浅析数控车典型配合件的加工工艺

王炳恺

  摘要：数控车床典型配合件是数控机床的重要组成部分，若设计的零件及配合件过大或过小，都会致使数控车床无法启动，造成机床内部零件不转动，难以发挥其作用，不但耽误时间，还会影响工序进度。基于此，本文详细论述了数控车典型配合件的加工工艺设计。

关键词：数控车；典型配合件；工艺设计

一、数控技术面临的机遇与挑战

首先，在科技飞速发展的当代社会，数控车作为最有发展前景的高新技术，在一定程度上促进了工业的发展。为了在更大程度上普及数控车，节约人力资源，人才教育方面必不可少。很多大力支持数控技术的企业都存在数控技术人才匮乏的问题。在企业家看来，用机器代替人工，不仅降低了人工成本，而且提高了构件的产量和质量。因此，在数控技术繁荣后，大量企业会选择数控机床来实现生产加工的自动化。

其次，由于数控机床结构复杂，在保证构件精度的前提下，也要对加工程序进行编辑。然而，科技发展迅速，许多提前使用第一批机床的企业，由于机床体积过大、性能低下等因素，降低了工厂的生产效率。因此，企业要想有自己独特的竞争力，就应尝试自主研发，简化数控机床，提高企业营业效率。

二、配合件的加工工艺设计

1、明确加工工艺原则

1）精细原则。精细原则属于基础原则。在数控车加工过程中，先对所有配合件进行分析，了解其大致加工过程。然后制定详细的计划，并分配好相关工作。比如，在加工过程中，可先在脑中设想零件的形状，然后绘制设计图，再用尺子精确测量，最后利用数控技术进行细加工。使用数控车床时，只需在程序中输入相关数据即可启动机器进行自动切割与打磨。

2）耐用原则。耐用原则的含义非常明确，即要求配件具有较长的使用寿命和较高的耐用性，只有数控技术与材料相结合才能满足耐用原则。在数控技术中，工程人员需要合理的操作和设计最合适的搭配组合。而在材料的使用上，可选择优质材料或可移动材料，从而使数控零件在老化时能及时更换。与精细原则相比，耐用原则更简单，对加工工艺方面的要求也更低。

2、合理的数控加工方式。一般而言，当前企业主要通过三种加工方式来完成生产任务，即机器自动化、人工加工和混合加工。在科技飞速发展的现代，企业普遍采用人与机相结合、可靠性强的混合加工方法。因此，样稿的设计工作可交给一般工作人员，而对于更精确的小尺寸配合件，应选择经验丰富的科技操作人员，以便更好地提高配合件的精度。

3、数控加工工艺步骤

1）前期准备阶段。在数控车床典型配合件的加工过程中，先要做好初步设计和总体设计分析，要对工件尺寸、精度要求和需要使用的材料等进行综合分析，在此基础上，确定具体的加工流程、需使用的刀具和选择具体的切削方式。同时，还需确定工具和量具的使用等程序，并根据实际需要选择满足加工要求的数控车床。

2）对加工工艺进行综合分析。此阶段的主要任务是研究加工零件的图样，确定具体的加工内容及相应的技术要求，并在此基础上制定零件加工方案及具体的数控加工工艺路线。有必要对各工序的划分、顺序安排及如何使各工序之间有效衔接等进行深入研究，数控加工工艺设计中需要考虑的因素包括工序类型的划分、零件的定位、夹具的选择、刀具的具体模式及切削用量的确定等。在加工过程中，研究需要调整的情况，提前制定相应的方案，包括确定匹配的起刀点（起刀点是在数控机床上加工工件时，刀具相对工件运动的起点）、换刀点和加工路线、刀具补偿、分配数控加工中的容差（允许的误差范围）、处理数控机床上部分工艺指令等。

