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 數控車床加工工藝流程的優化改進

    機床主軸是機床的核心部件，它的功能是帶動刀具（砂輪）或工件旋轉來實現加工。在數控車床加工機床主軸的質量好壞會直接影響生產的機床加工零件的表面質量、加工精度和生產效率。因此我們要想提高機床的加工性能，進而提高機床的加工質量、加工精度和生產效率，要想使機床能夠加工出質量更優異的產品，能夠滿足我們日益增長的生產和生活的需要，那么在數控車床加工機床主軸時的工藝流程合理與否直接對所制造的機床的精度質量產生重要的影響，本文對使用數控車床加工中重要的幾個步驟進行了分析總結，并以數控車床加工超精機床的主軸部件為例通過大量的實際加工和研究分析對工藝進行優化，提出了工藝上的缺陷和改進措施，找出其影響加工精度和質量的原因，提高生產效率，為企業創造了經濟效益。 
     機床主軸的性能必須在滿足了加工精度和效率為前提，一些傳統的主軸概念已不能滿足現在機床主軸的需求，它的速度和精度，以及剛度、功率的匹配特性要好，這樣就要考慮質量。而數控車床加工零件時，車削的參數和走刀路徑是設定好之后通過計算機的控制系統來進行車削加工的，所以零件的加工質量和效率重要影響因素的是數控車床的加工工藝流程。隨著數控技術的發展，加工質量在提高，但在數控加工的工藝規范性的指導方面還是很缺乏的，從而產品質量的一致性和穩定性得不到保證,這一因素在一定程度上對數控車床的技術發展存在著制約，下面從數控車床加工的加工方法和工序選擇、線路制定、刀具安裝、等幾個重要步驟對零件的工藝有效改變途徑進行分析： 
    一、對加工零件的工藝性分析要準確 
    1、需要加工零件的工藝性要符合數車加工的特點 
     車床加工零件其圖紙的設計上，在尺寸的標上應該以方便加工為前提，在圖紙上應該直接使用統一的基準并給出坐標尺寸，這樣便于在編程和協調各個尺寸，在保證工藝基準和設計基準，以至于檢測基準和編程原點等方面的一致性提供了方便，這樣設計人員對產品的使用特性上打消了顧慮，在手工編程時要計算基點坐標和計算點，應注意是否充分允許工件輪廓幾何元素的條件，自動編程時要所有幾何元素中定義，工藝性分析要充分考慮各個幾何元素的充分合理的特性。 
    2、需加工的零件工藝性適合數控車床加工的特點 
    首先要注意零件的外形以及內孔需要盡量采用統一的尺寸和幾何類型的刀具，并且盡量減少其更換刀具的次數。加工的零件質量優劣是與其輪廓形狀和圓弧半徑等相關。因此，在開槽內圓角不能過小，因為有可能沒有相應的刀具相匹配，需防止零件結構性不好而產生的邊上應力集中，從而零件的壽命受到影響，為防止工件的重復裝夾從而形成加工的兩個面的尺寸和在輪廓上的位置不對稱，我們在安排工藝上盡量的統一定位基準。可以將相應的基準孔用工藝孔，工件也要有定位基準孔。上面兩種方式都不能實現，統一定位標準也可以考慮用精加工過的表面，兩次裝夾的誤差可以減少。 
      二、采用加工方法和加工工序要適當 
     1、選擇適當的加工方法 
     在加工中適合的加工方法是要保證加工精度和工件的表面粗糙度能夠達到設計的要求和標準為原則的。在選擇加工方法時要考慮零件的形狀、尺寸、熱處理各個技術要求，在能夠達到同一級別的加工方法中選出高效、適合的加工方法。根據生產設備的實際情況，對于一些箱體表面上的孔選擇鉸孔方法，箱體表面上較大的孔一般采用鏜孔，較小的孔一般采用鉸孔的方法，同時我們在加工中也要根據實際情況考慮盡可能的降低生產成本、提高生產效率等因素。 
    2、選擇適當的加工工序 
     在數控車床加工時，就考慮在一次裝夾時能否一次性的完成全部工序或者是大部分工序，工序盡可能的集中，這就需要先來分析圖樣中整個零件的加工中可不可以一次裝夾完成，如果達不到的情況下，要減少裝夾的次數和刀具的更換次數。并且在劃分工步中，加工精度和加工效率兩個方面因素要重點考慮，在同一個工件的加工表面上順序是粗加工、半精加工、精加工，也可所有表面粗加工、精加工分著進行。 
      三、制定優加工路線 
      制定加工路線原則應遵循：減少刀具空程時間并保證加工路線短，并且無效的程序段要減少；保證零件的表面精度和表面粗糙度；為了減少編程的工作量要簡化數值計算；在數控車床中有些點位控制只是對定位的精度要求高些，刀具的走刀路線不是很重要，因此類似這樣的車床是以空行程短為走刀的線路，刀具的在軸的方向上的距離要確定，而這個因素受工件長度行程的影響。 
     四、制定數控車床上刀具的安裝設計與工序卡 
     1、刀具的安裝設計 
       在刀具安裝時我們應該考慮的基本的準則是：盡量來統一工藝并且設置的步驟所要編程的基準; 在裝夾中次數大可能性的少, 在所有加工的表面時爭取能一次裝夾來完成;從而來充分發揮數控車床的效能,達到避免占機人工調整的目的。在數控車床的加工時還需注意，當加工的零件數量不是很多時，在數控加工中對夾具提出了基本要求：一是應該保證坐標方向和夾具的坐標方向彼此間相對的固定；另外也要關注機床的坐標系的尺寸與零件之間的關系。從而來節約生產費用和節省一些生產準備時間。 
       2、關于制定數控車床工序卡 
      數控車床因為價格比較高并且其性能很好，由于數控車床的特性，相適應的工序內容也復雜，因此它能夠完成復雜的工作任務。數控車床編程上改進工步的問題是提高效率的因素，因此考慮好數控加工工序中主要內容中的路線、對刀點、換刀點以及原點、車削參數、編程說明等。 
      3、關于軸類改進后的效果 
      我們在機床主軸數控車削工藝進行了改進試驗，發現車削工藝優化以后，通過對100件成品零件進行了表面粗糙度和尺寸精度進行了各項檢測和分析，得到的結果是所有的尺寸公差都控制在了公差范圍之內，而且產品質量都非常的好；而且其對跳動公差和同軸度公差的檢測中，得到了分別控制在了0.01m m和φ0.005m m的合格范圍內，為后續的工序達到要求，端面及外圓的粗糙都分別達到了圖紙要求；長度尺寸控制在公差范圍內，企業的要求完全能夠滿足，生產效率也得到了大大的提高，由原來的50min一件縮短到現在的35min一件。
     五、結束語 
     綜合以上研究分析的實際情況，在使用數控車床進行機床主軸加工的實踐過程中,要根據生產實際需要來合理安排數控機床的使用，尤其是不可以隨便胡亂使用數控機床，在實際生產中，為了使企業的數控機床的特性得到大極限的發揮，從而使企業的投資成本得到大的回報。多年的實踐中總結出數控加工中的工藝優化都不是理論或者是憑空想象的，要來源于工作實踐中對不足方面的記錄、整理、歸納、分析、總結研究，從而得到優化改進的工藝流程應用到實踐中，從而提高零件的質量和生產效率，企業的經濟效益也大大的提高了。