CN112317883A - 一种用于机器零部件的高精度加工方法 - Google Patents

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彭思明
陈根
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Abstract

本发明涉及一种用于机器零部件的高精度加工方法，包括以下步骤：将机器零部件在CNC加工中心内通过工装夹具进行固定，设置加工坐标系，切换到硬质合金平面刀头，开启加工按钮，使硬质合金平面刀头到达机器零部件外表面的加工原点，而后按圆弧状轨迹做圆周运动对机器零部件进行间断性加工，加工过程中以外扩式的方式对机器零部件进行间断性加工，直到机器零部件的外表平面全部加工完成。这种加工方式类似于一次次的刮切机器零部件的加工平面，使其加工具有高精度效果，加工表面的粗糙度低，达到精度要求在0.8及以下的机器零部件的加工要求，满足对精度要求高的机器零部件进行加工的需要。

Description

一种用于机器零部件的高精度加工方法
技术领域
本发明涉及机械加工技术领域，尤其涉及一种用于机器零部件的高精度加工方法。
背景技术
在机器零部件中，有些零部件所使用的环境特殊，加工精度要求高，比如曲轴。曲轴是发动机中最重要的部件，它承受连杆传来的力，并将其转变为转矩通过曲轴输出并驱动发动机上其他附件工作。曲轴受到旋转质量的离心力、周期变化的气体惯性力和往复惯性力的共同作用，使曲轴承受弯曲扭转载荷的作用。曲轴一般由主轴颈、连杆轴颈、曲柄、平衡块、前端和后端等组成。
对于机器零部件外表面的加工精度要求高，其精度要求在0.8及以下的，在对机器零部件行加工时，现有的加工设备只能加工至精度0.8-1.6之间，无法满足对精度要求高的机器零部件进行加工的需要。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用于机器零部件的高精度加工方法，以解决上述背景技术中遇到的问题。
为实现上述目的，本发明的技术方案如下：
一种用于机器零部件的高精度加工方法，包括以下步骤：
S1、将机器零部件在CNC加工中心内通过工装夹具进行固定；
S2、设置加工坐标系，确定机器零部件外表面的加工原点；
S3、切换到硬质合金平面刀头，并设置加工进给速度以及主轴转速，准备对器零部件加工；
S4、开启加工按钮，使硬质合金平面刀头到达机器零部件外表面的加工原点，而后按圆弧状轨迹做圆周运动对机器零部件进行间断性加工；
S5、硬质合金平面刀头在加工过程中以外扩式的方式对机器零部件进行间断性加工，直到机器零部件的外表平面全部加工完成；
S6、硬质合金平面刀头沿机器零部件的加工平面返回至加工原点附近，而后缓慢升起，完成本次加工过程。
上述方案中，在步骤S4中，所述硬质合金平面刀头在到达机器零部件外表面的加工原点后，以逆时针旋转方式按圆弧状轨迹做圆周运动对机器零部件进行加工。
进一步的，所述硬质合金平面刀头按半圆弧状轨迹对机器零部件进行间断性加工。
上述方案中，在步骤S5中，所述硬质合金平面刀头在加工过程中每加工一圈，其加工轨迹向外扩大3～10毫米。
进一步的，所述硬质合金平面刀头在加工过程中每加工一圈，其加工轨迹向外扩大5毫米。
上述方案中，在步骤S6中，所述硬质合金平面刀头沿机器零部件的加工平面返回至加工原点附近的距离为0-10毫米。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：通过使硬质合金平面刀头按圆弧状轨迹做圆周运动对机器零部件进行间断性加工，并且在加工过程中以外扩式的方式对机器零部件进行间断性加工，直到机器零部件的外表平面全部加工完成。这种加工方式类似于一次次的刮切机器零部件的加工平面，使其加工具有高精度效果，加工表面的粗糙度低，达到精度要求在0.8及以下的机器零部件的加工要求，满足对精度要求高的机器零部件进行加工的需要。
附图说明
参照附图来说明本发明的公开内容。应当了解，附图仅仅用于说明目的，而并非意在对本发明的保护范围构成限制。在附图中，相同的附图标记用于指代相同的部件。其中：
图1为本发明在实施时的加工轨迹示意图；
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示本发明有关的构成。
根据本发明的技术方案，在不变更本发明实质精神下，本领域的一般技术人员可以提出可相互替换的多种结构方式以及实现方式。因此，以下具体实施方式以及附图仅是对本发明的技术方案的示例性说明，而不应当视为本发明的全部或者视为对本发明技术方案的限定或限制。
下面结合附图和实施例对本发明的技术方案做进一步的详细说明。
如图1所示，一种用于机器零部件的高精度加工方法，包括以下步骤：
S1、将机器零部件在CNC加工中心内通过工装夹具进行固定。根据机器零部件的外形结构特征，选择现有的合适的自动工装夹具或者气动工装夹具以及液压工装夹具。
