【正文】 工件在一次裝夾下能完成鏜、銑、鉸、攻絲等多種加工，因此，數(shù)控加工工藝具有復(fù)合性特點，也可以說數(shù)控加工工藝的工序把傳統(tǒng)工藝中的工序“集成”了，這使得零件加工所需的專用夾具數(shù)量大為減 少，零件裝夾次數(shù)及周轉(zhuǎn)時間也大大減少了，從而使零件的加工精度和生產(chǎn)效率有了較大的提高。數(shù)控加工工藝設(shè)計是對工件進(jìn)行數(shù)控加工的前期工藝準(zhǔn)備工作，無論是手工編程還是自動編程，這項工作必須在程序編制工作以前完成。為了優(yōu)化數(shù)控程序設(shè)計、提高編程效率、合理使用數(shù)控機(jī)床，我們有必要對數(shù)控加工工藝設(shè)計等技術(shù)問題加以分析、研究，以做好數(shù)控機(jī)床加工前的技術(shù)準(zhǔn)備工作。 數(shù)控加工取代傳統(tǒng)加工占據(jù)生產(chǎn)制造的主導(dǎo)地位已成為一種趨勢，但由于歷史的原因，傳統(tǒng)的加工設(shè)備與先進(jìn)的數(shù)控機(jī)床并存，是目前乃至今后很長一段時期內(nèi)大多數(shù)制造企業(yè)的設(shè)備 現(xiàn)狀。如何從工藝的角度根據(jù)各企業(yè)的設(shè)備現(xiàn)狀、產(chǎn)品生產(chǎn)規(guī)模、零件結(jié)構(gòu)形式與加工精度要求等方面來合理地進(jìn)行產(chǎn)品工藝方案設(shè)計，充分發(fā)揮企業(yè)現(xiàn)有數(shù)控設(shè)備與傳統(tǒng)設(shè)備的加工效率，使企業(yè)設(shè)備資源與人力資源得到充分利用，需要從多個方面來探討。數(shù)控工藝與普通工藝結(jié)合的好壞直接影響到數(shù)控機(jī)床與普通機(jī)床加工效率的發(fā)揮，進(jìn)而影響到生產(chǎn)計劃任務(wù)的完成。提高產(chǎn)品機(jī)械加工工藝與數(shù)控程序的編制質(zhì)量，是早日實現(xiàn)制造業(yè)產(chǎn)品的高精度、高效率、高質(zhì)量加工必需解決的問題之一。因此，尋求傳統(tǒng)加工工藝與數(shù)控加工工藝的合理銜接途徑與措施，對于提高企業(yè)的經(jīng) 濟(jì)效益是非常有意義的。 數(shù)控工藝與普通工藝結(jié)合的途徑和措施，具體可從以下幾個方面來實施： (1) 產(chǎn)品的設(shè)計狀態(tài)與生產(chǎn)批量。 (2) 粗精加工與加工精度的結(jié)合。 (3) 精密設(shè)備與一般設(shè)備的結(jié)合。 6 (4) 加工工種之間的結(jié)合。 (5) 技術(shù)交流和技術(shù)創(chuàng)新相結(jié)合。 2. 數(shù)控車床的特點 數(shù)控車床是目前國內(nèi)數(shù)量最多，應(yīng)用最廣數(shù)控機(jī)床，由于采用了數(shù)控系統(tǒng)作為控制核心，利用伺服電機(jī)通過滾珠絲桿驅(qū)動溜板和刀架實現(xiàn)進(jìn)給運動，其運動鏈與普通車床相比也更短，總體結(jié)構(gòu)剛性好，抗振性好。與普通車削相比，數(shù)控車削具有以下特點： （ 1） 可以 加工具有復(fù)雜型面的工件 在數(shù)控車床上零件，零件的形狀主要取決于加工程序，因此只要能編寫程序，無論工件多么復(fù)雜都能加工。 （ 2） 加工精度高，質(zhì)量穩(wěn)定 因為數(shù)控車床本身的精度比普通車床高，一般數(shù)控車床的定位精度為 177。，重復(fù)定位精度為 177。