【精】轴类零件的工艺分析与数控仿真加工

2020-03-07 嘉多宝小型玉米收割机 3
轴类零件的工艺分析与数控仿真加工  
嘉多宝玉米收割机技术讲解轴类零件的加工是机械加工中常见的制造形式利用数控车床  
进行轴类零件的批量加工能够很大程度的提高生产效率同时提高复杂零件的加工质量通过  
对轴类零件加工工艺分析过程的介绍举例说明了指定轴类零件的工艺制定过程并对该零件  
进行了数控仿真加工以保证工艺和编程的正确性。  
数控加工技术主要是在传统机械加工的基础上结合计算机辅助工艺技术和计算机辅助制造技  
术形成的新的机械加工方法与传统加工相比其在批量生产的加工效率与加工精度上都有明  
显优势轴类零件作为机械行业中最常加工的零件之一它在传动和支撑等方面起着重要的作  
。  
在使用数控车床加工轴类零件时最后的加工效果受工艺和程序编制的影响很大而轴类零件  
的工艺分析与制定是数控加工的基础无论是进行手工编程还是计算机的自动编程都必须在  
编程之前完成轴类零件的工艺分析以及制定如果工艺分析和设计不合理很可能导致编程的  
复杂性和工作量成倍增加增加加工过程的消耗甚至出现加工差错因此合理的工艺分析是  
数控加工的必要环节同时为提升数控加工质量减少试制零件的材料及时间消耗采用先进  
的仿真加工技术进行零件加工的虚拟验证也是十分必要的。  
1. 数控加工中工艺分析的方式及示例  
1. 1数控工艺分析特点及方法  
通常情况下工艺分析在明确需加工零件的材料尺寸热处理方式等前提下重点的工作还是根  
据零件的特点确定零件加工的步骤和先后过程为后续的编程和加工提供基础性的支持。  
首先根据设计人员提供的图纸分析并初定加工尺寸及刀具的起始加工点分析确定零件的  
各加工尺寸是否充分通常情况下机械设计人员的尺寸标注以配合零件的尺寸对等为依据,  
其余尺寸采用分散式的重点标注法这些标注有利于快速读懂图纸但可能并不适合于数控加  
工编程使用由于数控车床采用了高精度的控制模块其在加工的过程中不易产生很大的累积  
误差因此数控加工通常以同一基准进行尺寸标注与设计以减缓数控编程的复杂性同时  
又有利于保持设计基准工艺基准测量基准与编程基准点的一致性因此在选取基准点时应  
注意尽量减小基准点导致的加工误差同时有利于编程和测量其次考虑工艺尺寸的合理性  
由于轴类零件在设计的过程中为避免应力集中可能会设计过度圆弧这就要求数控车床  
在完成直线加工的过程中充分考虑刀尖半径的大小注意预留圆角的加工余量以免出现过度  
切削或欠切削的现象若出现这种情况可以考虑使用刀尖半径自动补偿的方式予以解决。  
1. 2数控加工工艺设计举例  
以数控车床加工图 1所示的轴类零件为例选取的毛坯材料是材质为 Q235055 mm圆钢  
由于此轴类零件包含了圆柱球形圆弧等多种形状为更好地完成零件的加工需进行详  
细的工艺分析并确定加工方案此零件可通过一次装卡完成整体加工过程为保证加工过程的  
稳定性采用一夹一顶的固定方式初步的工艺方案如下表所示。  
1.2.1装夹方式的选择  
对于圆钢材料的装夹使用数控车床上最常使用的三爪卡盘即可完成同时为了避免在加工的  
过程中产生不同部位的加工误差和加工振动使用一夹一顶的方式进行固定更为合理这在自  
动进给料和批量生产一致性上有更好的质量保证。  
1.2.2刀具的选择  
数控机床与普通机床相比对于刀具的选择与使用更为严格不仅要求刀具具有良好的刚性,  
同时在精度稳定性耐用度排屑性等方面都有较高的要求而且还必须便于调整便于更  
因此选用主偏角 93°副偏角 55°的大偏角刀进行零件的主体加工在保证加工精度的同  
还能有效避免圆弧位置的过切现象。  
1.2.3刀具加工更换位置的选择  
在确定了一夹一顶的装夹方式后可以通过确定工件的原点来为加工过程建立坐标系也就是  
想要通过数控加工来制造零件就必须要确定刀具在加工前与零件的相对起始点在实际  
加工中起始点即原点的位置要通过自动对刀来确定因此起始点又称作对刀点对刀点的  
选择要符合以下几项要求:(1有利于简化编程程序且便于数值的处理;(2对刀的过程  
中易于找正;(3对整个加工过程造成的误差小在图 1所示零件的加工中对刀点的选择  
位置为右侧端面与中心轴线的交点处这样既满足了上述的三点要求又易于避免换刀过程中  
与零件产生的干涉一举多得。  
1.2.4刀具切削量的分析与选择  
在数控加工的过程中程序编制人员必须明确每一道工序的切削用量并按照标准形式编写到  
程序之中切削量的具体参数包括了切削速度进给速度背吃刀量二方面对于粗加工及精  
加工的过程或是不同的加工条件都要设计不同的切削量参数好的切削参数选择有利于提高  
零件的加工精度提升表面光洁度同时增加刀具的使用寿命并提高生产效率。