复杂螺纹轴类零件的加工工艺分析
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摘要：轴类零件是机械加工中经常遇到的典型零件之一，它主要用来支承传动零部件，传递扭矩和承受载荷。一般由外圆柱面、断面、台阶、倒角、沟槽、螺纹和中心孔等要素构成。文章通过复杂轴类零件的加工工艺分析，巧用了辅助顶尖完成对该类零件的加工。
关键词：工艺；加工方案；装夹方案
当今数控机床正朝着以下几个方向发展：高精度化、智能化、柔性化、集成化、复合化。轴作为机械加工中常见的典型零件之一，在机械中主要用于支承齿轮、带轮、凸轮以及连杆等传动件，以传递扭矩。轴按结构形式不同，可以分为阶梯轴、锥度心轴、光轴、空心轴、曲轴、凸轮轴、偏心轴、各种丝杠等。其中阶梯传动轴应用较广，其加工工艺能较全面地反映轴类零件的加工规律和共性。而轴类零件的精度要求较高，所以在车削时除了要保证尺寸精度和表面粗糙度外，还应保证其形状和位置精度的要求。文章在对复杂轴类零件进行分析的基础上，积极探讨加工工艺过程，从而进一步提高企业的生产效率和利益。
工艺分析
1.零件1的主要加工部分包括四段圆柱外径、一段圆锥外径、两段相切的外圆弧、一段椭圆外轮廓、一个外切槽、两个圆柱内径、一个公制内螺纹以及端面。外轮廓应通过粗、精车和切槽来完成，内轮廓应通过钻孔、粗镗、精镗和车螺纹来完成。
2.零件2主要加工部分包括圆柱外径、一段圆弧、螺纹端面以及一段圆锥内径和圆柱内径，外轮廓通过粗、精车来完成，内螺纹通过钻孔、粗镗、精镗来完成。
3.对零件1和零件2的圆柱面配合，有轮廓光滑过渡和较高的跳动误差要求。
制定加工工艺方案
1.为了便于后工序找正，工序一和工序二应选择适当位置车出一道工艺槽，由于零件一的工艺槽的侧面和底面对刀时都要用，所以将零件1的槽底面车圆，而零件2的工艺槽底面可以不用。
2.为保证外轮廓的尺寸精度和表面粗糙度要求，把两件装配在一起车曲线外轮廓时应分别使用粗精刀片来进行粗精加工。
3.首先确定加工工序与部位，此方案是两个零件先各加工两道工序，然后再装配在一起，利用自制的辅助顶尖，加工共同的第五道工序。工艺流程见表：
确定装夹方案
零件上比较精密的表面加工，常常是通过粗加工、半精加工、精加工逐步达到的。对这些表面仅仅根据质量要求选择相应的最终加工方法是不够的，还应正确的确定毛坯到最终成型的加工方案。
1.工序一 零件1左端装夹要领
将工件装夹紧固，先用T01刀具手动车端面1.5mm，把对出的值分别输入的对应刀具补偿相应位置。把1号刀的刀尖R0.4和刀具位置码3输入到刀补界面内，把1号刀刀补值改成0.1。执行程序至结束，停车后测量，如果大了，再运行精加工修车，再测量，直至尺寸合格后再卸工件。
2.工序二 零件2左端装夹要领
将工件装夹紧固，对出T01和T02刀的X和Z值，并将这两个值分别输入相应的刀具补偿位置。使用手动方式完成麻花钻钻孔，之后运行程序。注意内孔镗刀是否能车削外端面，在车完外、内径，运行停止时，复位、退刀，测量外内径，如外径大，内径小，再运行修车。如果第一遍运行时内径刀未车到端面，在修车之前应修改内径刀和Z向刀补值，直到车到端面为止。修车到外内经合格为止。
3.工序三 零件2右端装夹要领
采用中等偏上的夹紧力，T01和T02的X向都可延用之前的对刀值。对出的T01、T02刀的Z向值，并将这两个值分别输入相应的刀具补偿位置。运行程序，在车完内径、端面和内倒角后停止时，复位、退刀、检测这几个尺寸。如不合适就修车，直到内、外径合格为止。
4.工序四 零件1右端装夹要领
应将工件装夹紧固，将T01、T02、T03对刀，其中T01、T02刀只要对Z向即可，X向延用上工序留下的值。把对出的值分别输入刀具补偿的相应位置。把3号刀的刀尖R0.4mm和位置码8输入刀补页面内，把T02、T03刀刀X向刀补值修改成-0.2。使用手动操作，用直径23麻花钻钻孔，注意观察内径刀是否能车到外端面，在车完外、内径停止时，复位、退刀、检测这几个尺寸。如不合适就修车，直到内、外径合格为止。将程序转到螺纹加工程序，切螺纹，运行结束后用塞规进行综合检测，如果塞规进不去就修车，直至检验合格为止。
5. 工序五 零件1和零件2配合加工要领
利用自制的辅助顶尖，用中等夹紧力装夹工件，对应刀具号输入相应补偿值。运行一遍程序测量尺寸，如外径大了就进行修车，直到尺寸合格为止。
结论
随着数控机床在生产实际中的广泛应用， 数控编程已经成为数控加工中的关键问题之一。但在数控程序的编制之前， 要在人机交互状态下确定工艺路线，即时选择刀具和确定切削用量。 因此，编程人员必须熟悉机械零件工艺，尤其是对复杂螺纹轴类零件加工工艺的分析，从而确定轴类零件的加工方法，充分发挥数控机床的优点， 简化工艺和编程来提高企业的经济效益和生产水平。