基于华中系统的某汽车构件数控车削工艺创新方

我校承制某公司的汽车构件产品，零件如图1所示。该零件的加工要素丰富，数控加工工艺有其代表性，故特写此文作为数控专业一体化教学的典型案例作参考。
　　1 毛坯的选择
　　根据零件图样可知其材料为铝合金，加工完毕后的最终尺寸长为59.1mm，最大直径为29.6mm。由这些尺寸可以确定，零件的毛坯可选择为35的铝棒料，由于下面所选机床的最大通过棒料直径为38mm，故开料时可开1m的长棒料，这样加工完一件后，只要松开液压卡爪，把长料由主轴箱外向里推，推至碰到刀架夹具为止，即可夹紧，减少了装夹工件的辅助时间，进一步提高加工效率。
　　2 零件图样结构分析及机床的选择
　　此零件为典型的轴类零件，主要加工面有内外圆柱面、外圆锥面、内外螺纹和圆弧面，表面形状较复杂，故选择卧式高效数控车床来完成大部分加工面的加工要求，且由于数控车床能作直线和圆弧插补以及在加工过程中能自动变速，加工质量能保证。
　　由于加工零件有粗、精车外形、车槽、车螺纹、切断等工步，所需刀具不超过八把，从车间现有机床考虑，选择国产型号HTC2050n沈阳机床配华中HNC-210A数控系统（见图2）即可满足上述要求。
　　3 刀具和量具的准备
　　零件外轮廓大部分由台阶组成，材料硬度不大，故直接用90°外圆尖刀进行端面和外圆的粗、精加工，粗加工时的转速稍慢，而吃刀量和进给量可大一些来提高切削效率；精加工时通过提高转速，减少吃刀量和进给量来保证精度和表面粗糙度。
　　外螺纹加工时，选用60°外螺纹刀加工外螺纹M20×1.5和M10×1.25。
　　内螺纹加工，先用5麻花钻钻孔后，再进行手工攻螺纹。
　　切断及外螺纹的退刀槽的加工，选用刀宽3mm切断刀的切槽刀。
　　R1圆弧槽的加工则用已有规格的R1圆弧刀。
　　其中大部分刀具的材料为硬质合金刀片，刀具的类型为机械夹固式不重磨可转位车刀（参见图3）。具体刀具型号见刀具卡片表1。
　　由于零件的尺寸精度要求不高，采用游标卡尺测量即可，游标卡尺的规格为：测量距离150mm，测量精度0.2mm、外螺纹的测量则用相应规格的螺纹环规。（参见图4）
　　4 加工方案的确定
　　该零件在数控车床上采用三爪卡盘装夹长棒料，先批量加工出左端部分，包括左端面、长6mm锥面、15外圆、M20×1.25外螺纹外径、29.6外圆及倒角和两个R1圆弧槽及5内孔。后调头进行第二次装夹，将左端M20×1.25外螺纹旋入事先加工好的夹具体中（见图5），此夹具的特点是有内螺纹，且与零件的M M20×1.25相配合。再用三爪卡盘夹紧夹具的外圆，加工零件的右端部分，包括R5.2圆弧面、31外圆、M10×1.25外螺纹和5内孔。其具体工序及工步内容见表2。
　　5 编写加工程序
　　以下加工程序在华中HNC-210A数控系统中进行编写。
　　（1）工序1的工步1（车端面、锥面、外圆、倒角）的加工程序见表3。
　　（2）工序1的工步2（车两个R1圆弧槽）的加工程序见表3。
　　（3）工序1的工步3（车M20×1.25外螺纹）的加工程序见表4。
　　（4）工序1的工步4（钻5孔）的加工程序见表5。
　　（5）工序二的工步1（车端面、外圆、圆弧面）的加工程序见表6。
　　（6）工序2的工步2（车M20×1.25外螺纹）的加工程序见表7。
　　（7）工序2的工步3与工序1的工步4内容一样，故其程序也参见表5。
　　6 加工中注意的事项
　　6.1 切削前的机床准备
　　在数控机床自动运行切削前，要检查机床的各个部分是否可正常工作，切削液的开启及机床的防护是否正常，并且对机床需润滑部分进行加油等。
　　6.2 切削参数的修改  
　　表1中的切削参数是根据材料及所给刀具按经验值确定的，在具体加工时还要看机床自身的条件及加工过程中遇到的实际情况，灵活调整其切削的参数，如在切削过程中，听到刺耳的声音或在检测成品时观察加工面的光滑及纹路，可判断其切削量过大或振动过大。
　　6.3 螺纹加工
　　由于铝合金材料较软，车螺纹时车刀的挤压作用会使加工后的螺纹的外（内）径变化，因此在车螺纹前圆柱的直径比螺纹公称直径小（大）0.1～0.4mm，螺纹牙型高可按近似公式0.6134P计算，从而保证内外螺纹结合的互换性。
　　参考文献
　　[1]卢万强，饶小创.《数控加工工艺与编程》.