3）做好金属热处理工艺。热处理残余力是指工件热处理后的残余应力，它对工件的形状、尺寸及性能有着重要的影响。当超过材料的屈服强度时，会引起工件的变形。而当超过材料的强度极限时，会导致工件开裂，所以应减少或消除。但在一定条件下，控制应力分布使其合理，可提高零件的机械性能及使用寿命，有利于分析热处理过程中的应力分布及变化规律，使其合理分布对提高产品质量具有深远的实际意义。比如，表层残余压应力的合理分布对零件使用寿命的影响已引起了人们的极大关注。金属热处理是机械制造过程中的关键工序，该工艺是通过调整工件内部的微观组织或工件表面的化学成分等，以此不断提高及改善工件的使用性能。在热处理工艺的应用过程中，需考虑工件的功能和具体的应用要求，以此来确定具体的热处理工艺。

三、数控车典型配合件的加工工艺设计

因数控在实际生产中应用广泛，其涉及的加工工艺也较当复杂，所以应从实用性和易操作性两方面进行分析。首先，尺寸应满足其编程要求的大小，采用相同的标注规范进行尺寸标注。手动操作时，还应清楚填写各节点的位置坐标点。在自动编程模式下，所有零部件应按其类型形状进行分类与定义，所有加工的部件应满足数控车床的加工要求。同时，所需加工的部件也需是标准尺寸，以免在加工过程中由于部件尺寸定位不准确而造成数控车和数控车刀具的损耗，从而降低零部件的加工精度。因此，在数控车典型配合件加工工艺设计过程中，不但严格按相关要求进行，而且要保证其具有一定的可操作性及实用性。

具体数控车加工过程可分为以下阶段。粗加工阶段：对需要加工的零部件进行细致化处理，剔除多余边角料；半细加工阶段：它是在粗加工后的零件上进行进一步加工，以提高其精度；细加工阶段：使每个位面的零件都能满足质量要求；完善加工阶段：通过此阶段能进一步细化零件所需的精度。

数控车刀、夹具工艺。若是小批量加工，可使用配套的组合夹具，夹具间相互协调；在大批量生产时，需专用夹具。夹具在安装前后应仔细检查，以免安装误差造成不必要的损失。在使用刀具时，一般先使用标准刀具、复合刀具等专用刀具，若有特殊要求，也可使用一些先进的刀具。刀具的选择应与加工工艺、加工材料等要求相匹配。刀具加工路线的设计要保证少走刀，以及确保其加工质量。

加工过程中的施工工艺。在加工过程中，主要强调切削力度、转速及速度。因切削力度对产品加工有很大的影响，因此，在粗加工过程中，要合理控制材料的进给量和速度等。细加工时应采用较好的刀具，并注意刀尖的磨损，而且在施工过程中要掌握好方法。

套盘类零件的加工存在着如粗精加工、径向夹使用控制、热处理、表面、端面、安排孔、外圆加工等困难。在工艺设计过程中，可从粗精加工中分开加工等方面做出突破；在轴向压紧的情况下，若采用径向夹，应使径向夹紧力均匀，以确保加工的有效性；在热处理过程中，控圆能有效避免误差的发生。

在盘套类零件的加工中，首先要分析零件图工艺，并在编程过程中取基本尺寸，确定基准后，然后加工左右端面，以保证零件长度的尺寸。内孔尺寸小，1：20锥孔，φ32孔和15度斜面时需掉头装夹；右端有螺纹应放在最后加工。因高速车削挤压引起的螺纹牙尖膨胀变形，应将外螺纹的外圆车到最小极限尺寸。螺纹加工前，加工面应先加工到实际直径尺寸，M45*1.5螺纹，加工前外圆的直径为D外约为D-（0.1～0.2165）P=45-0.2×1.5＝44.7，数控车床推荐的最高速度一般为n≤1200 P-k。加工螺纹时，长度应包括切入切出的空行程量，切入量一般为2～5mm，而切出量一般为0.5～1mm。