典型轴类零件的数控编程与加工仿真

    数控加工是制造业实现自动化、柔性化、集成化生产的基础。如何良好地运用数控机床，发挥其高精度、高效率等特点，是现代制造行业从业人员面临的一个大问题。本文以典型轴类零件为研究对象，通过虚拟数控机床为产品设计提供数控加工可制造性的分析；通过数控仿真系统完全模拟真实零件的加工过程，提供与真实机床完全相同的操作面板，其调试、编辑、修改和跟踪执行等功能，检验各种数控指令是否正确，避免数控机床事故的发生，实现高效化和自动化加工。

    图1 零件二维图

    1 零件的数控加工方案分析

    1.1 零件图样分析

    利用AutoCAD 和SolidWorks 绘制零件二维图及三位造型，如图1、2 所示，工件主要由圆弧、圆锥、螺纹、内孔等形状构成，是一个典型的综合型轴类零件。其中多个直径尺寸有较严的尺寸精度和表面粗糙度等要求。零件材料45 钢，无热处理和硬度要求。

    1.2 工艺方案的确定

    加工顺序确定由内到外，由粗到精，在一次装夹中尽可能加工出较多的工件表面。结合本零件的结构，先粗精加工左端内孔及表面，然后粗精加工右端面各表面及螺纹。由于该零件为单件小批量生产，走刀路线设计不必考虑最短进给路线或最短空行程路线，外轮廓表面车削路线可沿零件轮廓顺序进行。

    图2 零件三维造型图

    具体工艺过程如下：

    （1）手工钻孔φ26mm 底孔，预留切除内孔余量；

    （2）粗车左端端面和外圆，留精加工余量0.3mm；

    （3）粗镗内孔，留精加工余量0.2 ～ 0.5mm ；

    （4）精镗内孔，到达图纸各项要求；

    （5）精车左端各表面，达到图样要求，重点保证φ48mm外圆尺寸；

    （6）调头装夹，左右端面同轴度找正夹紧；

    （7）粗车右端面锥度和圆弧表面，留精加工余量0.3mm ；

    （8）精车右端面锥度和圆弧表面，螺纹大径车至φ26.8mm，其余加工达到图样尺寸和形位公差要求；

    （9）车螺纹退刀槽并完成槽口倒角；

    （10）螺纹粗、精加工达到图样要求；

    （11）去毛刺，检测工件各项尺寸要求。

    1.3 零件装夹方案的确定

    零件的左右两端面均为多个尺寸的设计基准，为了使工序基准与定位基准重合，减少本工序的定位误差，应用三爪卡盘夹持，这样做装夹方便，自定心好，精度高，适用于车削短小工件。此工件不能一次装夹完成加工，必须分两次装夹。该工件右端外表面有螺纹，不适于作装夹表面，外圆锥面也不适于作装夹表面。所以，第一次装夹零件图样的右端，加工左端；第二次装夹零件图样的左端，加工右端。夹装方案及坐标系如3、4 图。