张立岩 李柏扬 夏凡 徐宇航
北方华安工业集团有限公司 黑龙江齐齐哈尔161046
摘要：数控车床主要是用来加工回转类零件的，主要是轴类和盘类零件的圆柱面的复杂的回转的，这种典型的零件主要由三部分部件组成，这三种部件的结构并不是特别复杂，但是需要在很短的时间内完成，并且保证质量是很难完成的。在这种情况下，就需要数控车工具有较强的专业技能，并且能够熟练的掌握数控机床的性能和特点，能够正确的操作数控机床，这样就可以有效保障工业加工零件的质量。
关键词：数控车工典型零件的工艺
前言：目前，工业对机器零件精确度的要求越来越高，同时工业零件的加工精度的水平也有越来越高，在这个背景下，数控机床逐渐出现并快速发展。世界上第一个数控机床是在二十世纪五十年代在美国被发明的，数控机床的发明提高了工业加工零件的精确度，也使世界加工零件的技术水平逐渐提高。
一、数控车工典型零件的工艺
1 数控车工典型零件加工的工艺准备。数控车工典型零件加工的图样分析主要包括两个方面，首先，图形的分析，轴类零件的加工需要注意两个方面的内容，第一，必须确保零件的尺寸精确，第二，必须确保加工零件表面具有一定的粗糙度。一般情况下，典型零件都由三个部件组成，其加工部分主要有八部分，分别是外端面、螺纹、沟槽、椭圆等，虽然图形看起来很简单，但是具体操作起来具有一定的难度，这对数控车工的操作工艺有着较大的要求。其次，尺寸的分析，在数控机床零件加工过程中，其尺寸的使用必须是编程的尺寸，编程尺寸有一定的计算公式，即基本尺寸加上下偏差之和的一半，在编程尺寸的计算过程中，要以标注的尺寸为基础进行计算。所以，在加工件时，需要在辅助夹具的基础上才能完成零件的装夹工作，在利用辅助夹具的基础上实现三个部件的装配。其两个外圆面需要同时进行加工，并且外圆面与其侧端面的中心轴线还得保持垂直。为了有效确保装夹的质量和精确度，可以采用一夹一顶的方法进行装夹。
2.数控车工典型零件加工的刀量具的选择。在完成数控车工典型零件加工的图样分析和零件装夹之后，就需要对加工过程中的刀具和量具进行选择的确定，刀具和量具的选择在典型零件加工过程中发挥着重要的作用，因此，必须选择科学合理的刀具和量具。刀具的选择必须与加工要求相一致，不同的加工要求应该选择不同的加工刀具。盲孔镗刀的最小孔径为十六毫米，其加工的深度为四十毫米，内三角型螺纹刀最小孔径为十六毫米，其加工有效深度为四十毫米，内切槽刀的最小孔径为十六毫米，其加工有效深度为三十五毫米。大圆弧面及其侧面的加工的刀具选择有一定的要求和讲究，其角度应该小于三十度，加工该零件时还会用到其他刀具，例如，外圆车刀、外圆槽刀以及外圆切刀。在典型零件加工过程中，会出现加工零件与刀具之间接触的情况，这种情况可能导致意外发生，为了避免发生这种意外，需要非常谨慎的使用外圆尖刀，并且选用角度较大的外圆尖刀，这样可以有效避免刀具与加工零件接触，也就避免了意外的发生。相对于刀具的选择，量具的选择非常简单，量具的选择只需要满足最大的测量需求，并且在此基础上能够确保量具的精确度即可，不存在其他的情况。
3 典型零件加工和加工顺序。典型零件加工。第一，毛坯切断的方法，一般情况下，典型零件加工过程中，其毛坯的切断方法主要有两种，即排切法和直切法，不同的毛坯适用不同的切断方法，主要是根据其加工过程中所选择的刀具、切入深度和毛坯的直径选择不同的切断方法。第二，椭圆的加工，一般情况下，椭圆的加工需要用到宏程序，其指令在不同的型号的机床之间的使用方法存在很大的区别。
