编辑推荐：凹凸槽零件的数控加工

　　利用普通车床去加工角轮这类有角度的机械零件常用有两种方法：一种是当车削较短的圆锥角度时，一般是用转动小滑板法，车削时把小滑板转动一个圆锥半角a/2,使车刀的运动轨迹与所要车削的圆锥素线平行即可，同时要注意转动小滑板时一定要留意转动方向正确。另一种是用成型刀加工法。这两种方法存在的缺点是：因受小滑板的行程限制，只能加工长度较短的圆锥;车削时只能手动进给，劳动强度大;表面粗糙度难以控制;用成型法车床要具有良好的刚性，否则容易引起振动，并只适用于车削较短的外圆锥;生产效率低。所以车工师傅因其加工效率低都不愿加工这类零件，特别是凹槽类零件更不愿加工。随着科学技术的飞速发展，数控车床由于具有高效率& #65380;高精度& #65380;和高柔性的特点，在机械制造业中得到日益广泛的应用，已成为目前应用最广泛的数控机床之一。上述零件在数控车床上编程加工就能达到事半功倍的效果

　　本地是石材生产基地，有很多生产桥切机的石材机械厂，桥切机上有很多个导轨角轮是属于凸凹槽零件，如图1、图3所示，由于厂家多数是用普通车床加工这些零件，厂家知道本校有数控车床就要求帮其加工这些零件。

　　一、凸槽角轮的数控加工

　　1.零件图的工艺及难度分析

　　如图1所示，该零件包括内& #65380;外圆柱面，端面，夹角为110°的两个锥面的加工。难度在于两个锥面较难加工，特别是靠近三爪卡盘处的锥面，刀具要用左偏刀，工件坐标系设定有一定的难度。

图1 凸槽角轮零件图

　　2.加工方案的确定

　　从厂家处了解到毛坯为Φ120×56mm的45#圆钢，他们在普通车床的加工方法是车出一端装夹位后一次加工出来，再掉头把装夹位用端面刀切去。我们经过讨论确定有两种方案。

　　方案一：用焊接驳长工件去加工的方法。考虑到本校有一批Φ60mm废旧圆钢管及本校刚有两个考证实习班，为了减少厂家的材料成本，我们要求厂家可将毛坯长度由56mm减少到50mm再要求学生在焊工实训时把长60mm钢管焊在已加工好端面的工件中心上(要焊牢)，加工时用三爪卡盘装夹焊接钢管就可以一次加工出来，加工完后调头加工另一端面至尺寸。这样可以一物多用。

　　方案二：采用心轴夹具装夹的方法加工。我们请工厂的老师傅到学校车间实地指导，他们要求把数控车床重新校正水平，并把三爪卡盘的三个卡爪的各个基准面用车刀重新精加工。采用心轴夹具装夹的方法是用两台数车分两个工序进行加工，即先用一台数车加工内孔及长度至尺寸，再用另一台数车把工件装夹在图2所示的心轴夹具上以内孔为定位基准进行加工。

　　经过对比，第二个方案加工出的工件经厂家质检能达到形位公差要求。其最大的优点是：可减少对刀次数;提高效率(每只零件加工时间可节省20分钟);节省零件材料成本。所以采用方案二进行加工。

图2 心轴夹具

　　用两台数车分两个工序进行加工。

　　(1)第一台数车的加工方案

　　◎夹住工件一头，用1号端面刀加工端面;

　　◎换2号外圆刀加工外圆至Φ118mm，长度为30mm，作为调头后的基准;

　　◎用钻头钻Φ35mm的通孔;

　　◎调头装夹已加工外圆面，找正，换1号端面刀加工端面至长度为46mm;

　　◎换3号内孔刀加工内孔至尺寸;

　　◎检查，校核。

　　(2)第二台数车的加工方案

　　◎把已加工好内孔的工件装夹在心轴夹具上并锁紧，换1号右偏刀加工零件右边部分;

　　◎换2号左偏刀加工左边部分。

　　◎检查，校核。

　　3.数值计算

　　(1)设定程序原点

　　以工件右端面与轴线的交点为程序原点建立工件坐标系。

　　注意：由于2号刀是由刀宽为8mm的切断刀改装而成，对刀时用左刀尖碰工件右端面后，在刀偏表2号刀的试切长度栏处设Z=8(刀宽8mm)，即系统以右刀尖为刀位点。

　　(2)计算各节点位置坐标值

　　A(88.79，0)，B(114，–18)，C(114，–28)，D(88.79，–46)。

　　4.加工程序

表1  程序卡

　　加工外圆锥体程序如表1所示(注：刀尖圆弧半径忽略不计)。

　　二、凹槽导轮的数控加工

　　1.零件图的工艺及难度分析

　　如图3所示，该零件包括内圆阶梯孔，外圆柱面，夹角为90°的两个V型凹槽斜面。毛坯尺寸为Φ110×55mm。

图3 凹槽导轮零件图

　　难度分析：两个Φ62mm的轴承孔尺寸精度高;两个轴承孔同轴度要求高;90°的两个V型凹槽难加工。

　　2.加工方案的确定

　　用两台数车分两个工序进行加工。

　　(1)第一台数车的加工方案

　　◎夹住工件一头，用一号端面刀加工端面;

　　◎用钻头钻Φ40mm的通孔;

　　◎换2号外圆刀加工外圆至Φ108mm，长度为30mm，作为调头后的基准;

　　◎调头装夹已加工外圆面，找正，换1号端面刀加工端面至长度为51mm左右;

　　◎换3号内孔刀加工直径为Φ62mm，深度20mm的轴承孔及Φ52mm，长度为30mm的内孔至符合尺寸;

　　◎检查，校核。

　　(2)第二台数车的加工方案

　　◎用反爪装夹Φ62mm的轴承孔(垫铜片)，找正，用1号端面刀精加工端面至长度为50mm;

　　◎换2号内孔刀加工另一个Φ62mm的轴承孔至符合尺寸;

　　◎换3号外圆刀加工外圆至Φ105mm;

　　◎换4号机夹切断刀加工V型凹槽。

　　◎检查，校核。

　　3.数值计算

　　(1)设定程序原点

　　以工件右端面与轴线的交点为程序原点建立工件坐标系。用4号机夹切断刀对刀时，用左刀尖碰工件右端面后，在刀偏表4号刀的试切长度栏处输入Z=0，再在刀偏表5号刀的试切长度栏处输入Z=4(刀宽为4mm)。即编程时执行刀具功能T0404是加工V型槽左边部分，执行刀具功能T0405时加工V型槽右边部分。

　　(2)计算各节点位置坐标值

　　A(101，0)，B(105，–2)，C(105，–10)，D(81.0，–22)，E(74，–22)，F(74，–28)，G(81.0，–28)，H(105，–40)，I(105, –48)，J(101， –50)。

　　4.加工程序

　　加工外圆及V型槽程序如表2所示(注：刀尖圆弧半径忽略不计)。

表2  程序卡

　　三、结束语

　　随着科学技术的飞速发展，数控车床由于具有优越的加工特点，在机械制造业中的应用越来越广泛，为了充分发挥数控车床的作用，我们需要在编程中掌握一定的技巧，编制出合理、高效的加工程序，保证加工出符合图纸要求的合格工件，同时能使数控车床的功能得到合理的应用与充分的发挥，使数控车床能安全、可靠、高效地工作。