S2、设置加工坐标系，确定机器零部件外表面的加工原点。一般以待加工的机器零部件的圆心点或者靠近中间的位置进行加工，对于曲轴中的曲柄可以采用在曲柄加工平面的一侧选择合适的坐标原点对其进行精加工。
S3、切换到硬质合金平面刀头，并设置加工进给速度以及主轴转速，准备对器零部件加工。可选用型号为YG3X 132092的硬质合金平面刀头，适于铸铁、有色金属及合金淬火钢合金钢小切削断面高速精加工，选用型号为YG6A 1370的硬质合金平面刀头，适于硬铸铁，有色金属及其合金的半精加工，亦适于高锰钢、淬火钢、合金钢的半精加工及精加工。硬质合金平面刀头的加工参数为：Vc＝70m/min；吃刀量＝3mm；进给量f＝0.3mm/r。
S4、开启加工按钮，使硬质合金平面刀头到达机器零部件外表面的加工原点，而后按圆弧状轨迹做圆周运动对机器零部件进行间断性加工。值得注意的是，硬质合金平面刀头在到达机器零部件外表面的加工原点后，以逆时针旋转方式按圆弧状轨迹做圆周运动对机器零部件进行加工。作为一种优选的方案，硬质合金平面刀头按半圆弧状轨迹对机器零部件进行间断性加工，即每加工至一个半圆弧状轨，停顿一次，而后再加工另一个半圆弧状轨，类似于一次次的刮切机器零部件的加工平面。
S5、硬质合金平面刀头在加工过程中以外扩式的方式对机器零部件进行间断性加工，直到机器零部件的外表平面全部加工完成。值得注意的是，硬质合金平面刀头在加工过程中每加工一圈，其加工轨迹向外扩大3～10毫米。作为一种优选的方案，每次加工一圈，其加工轨迹向外扩大5毫米的距离。
S6、硬质合金平面刀头沿机器零部件的加工平面返回至加工原点附近，而后缓慢升起，完成本次加工过程。硬质合金平面刀头沿机器零部件的加工平面返回至加工原点附近的距离为0-10毫米，可以按原来进刀的轨迹升起刀头，也可以在加工原点附近升起刀头。
在实施时本加工轨迹的的数控加工命令如下所示：
Z5.
G1Z0.F500M8
G1X40.
G1X53.F140
G3X-53.R53.
X61.R57.
X-61.R61.
X69.R65.
X-69.R69.
X77.R73.
X-77.R77.
X0.Y-77.R77.
X20.Y-10.R60.
G0G90Z200.M9
G91G28Z0M5
G91G30X0Y0
G91Z-100.
本发明通过使硬质合金平面刀头按圆弧状轨迹做圆周运动对机器零部件进行间断性加工，并且在加工过程中以外扩式的方式对机器零部件进行间断性加工，直到机器零部件的外表平面全部加工完成。这种加工方式类似于一次次的刮切机器零部件的加工平面，使其加工具有高精度效果，加工表面的粗糙度低，达到精度要求在0.8及以下的机器零部件的加工要求，满足对精度要求高的机器零部件进行加工的需要。
以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明,所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式，并不用于限定本发明保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种用于机器零部件的高精度加工方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、将机器零部件在CNC加工中心内通过工装夹具进行固定；
S2、设置加工坐标系，确定机器零部件外表面的加工原点；
S3、切换到硬质合金平面刀头，并设置加工进给速度以及主轴转速，准备对器零部件加工；
S4、开启加工按钮，使硬质合金平面刀头到达机器零部件外表面的加工原点，而后按圆弧状轨迹做圆周运动对机器零部件进行间断性加工；
S5、硬质合金平面刀头在加工过程中以外扩式的方式对机器零部件进行间断性加工，直到机器零部件的外表平面全部加工完成；
S6、硬质合金平面刀头沿机器零部件的加工平面返回至加工原点附近，而后缓慢升起，完成本次加工过程。
2.根据权利要求1所述的一种用于机器零部件的高精度加工方法，其特征在于：在步骤S4中，所述硬质合金平面刀头在到达机器零部件外表面的加工原点后，以逆时针旋转方式按圆弧状轨迹做圆周运动对机器零部件进行加工。
3.根据权利要求2所述的一种用于机器零部件的高精度加工方法，其特征在于：所述硬质合金平面刀头按半圆弧状轨迹对机器零部件进行间断性加工。
4.根据权利要求1所述的一种用于机器零部件的高精度加工方法，其特征在于：在步骤S5中，所述硬质合金平面刀头在加工过程中每加工一圈，其加工轨迹向外扩大3～10毫米。
5.根据权利要求4所述的一种用于机器零部件的高精度加工方法，其特征在于：所述硬质合金平面刀头在加工过程中每加工一圈，其加工轨迹向外扩大5毫米。
6.根据权利要求1所述的一种用于机器零部件的高精度加工方法，其特征在于：在步骤S6中，所述硬质合金平面刀头沿机器零部件的加工平面返回至加工原点附近的距离为0-10毫米。
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