加工的具体顺序加工顺序决定着加工能否顺利完成，是组合型器件能够顺利加工的基础，加工顺序的合理选择可以有效减少加工过程中材料的使用，这对降低加工成本有着很重要的作用，合理加工顺序的应用还可以节约大量的重复组装刀具和工件的时间，从而有效提高数控车工典型零件加工的效率，这样也可以在很大程度上提高加工的经济效益。因此，在典型零件加工前制定合理的加工顺序非常有必要。
二、整体叶轮五轴数控加工技术
1.叶轮的参数化建模。叶轮是典型航空航天复杂零件，具有重大的应用意义。由于叶片的曲线和曲面形状比较复杂，本文利软件进行参数化建模，并完成其三维设计。在做整体叶轮的三维造型时，我们需要通过测量得到叶片型面的离散数据点，首先将离散的数据点拟合成叶片上下缘曲线和轮毂曲线；运用“旋转”、“扫描”等建模工具构建出叶片和轮毂曲面；通过“实体化”将曲面转变为实体；最后通过“复制”、“阵列”等命令完成整体造型并作适当的倒圆角修饰。
2.整体叶轮的加工工艺及CAM自动编程。本文中加工的叶轮直径为208 mm，回转空间较大，在加工的时候要保证加工表面的一致性，以确保加工精度和表面质量，在加工的时候要控制好切削深度以及保证加工效率；叶片的加工是整个零件的加工难点，由于叶片之间的间隔距离小，而叶片的扭曲程度决定了加工时刀具轴的摆动范围，刀具轴必须在两叶片之间的范围内摆动，刀具才不会与叶片发生干涉；加工槽道变窄，叶片相对较长，刚度较低，属于薄壁类零件，加工过程极易变形，在加工过程中要防止加工残余应力所带来的变形；相邻叶片空间极小，在清角加工时刀具直径较小，刀具容易折断，要注意刀具的选择。加工整体叶轮等曲面复杂类零件时，通常采用球头铣刀。在粗加工中尽可能快地切除叶轮各个表面多余的材料以提高加工效率。由于切削量和切削抗力都很大，要注意考虑刀具的强度、容屑、排屑问题；在精加工中要兼顾加工质量和加工效率这两方面。通过上面对整体叶轮的加工工艺分析，在粗加工时可以采用4,10 mm的球头刀(刀具类型选用整体合金刀)，这样既可以保证较大的切削量又可以获得足够的排屑空间，精加工时选用4,10 mm的球头刀(刀具类型选用整体合金刀)。测量知道叶片的最大长度为35 mm，为了保证合适的刀具刚性又不使加工时与叶片发生干涉，选取刀具的刃长为50 mm。
3.整体叶轮加工的刀路轨迹整体叶轮通常采用五轴联动数控加工，五轴联动使得像整体叶轮这类复杂零件的加工得以简化。由于整体叶轮空间型面结构复杂，编程计算繁琐，手工无法顺利编制出程序，本文借助于具有强大CAM功能的UG软件以实现自动编程。通过UG自动编程生成的刀位轨迹不能直接用于数控机床加工，在这里我们需要用到机床的后置处理，就是根据具体的机床结构和机床数控系统将生成的刀位轨迹转换成数控机床能识别的数控加工程序。刀位轨迹文件中保存的是相对于编程坐标系的刀心坐标和刀轴矢量，在后置处理时，需要把这些刀心坐标和刀轴矢量转换为机床的运动坐标。
结束语：综上所述，本文主要制定了工业典型零件加工的工艺路线等，这些都是通过与具体实践相结合所制定的，并且以现有的设备为前提制定的。与工厂典型零件生产工艺过程相比，本文所制定的加工工艺存在很多不足，这是需要不断完善和改进的，从而更好提高典型零件加工工艺的水平。数控加工过程中，需要每个加工人员能够了解和掌握相关的加工工艺过程，本文所做的研究可以为加工工艺过程的完善提供基础。
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