，在加工過程中操作人員不參與，所以消除了操作者的人為誤差，工件的加工精度全部由數(shù)控機(jī)床保證；又因為數(shù)控車削加工采用工序集中，減少了工件多次裝夾對加工精度的影響，所以工件的精度高，尺寸一致性好，質(zhì)量穩(wěn)定。 （ 3） 生產(chǎn)效率高 數(shù)控車削加工可有效地減少零件的加工時間和輔助時間 。由于數(shù)控車床的主軸轉(zhuǎn)速、進(jìn)給速度、快速定位速度高，通過合理選擇切削用量，充分發(fā)揮刀具的切削性能，可以減少零件的加工時間。此外，數(shù)控車削加工一般采用通用或組合夾具，加工過程中能進(jìn)行自動換刀，減少了輔助時間。綜合上述幾方面，數(shù)控車削加工的生產(chǎn)效率高。 （ 4） 改善勞動條件 在數(shù)控車床上從事加工的操作者，其主要任務(wù)是編輯程序、輸入程序、裝卸零件、準(zhǔn)備刀具、觀測加工狀態(tài)、檢驗零件等，勞動強(qiáng)度極大降低。此外，數(shù)控車床一般是封閉式加工，既清潔，又安全，勞動條件得到了改善。 （ 5） 有利于生產(chǎn)管理現(xiàn)代化 數(shù)控車削加工可預(yù)先估算 加工工件所需的時間，相同工件所用時間基本一致，因此，工時和工時費用可以精確估計。這有利于編制生產(chǎn)進(jìn)度表，有利于均衡生產(chǎn)和取得更高的預(yù)計產(chǎn)量；此外，數(shù)控車削加工所使用的刀具、夾具可進(jìn)行規(guī)范化管理。這 7 些均有利于生產(chǎn)管理現(xiàn)代化。 基于上述原因，認(rèn)真研究和改進(jìn)數(shù)控車削加工工藝過程及編程分析，對提高生產(chǎn)效率，提升員工素質(zhì)，增加企業(yè)競爭力有著十分重要的意義。 3. 零件圖工藝分析 零件圖如圖 1 所示： 圖 1：軸零件圖 本零件圖為小型數(shù)控土豆去毛機(jī)橫向進(jìn)給部連接小軸 ,由圖 1 知，零件材料為 45鋼，無熱處理 和硬度要求。該零件由圓柱、圓錐、圓弧、內(nèi)螺紋、外螺紋、內(nèi)孔等組成，其中外徑尺寸及內(nèi)孔尺寸有較高的尺寸要求和表面粗糙度要求。內(nèi)外螺紋均為細(xì)牙螺紋，有較高的公差等級要求。尺寸標(biāo)注完整，輪廓描述清楚。零件材料為 45 鋼，無熱處理和硬度要求。通過分析，可采用以下幾點工藝措施： （ 1）對圖樣上給定的幾個精度要求較高的尺寸，因其公差數(shù)值較小，故編程時不必取平均值，而全部取基本尺寸即可。 （ 2）在輪廓曲線上，有兩處圓弧，其中一處為橢圓圓弧，加工中需改變進(jìn)給方向的輪廓曲線。因此，在加工時應(yīng)給機(jī)械間隙補(bǔ)償以保證輪廓曲線的準(zhǔn)確性 。 （ 3）由圖紙分析，此零件需換向加工（兩次裝夾），因此需分設(shè)坐標(biāo)系。為保證其表面無夾傷痕跡，便于加工，加工前應(yīng)作專用夾具如圖 2 所示： M2425g/6g30 0 46 0 254296 177。0 . 13832 .3 84 520+ 0M241.55g/6g30+ 0 4282430505 1 . 53 1 . 5R53244.658176。2 4 5 176。2 4 5 176。1. 61. 6技術(shù)要求: 45176。45176。其余:3. 2 8 圖 2 夾具 4. 設(shè)備的選定 選取普利森集團(tuán)出品的 CKD6126B 型數(shù)控機(jī)床作為加工設(shè)備，此機(jī)床是普利森集團(tuán)于 2021 年開發(fā)的數(shù)控車床，其外形圖如圖 3 所示： 圖 3 CKD6126B 數(shù)控車床外形圖 圖 4 KND100T 外形圖 CKD6126B 型數(shù)控車床通過數(shù)控系統(tǒng)自動控制，可對加工范圍內(nèi)的各種內(nèi)孔、外圓、圓錐面、圓弧面 及螺紋進(jìn)行加工。