劉小流

（廣東省核工業(yè)華南高級技工學校，廣東 韶關512026）

典型零件數控加工綜合技術應用—以儲物罐為例

劉小流

（廣東省核工業(yè)華南高級技工學校，廣東 韶關512026）

現代機械制造中零件的形狀和結構復雜多樣，使其機械加工工藝變得復雜，因此不僅僅局限于一種加工技術。以典型零件-儲物罐為例，采用多種數控加工技術的綜合應用，完成零件的加工和保證了零件的質量。

典型零件；儲物罐；數控加工

隨著制造設備實現數字化的比率不斷提高，數控加工技術已在我國得到廣泛的應用，在各行業(yè)中發(fā)揮了重要的作用。在社會需求多樣化的前提下，機械制造中也呈現出復雜零件越來越多的趨勢，對零件的加工要求也越來越高，因此往往需要多種數控加工技術的綜合應用。對于這些復雜零件采用一般加工方法比較難達到加工要求，要進行大量的工作準備：圖紙分析、機床型號選用、刀具選用、夾具設計、毛坯尺寸大小的選擇、加工工藝分析、工藝路線設定和自動編程加工等。

本文結合實際教學條件，綜合應用數控車，數控銑加工技術對典型零件-儲物罐進行數控加工工藝分析和編程，較好地完成了零件加工。

1 加工對象圖紙分析

如圖1所示是本例分析中零件的主視圖、全剖左視圖。圖2是零件裝配示意圖和實體造型圖。

圖1 儲物罐零件圖

圖2 實體圖

對加工圖紙進行分析，是整個加工過程中的一個重要準備環(huán)節(jié)，對后續(xù)加工作業(yè)有指導性作用。根據對圖1、圖2分析可知，該零件的主要結構有以下幾個方面：

（1）工件是由兩個相同零件裝配形成。

（2）零件具有臺階、內孔、內外溝槽、圓弧槽等主要形狀特征。

2 工藝分析和加工準備

零件涉及到不規(guī)則臺階、內外溝槽、圓弧槽等形狀特征，分析得出本零件加工需要數控車和數控銑兩種機床設備和加工技術綜合應用才能完成圖樣加工。加工順序先進行數控車，再進行數控銑加工，同時也可以得出加工的難點和主要問題：

（1）數控車加工部分：內溝槽的加工方法以及其極限偏差和行為公差在加工時應采取怎么樣的工藝措施保證。

（2）數控銑加工部分：加工時的裝夾方案如何確定，圓弧槽刀具和切削用量的選擇等問題。

（3）合理安排加工步驟加工符合圖紙要求的產品。

3 加工設備選用

零件加工對設備選用原則有：根據零件尺寸要求、精度要求、加工特點、批量或其他要求確定加工設備。綜合考慮各種因素，選用數控車床型號為CAK4085di，數控系統(tǒng)為FANUC series Oi Mate-TD的數控車床。數控銑床機床型號為ZXK-32BD，數控系統(tǒng)為GSK983Ma的數控銑床。

3.1 毛坯選用

在沒有毛坯圖紙的情況下，只能通過二維平面圖來確定毛坯大小，而加工材料選用則取決于零件的用途。結合實際情況，選用2件φ70 mm×30 mm的圓鋼，材料為45#鋼。

3.2 刀具選擇

選擇合適的刀具，對于金屬切削加工能起事半功倍的效果。目前所用的刀具材料主要由高速鋼、硬質合金、陶瓷和人造金剛石，立方氮化硼等材料，綜合考慮到工件材料，幾何形狀和車削，銑削工藝的類別，得出案例加工所需要的刀具清單，表1為數控車，數控銑削部分刀具清單。

表1 數控車，數控銑刀具

3.3 定位及裝夾分析

對于零件的夾具選用與機床選用原則大同小異，選用時主要考慮生產批量、產品質量及經濟性等因素。由于案例工件要進行數控車，數控銑綜合加工才能完成加工任務，數控車部分采用通用三爪自定心卡盤即可，問題在于數控銑床部分夾具的選用。數控銑床通常采用通用夾具平口虎鉗，這時候需要更換為三爪卡盤，用壓板壓緊在工作臺，同時還要考慮工件的定位問題等。

4 加工路線制定

加工順序確定原則是先面后孔，先粗后精和工序集中原則，對剛度和強度低的表面后加工，精度高的表面后加工。合理安排粗精加工余量。粗精加工分開，可以減少在粗加工去除毛坯余量過程中產生的熱變形和加工變形等影響。綜合考慮制定了零件的加工工藝卡片如表2所列。

表2 零件加工工藝卡片

CAXA軟件能為數控加工提供從造型，設計到加工代碼生成，加工仿真，代碼校驗以及實體仿真等全方面數控加工解決方案，案例程序(部分)編制如下。

%

O1200

N10 T0 M6

N12 G90 G54 G0 X-54.8 Y-44.8 S3000 M03

N14 G43 H0 Z100.M07

N16 Z10.

