壳体数控车削加工工艺分析与编程加工

壳体数控车削加工工艺分析与编程加工

马文元

玫德集团有限公司   山东省济南市平阴县   250400

摘要：我国工业迅速发展，零件结构具有复杂化、大型化等特点，在机械设备生产制造过程中，合理应用数控车削加工工艺、设计人员预先编制程序针对性控制车床，可全面提高零件加工精度和效率。因此，本文主要分析数控车削加工工艺要点，并结合实际案例，探讨壳体数控车削加工工艺和编程加工，旨在提高零件加工效果。

关键词：壳体零件；数控车削加工工艺；编程加工

壳体零件是机械设备的基础零件，承载着轴、轴承和箱体等零件，连接形成部件或者机器，充分体现出壳体零件加工的重要性。同时，壳体零件质量对机器装配和工作精度、使用性能等多个方面具有较大影响。因此，人们加大壳体数控车削加工工艺分析与编程加工具有十分重大的现实意义。

1数控车削加工工艺的处理要点

1.1明确加工位置和详细内容

工作人员需要详细了解加工零件在数控车削设备上需要完成的工序类型、内容和工序步骤，掌握位加工之前的零件尺寸、形状等各项信息，明确加工工序的基准面和基准孔，确定零件加工位置合内容，编制合适的加工图。另外，工作人员要详细分析零件图工艺，掌握零件设计、工艺、测量和编程基准之间的联系，最大程度保证这些基准协调统一。结合零件图明确零件夹持方法，需要应用的刀具、加工顺序等，保证通过数控车削加工工艺处理之后的零件精度符合标准。

1.2确定工件夹具和工艺方案

数控车削设备上装配和固定零件时，选择三爪自动定心卡盘、电动和气动夹具等，尽可能保持装夹零件一次到位，突出零件需要加固的部分，保持零件定位和设计基准基本相同，减少加固误差[1]。另外，工作人员明确数控机床工序步骤、工步和走刀路线，结合零件特点、加工和精度要求，灵活设计工艺方案，同时在加工过程中，结合零件的加工情况进行灵活调整，提高数控车削加工工艺的可行性和有效性，从而有效保证零件精度符合既定要求。

1.3合理选择刀具

数控车削加工过程中，减少刀具更换频次，保证加工操作的连续性和有效性，尽可能选用具备多种切削功能的刀具。刀具材质、功能和直径等多个方面和其使用性能、使用寿命具有紧密关系，并对数控车削加工质量和效率具有较大影响。为此，工作人员要综合考虑刀具的材料、设计和直径等多个方面，实现刀具性能、功能和质量优化，从而为后续壳体零件数控车削加工和编程加工工作高效有序进行提供保障。

2壳体数控车削加工工艺分析与编程加工分析

2.1案例分析

某壳体零件结构简单，但是对加工尺寸精度具有较高要求，尤其是圆和基准平面的同轴度，在加工过程中容易出现刚性不足，变形等现象，从而造成壳体零件加工完成之后出现较大形状误差，不符合尺寸要求。壳体零件加工工艺方案制定、家具设计和制造等都存在一定难度，从而需要工作人员合理应用壳体数控车削加工工艺和编程加工，提高壳体零件加工精度和效率。

2.2壳体数控车削加工工艺

2.2.1加工难点

某壳体零件单边大和最小壁厚分别为2.15毫米、1毫米，加工精度要求较高，最小加工精度范围为0.005毫米，加工难度较大，同时对行为公差要求较为严格，其垂直度公差范围为0.005毫米，外圆和内孔之间的同轴度要求为0.01毫米，同时在加工制造过程中零件壁厚较薄，容易受到三爪夹紧力的影响，出现变形问题，难以符合壳体零件行为公差同轴的要求。另外，某壳体零件的装夹和定位困难，当受力不合理时，容易出现加工零件变形，报废现象。

2.2.2加工工艺分析

首先，合理选择数控机床。工作人员详细分析壳体零件的尺寸和行为公差，选择相适应的数控机床，如哈延F42数控机床，圆度为0.0008毫米，重复精度为0.002毫米，符合该壳体零件的加工需求。

然后，规范设计专用定位工装。工作人员全面分析壳体零件结构，应用零件Ф23内孔，制作芯轴，保证内孔加工良好，精度符合要求，并将其套在芯轴上，应用垫片和螺栓有效紧固，符合壳体零件轴向、大端面垂直度要求，满足壳体零件同轴度要求，高效吸收数控车削加工时产生的振动，在工装加工之前合理进行百分表找正，保证符合同轴度要求。另外，工作人员合理设计芯轴工装，借助垫片和螺栓有效缩紧芯轴，促进壳体零件外圆轮廓一次成型加工，符合壳体零件尺寸精度要求，同时能够规避加工制造中由于夹紧力较大形成的壳体零件变形问题，对零件加工表面具有良好的保护效果，最大程度降低壳体零件加工变形的概率。

最后，加工工艺和切削参数优化、确定刀具。工作人员选用普通车床，应用Ф20钻头在工件上打通孔，并应用三爪卡盘夹毛坯，实现毛坯外圆粗细加工、内孔精加工，预留单边4毫米余量，便于壳体零件二次装夹。同时，工作人员结合薄壁壳体零件特点，规范设计芯棒，合理开展工件工装，增强壳体零件加工合理化，借助粉末冶金刀具材料合理加工[2]。另外，壳体零件表面粗糙度具有较高要求，在应用粉末冶金刀具进行加工操作的过程中，合理控制主轴转速保持每分钟1500转，进给量为每转0.08-0.2毫米，不断优化切削参数，全面提高壳体零件加工表面的粗糙度。数控刀具卡片见表1。

表1：数控刀具表

2.3编程加工

壳体零件施工加工操作中，需要工作人员更多注意应用芯轴加工零件外圆的过程中，对刀时需要关注芯轴右端的台阶，防止碰撞。如，壳体零件左右两端加工程序如下，将数控程序输入到数控机床内合理开展加工。工步2工序2：

G94 G90；

T0101；

M03 S1500 ；

M08 ；

G00 X35 Z2. ；

G71 U1 . R0.5；

G71 P1 Q2 U0.2 WO FO.2；

N1 G00 X32 G01 Z0 ；

X33.W-1；

Z-32 ；

N2 G01 X35；

G28 U0；

G0 Z150.；

M05；

M09；

M30；

结语：本文针对一例壳体零件数控车削加工工艺进行编程分析，但是其具有较强的代表性，实践证明针对壳体零件实现数控加工，工艺和编程十分重要，说明熟练掌握数控车床编程技术和加工工艺十分关键。

参考文献：

[1]王维岗, 张霞. 小型壳体类零件数控车削加工工艺实践[J]. 纺织器材, 2021, 48(2):2-2.

[2]刘智. 数控车铣切削加工工艺参数优化分析[J]. 现代制造技术与装备, 2022(001):058-058.