機(jī)床床身采用樹脂砂造型，導(dǎo)軌經(jīng)過超音頻淬火和精密磨削。主運動通過 松下 變頻器及變頻電機(jī)實現(xiàn)無級變速。數(shù)控系統(tǒng)選用KND100T 系統(tǒng)， 其外形圖如圖 4 所示： 進(jìn)給采用交流伺服驅(qū)動。機(jī)床配備有手搖脈沖發(fā)生器。機(jī)床防護(hù)采用全封閉防護(hù)。機(jī)床潤滑采用間歇式自動潤滑。機(jī)床配備冷卻系統(tǒng)合照明系統(tǒng)。機(jī)床配備尾座。 其主要技術(shù)參數(shù)如表 1 所示： 表 1 CKD6126 主要技術(shù)參數(shù) A A A A6046+ 051 0 55+ 0358 9 一般規(guī)格 床身上最大工件回轉(zhuǎn)直徑 300mm 滑板上最大工件回轉(zhuǎn)直徑 120mm 最大工件長度 350mm 床頭箱 主軸通孔直徑 φ 50mm 主軸前端錐孔錐度 莫氏錐度 6 號 主軸轉(zhuǎn)速范圍 3004000r/min 走刀系統(tǒng) 縱向最小移動距離 橫向最小移動距離 縱向最大移動速度 6m/min 橫向最大移動速度 4m/min 刀架系統(tǒng) 刀具的截面尺寸 16 16mm 下滑板的最大橫向行程 240mm 下滑板的最大縱向行程 270mm 刀具形式 排刀架 (雙燕尾 )或電動刀架 刀夾數(shù)量 6 床尾 床尾主軸直徑 φ 40mm 床尾主軸孔錐度 莫氏錐度 3 號 床尾 主軸最大行程 60mm 其它 主電機(jī)功率 機(jī)床重量 1500kg 外形尺寸 (長 寬 高 ) 1638 1078 1650mm 10 該零件加工所需機(jī)床調(diào)整單如表 2 所示： 表 2 數(shù)控機(jī)床調(diào)整單 零件號 XXX 零件名稱 軸 工序號 制表 張武彬 F位碼調(diào)整旋鈕 F1 F2 F3 F4 F5 F6 F7 F8 F9 F10 刀具補(bǔ)償撥盤 1 6 2 7 3 8 4 9 5 10 對稱切削開關(guān)位置 X Y Z B 垂直校驗開關(guān)位置 斷 工件冷卻 油冷 5. 零件加工工藝分析 確定零件的定位基準(zhǔn)和裝夾方式 （ 1）先采用未加工零件的表面作為粗基準(zhǔn)。加工好零件左端的 M24 螺紋端面和 ￠ 46 外圓作為定位基準(zhǔn)。 （ 2） 裝夾方式：右端采用三爪自定心卡盤定心夾緊，裝夾長度不得大于 38mm。左端加工后裝入專用夾具（零件左端端面緊貼夾具內(nèi)孔底平面， ￠ 46 外圓裝入夾具內(nèi)孔 ），用三爪自定心卡盤定心夾緊。編制《工件安裝及零點設(shè)定卡片》如表 3 所示： 11 表 3 工件安裝和零點設(shè)定卡片 零件圖號 數(shù)控加工工件安裝和零點設(shè)定卡片 工序號 零件名稱 軸 裝夾次數(shù) 2 O100001零件O100001O202102零件Z軸X軸X軸Z軸 O100001 三爪卡盤 O100002 專用夾具 編制 審核 批準(zhǔn) 第 1 頁 序號 夾具名稱 夾具圖號 共 1 頁 確定加工順序及進(jìn)給路線 加工順序的安排 : （ 1）加工零件的左端：加工時應(yīng)按由粗到精、由近到遠(yuǎn)（由右到左）的原則確定，即先從右到左進(jìn)行粗車（留 精車 ） ，然后從右到左進(jìn)行精車，最后車削螺紋。其軌跡圖如附圖 5a、 5b、 5c、 5d 所示： 12 圖 5a O1000 外輪廓粗車軌跡圖 圖 5b O1000 外輪廓精車軌跡圖 45176。306110040(循 環(huán)起點)(零 件坐標(biāo)系)14 5176。30611 0040(精加工起點)(零件坐標(biāo)系) 13 10040(零 件坐標(biāo)系)(切 槽起點)1734