N18 G1 Z0.F800

N20 X-44.8 F500

N76 T0 M6

N78 G90 G54 G0 X57.2 Y10.S2000 M03

N80 G43 H0 Z100.M07

N82 Z10.

N84 G1 Z-1.F800

N86 G17 G3 X47.2 Y0.I0.J-10.

N88 G2 I-47.2 J0.

N90 G3 X57.2 Y-10.I10.J0.

N92 G1 X49.2 Y10.

N706 T0 M6

N708 G90 G54 G0 X1.3 Y0.S3000 M03 N710 G43 H0 Z100.M07

N712 Z10.

N714 G1 Z-1.5 F800

N716 G17 G3 I-1.3 J0.F500

N718 G1 X9.3

N720 G3 I-9.3 J0.

N722 G1 X17.3

N724 G3 I-17.3 J0.

N726 G1 Z10.F1000

N728 G0 Z30.

N730 X1.3

N732 Z10.

5 自動編程加工

案例采用CAXA數控車2013版和CAXA制造工程師造型2013版軟件進行零件數控車和數控銑部分形狀特征加工，加工后的主要形狀以及加工的主要刀具軌跡如圖3所示。

圖3 刀具路勁軌跡圖

數控車部分：一夾加工工件端面、外圓、臺階、外溝槽和內溝槽的加工，二夾保證工件的總長，以及外圓車削。加工重難點在于：車削內外溝槽時，為了保證同軸度，內外溝槽刀具的主切削刃與工件軸線平行，同時在車削內溝槽時，主軸轉速、進給速度和背吃刀量較外溝槽相應減小，粗車留余量，精車保證尺寸和質量，同時合理選擇切削液和充分

數控車部分：一夾加工工件端面、外圓、臺階、外溝槽和內溝槽的加工，二夾保證工件的總長，以及外圓車削。加工重難點在于：車削內外溝槽時，為了保證同軸度，內外溝槽刀具的主切削刃與工件軸線平行，同時在車削內溝槽時，主軸轉速、進給速度和背吃刀量較外溝槽相應減小，粗車留余量，精車保證尺寸和質量，同時合理選擇切削液和充分冷卻。

數控銑部分：加工重難點在對工件的裝夾與校正，數控銑床上使用卡盤作為夾具時，通常用壓板將卡盤壓緊在工作臺上，使卡盤軸心線與主軸平行。三爪卡盤裝夾圓柱形工件的找正，將百分表固定在主軸上，找正Z軸。同時，找正工件外圓圓心，記下XY機床坐標系的坐標值，設置為XY平面編程原點。最后為保證裝配，在加工過程中，要對上，下蓋進行裝配檢測以確保儲物罐的裝配。

6 結束語

案例對典型零件（儲物罐）加工進行深入分析，解決加工難點，制定合理的工藝分析，裝夾和定位方式，切削用量以及合理的加工編程，綜合應用數控車，數控銑等加工技術，確保了零件的加工精度和效率。當然在實際加工中會遇到更多的問題，也有很多更好的方法解決這些問題，需要不斷的積累經驗。

[1]沈建峰.數控銑床/加工中心編程與實訓與操作實訓[M].北京：國防工業(yè)出版社，2008.

[2]劉 穎.CAXA制造工程師2013實例教程[M].北京：清華大學出版社，2015.

[3]范 悅.CAXA數控車實例教程[M].2版.北京：北京航空航天大學出版社，2007.

[4]陳宏鈞，方向明.典型零件機械加工生產實訓[M].2版.北京：機械工業(yè)出版社，2010.

Application of Integrated NC Machining Technology for Typical Parts Take the Storage Tank as an Example

LIU Xiao－liu
（Guangdong Nuclear Industry Southern China Senior Technical School，Shaoguan Guangdong 512026，China）

In modern machine manufacture，the shape and structure of parts are complex and diverse，so the machining process becomes complicated，so it is not confined to a machining technology.Taking the typical parts storage tank as an example，a variety of NC machining technology is applied to complete the processing of parts and ensure the quality of parts.

typical parts；storage tank；NC machining

TP319

B

1672-545X（2017）08-0221-04

2017-05-29

劉小流（1989－），男，廣東興寧人，助教，學士學位，研究方向：機械加工方向。