圆弧凹表面零件进行加工时，需要注意以下方面。1）针对半圆弧凹表面底部尺寸不易测量的问题，可选取量针测试法进行测量，以保证测量的精确性。测量开始前，相关人员要保证量针的专业性与规范性，选取专业厂家生产制造的量针[4]。首先，将2根量针放置在零件两侧的凹圆弧槽中，再用千分尺测量出2根量针顶端的距离。量针测量方法可以在一定程度上保证测量的精确性，量针和凹圆弧的直径差距在0.02～0.06mm时，可以有效提升测量工作的准确度。2）在工艺实施顺序以及进给路线方面，要坚持先粗后精、从近到远以及从大到下的原则，首先利用机夹式硬质合金外圆刀粗车端面，并用硬质合金材料的尖刀队圆锥表面进行加工。随后，使用硬质合金车圆弧刀对凹圆弧进行切削，再用机夹式成形圆弧刀对凹圆弧进行精车加工。在对装夹方案进行选择时，可以使用三爪自定心卡盘定心夹紧的方式。3）针对图例中提供的具有公差要求尺寸的零部件，在进行数控加工编程时，要选择上偏差与下偏差的平均数值。在对刀具偏置量进行设置时，可以利用试切削对刀法。先利用外圆偏刀对外圆和端面进行试切，同时在数控系统中输入刀补值，在此基础上对开展尖刀对刀。

5半圆弧凹表面数控加工的编程与加工分析

针对不同的零部件结构和机床性能，在进行编程和加工时，要有针对性和选择性，将半圆弧凹表面零部件以及机床的相关数据进行分析整合，进而实现高效高质的数控加工。以大连机床厂的FANUC-0i型号数控车床为例，该数控机床的加工程序已实现稳定的运行，零件的尺寸和位置以及零件表面的光洁程度都能达到技术图纸的规范要求[5]。根据零部件图纸的规范要求，部件的底部尺寸为准49.96～准49.98mm,通过计算可以得出零件表面的直径需要在准58.95～准58.97mm的范围内，圆弧底径为49.96mm。在实际加工过程中，可以采取车削圆弧凹表面通过粗车—半精车—精车加工的过程进行加工，该加工方法能够对半圆弧凹表面数控加工的效率进行大幅度的提升，使加工质量和速度得到有效的保障。同时，此加工工艺的选取还可以使加工过程中对精车圆弧刀以及半精车圆弧刀的损伤降至最低，进而延长刀具的使用时间，实现节约生产加工成本的目标。

6结语

综上所述，数控加工的方式可以对结构较为复杂的含有半圆弧凹表面结构的零部件进行高效的加工，在加工过程中，要对零部件的结构性能、刀具选取以及加工工艺进行调研分析，在此基础上选取合适性能的机床进行零部件加工工作。

【参考文献】

【1】卢海涛.浅析半圆弧凹表面的数控加工[J].科技资讯,2015,13(18):81-82.【2】张孟陶.数控宏程序车削凹圆弧异形螺纹探索[J].现代职业教育,2017,20(9):11-12.

【3】张键.圆弧凹槽与圆弧螺纹的一体化数控加工[J].科技展望,2016,26(3):18-19.

【4】余娟,韩秋燕,王冰,等.含端面圆弧凹槽的轴类零件数控车削研究[J].机械制造,2015,53(1):44-45.

【5】姚伟德.数控铣削中圆弧面加工方法探讨[J].产业与科技论坛,2015,22(1):73-74.

作者：王春平 单位：山东省潍坊市技师学院