王洪益 赵凤 宫涛

摘要：随着我国数控机床的快速发展，零件加工能力已大大提升。作为零件加工的主要生产技术，数控机床在提升了零件加工的效率与精准度同时，也对不规则零件拥有一定加工能力。而不规则零件的数控机床加工，需要拥有相关配套的加工工艺，工艺中应涉及一定内容，如加工刀具、切削量的选择。本文通过对不规则零件的数控机床加工工艺探讨，说明了加工刀的选用、切削用量的选择及夹具设计，对基准的确定、工件装夹找正进行明确，最后探讨加工轮架的注意事项。

关键词：不规则零件;数控机床;加工工艺

中图分类号：TG659                                   文献标识码：A                                文章编号：1674-957X（2021）16-0107-02

0  引言

相比于传统的零件加工工艺，利用数控机床可保证零件的精准度，提升零件加工效益，可进行批量制作，有较好的发展潜力。零件的机械加工过程一般分为两步：一位零件生产过程、二为零件加工过程[1]。其主要目的为将机械材料或半成品加工成标准机械，满足加工要求[2]。在整个生产加工过程中，其流程较为复杂，如需要对原材料进行运输及存储等。因零件加工的过程中所涉环节较多，且零件用途较为广泛，因此零件成品的要求也有差别。通过不同的程序设定完成第一步生产过程，再用机械加工工艺、更改半成品零件的尺寸与形状。随着社会的发展与市场需求，零件加工的精密度越来越严格，数控机床技术也逐渐精密，越来越多的不规则零件通过数控机床技术加工出来。为了满足社会需求，相关企业应提升不规则零件的数控机床加工工艺，提升加工效率及质量，推动零件加工发展，提升经济收益。

1  加工刀的选用

在不规则零件的加工过程中，要选择合适的加工刀具，保证零件在加工时尺寸准确，且在整个过程中，因涉及各种道具切割各种材料，所以加工零件任何位置都需加工刀具在“断续”的工作状态下。对于刀具的选用，规格与类型是必要的，应根据零件材料进行选择，刀具需达到一定钢度值，才可保证完整、利落的对零件进行切割。

此外，在加工过程中，刀具会磨损，若不及时更换或修理，会影响整个零件的加工质量，因此，要时刻观察刀具情况，避免刀具过度使用，观察刀具是否磨损的方法共有三种：一为直接观察刀具，能用肉眼看到磨损痕迹较严重需更换刀具;二为观察加工零件表面及加工时产生的碎屑，若碎屑的形状、颜色改变，说明刀具已磨损;三为停刀具在加工时发出的声音，若刀具力度增大，发出刺耳的噪音，说明刀具损坏。

2  切削用量的选择

选择好合适刀具，需要确定切削用量，零件的切削深度与零件生产率有不可分割的联系，做好切削工作，可提升数控机床的工作效率。在实际加工中，一般会将切削工具与机床工作速度、材料数量相互结合，在选择切削用量时，需注意车床强度、深度与动力在合理范围内。在数控机床切削加工中，一般用Q代表单位时间内金属切除量的生产率，其主要公式为：Q≈vcfap[3]

此公式中，Vc为切削速度，f为进给量，ap为切削深度，可以看出，Q与三者呈正比例关系，无论哪一项升高，都可提升零件加工的生产效率，将三种要素完美联系，可延长车刀寿命[4]。

在切削工作中，技术人员应不断检查数控机床的承受能力，保证切削工作的顺利进行，保证零件加工有效率。在进行不规则零件的切削时，要格外注意切削深度，每次切削时，保证在2mm的深度，先对零件进行粗略加工，再进行精细加工，这种切削技术不仅提高零件加工的工作效率，还能节约资源、提高成品率。在选择好切削用量的同时，选好合适的进给量也同样重要（如表1），如：精车进给量一般为0.05-0.2mm之间，粗车可稍微扩大此区间，此外，应选好车削速度，考虑深度与进给量与刀具磨损情况，保证车削效率。

3  夹具设计

选择好刀具与切削用量，需相关人员进行夹具设计。常规数控机床一般带有自定心卡盘装夹，但这种夹具只针对规则零件使用，若生产不规则零件，需对夹具进行设计，制成辅助装夹生产。在设计过程中，设计人员需根据不规则的零件材质、尺寸、形状、用途等多项特点设计，首先，对夹具行基准定位，并确定孔轴与主线轴之间的关系，确保二者垂直度为0.1之间，便可将夹具与工件通过螺丝固定，减少夹具误差，保证毛坯位置准确;其次，注意毛坯轴线与夹具中心位置，确保两者相互垂直，另外，通过数控机床对不规则零件进行制造，在旋转过程中不需进行传统的打百分表，只需在夹具中做一个4mm深的槽，用来辅助弹簧与定位板即可，可實现毛坯轴线与夹具中心位置的垂直关系，提升加工效率并可批量生产;最后，在夹具的设计中，确保其可用于多种不规则零件的加工，设计人员可在定位板上设计一个斜坡角，增加定位板的活动空间，便可满足其他不规则零件的夹具制作，再通过螺丝配合完成其旋转加工。

4  基准的确定

不规则零件在加工时，需基准自身尺寸及表面粗糙度，保证这些数据在合理范围内，进而保证质量[5]。加工过程中，应保证不规则零件的三个转轮与三叉轴相吻合才可进行加工，为提升精准度，应保证夹具位置，明确基准定位，即可提升效率，提高精准度。

5  工件装夹找正

此为制作夹具最后的步骤，也是使用夹具前的最后一个步骤，工件装夹找正可提升不规则零件的精密度，使零件的精密误差在标准范围内[6]。首先，在自定心卡盘上安装夹具并固定好，使回转轴线控制合理，找好车床主轴轴线的平行度，将误差降低;其次，将毛坯安装带夹具上，用百分表找好平行度;最后，调整位置，平衡螺钉压力，找到最佳位置，精确精度，可保证不规则零件的生产质量。

6  加工轮架的注意事项

待夹具做好，刀具、切削用量选好之后，即可对不规则零件进行机床数控加工，在加工过程中，应注意轮架切削状态时的注意事项，因轮架在切削时，由于不规则零件旋转较快，因此产生的离心率较大，需要操作人员随时对不规则零件的加工情况进行勘察，尤其在加工设备的休息期间，操作人员应对不规则零件的尺寸及夹具的精密度情况进行检查，如：在进行粗工后，检查螺钉松紧度，为精细加工的精密度提供保障，此外，在对不规则零件的各个部位进行精密加工时，都要注意转轮搭配，避免轉轮的深度及尺寸出现误差引起不规则零件的精密度增大，在不规则零件的每一面加工完成时，都须将此面的毛刺剔除。

7  总结

随着社会发展，我国经济、科技也在不断进步，数控机床技术也有了质的飞跃，在工业制造及零件加工中，数控机床是不可缺少的生产技术[7]。相对于传统加工技术，数控机床对不规则零件的加工具有一定优越性，可提高不规则零件的精准度，缩短加工时间，并可进行批量生产，具有一定的高效性，需要注意的是，在使用数据机床对不规则零件进行加工时，要保证工刀的选用及切削用量，对夹具的设计与基准的确定也有严格要求，保证工件装夹找正明确，注意加工轮架的一般事项，才可顺利、准确的对不规则零件进行加工，制成高质量零件。本文对不规则零件的数控机床加工工艺进行探讨分析，为我国零件加工工艺提供技能，有益于社会发展。

参考文献：

[1]李孝元，郭亮，刘丽明.基于信息化资源的数控加工技术在机械设计制造中的应用——评《数控加工技术与实践》[J].机械设计，2020，373（11）：160.

[2]Mercy T， Jacquod N， Herzog R， et al.Spline-Based Trajectory Generation for CNC Machines[J]. IEEE Transactions on Industrial Electronics， 2019， 66（8）：6098-6107.

[3]王辉.广数系统GSK980TDc数控车床常用刀具的试切对刀方法研究[J].河南科技，2020（7）：54-56.

[4]汪鹏，王婕.基于精益6σ的航空高强钢零件大尺寸面轮廓度数控加工参数优化[J].航空发动机，2020，201（1）：90-94.

[5]Park C，Bae S.A Study on the Predictive Maintenance of 5 Axis CNC Machine Tools for Cutting of Large Aircraft Parts[J].Journal of Society of Korea Industrial and Systems Engineering，2020，43（4）：161-167.

[6]李华芳，杨延波.基于VERICUT软件构建四轴数控加工中心的研究与实践[J].系统仿真技术，2019，15（2）：148-151.

[7]高骏，杜柳青.基于VERICUT的虚拟龙门加工中心建模和仿真关键技术研究[J].组合机床与自动化加工技术，2020（5）：121-123，128.