阀芯内螺纹轴数控车削加工_数控螺纹轴的车削
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阀芯内螺纹轴数控车削加工
摘要：文章介绍了“液压阀芯”组件中核心零件“阀芯内螺纹轴”的数控车削加工工艺分析与加工路线设计，刀具选择、数控车削程序编制。实际加工及零件检测结果证明，工艺路线方案切实可行，加工程序运行正确，零件质量得到保证。
关键词：阀芯内螺纹轴 数控车削加工 工艺 编程
中图分类号：TG519 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2014）04-0001-02工艺分析与工艺设计
1.1 零件图分析
阀芯内螺纹轴为典型的带有内螺纹孔及外成型面的轴类零件，结构形状较复杂、精度要求高，适合在数控车床上加工。
零件加工的难点在于槽底尺寸为Φ24±0.05的凹槽型面及两侧，以及M27Χ1.5-6G内螺纹的加工。轮廓表面要通过粗车和精车，逐步达到精度要求。特别是凹槽两侧30°斜面、R3及R7圆弧的加工，要注意刀具与工件间的干涉，选择副偏角大的尖形外圆车刀分层车削，从左右两个方向或者需要调头装夹加工，才能逐步达到要求。所以加工过程中零件需要调头安装，或者一次装夹但要分别使用左、右偏刀加工凹槽左侧及右侧形面。
1.2 零件装夹定位分析
第一种方案：用三爪自定心卡盘辅以顶尖，两次装夹。
为避免使用右偏车刀的不便，采用分两次装夹，先夹住零件毛坯左端外圆，依次粗车右端Φ44-0.025圆柱表面至Φ44.5*55及外凹形槽槽底Φ24及两侧面去除余量（留精车余量0.5-1mm）；钻孔Φ20，内孔车刀镗底孔及内切槽刀加工4*Φ32螺纹退刀槽，螺纹车刀车内螺纹M24Χ1.5-6G，再用35°V 型刀片车刀加工Φ24±0.05及左侧的R3和30°锥面（见图2所示）；切断零件后调头包铜皮夹住Φ44-0.025外圆表面找正后夹紧（采用一夹一顶），依次车削出左端倒角、Φ48-0.03外圆，以及中间Φ24±0.05mm凹槽右半部分及R3圆角、R7凸圆弧面、Φ44-0.025圆柱表面。
第二种方案：用三爪自定心卡盘辅以顶尖，一次装夹。
该方案和方案一不同之处是对于零件中间凹槽的加工，分别使用左、右偏刀在同一次安装中先后加工出凹槽的槽底及左侧（R3圆弧、30°斜面）、槽底及凹槽的右侧（R3、R7圆弧）。
另外，也可采用先以切槽刀切除凹槽大部分的余量，但要在槽底及左右两侧留精加工的余量；再用左（右）偏尖形车刀加工出凹槽最终形状及尺寸。其特点是用外圆切槽复合循环（G75）指令编程，加工效率较高。
1.3 工艺路线设计
方案一：
（1）如图1示，夹工件毛坯左端外圆；1）用内孔车刀加工出M27x1.5-6G内螺纹底孔，包括孔口倒角C2；换内切槽刀切螺纹退刀槽4xΦ32；粗、精车内螺纹直至与阀芯螺纹轴良好旋合；2）右端用顶尖定位，用35°尖形车刀加工出凹槽底部及左侧，包括Φ25.5、R3圆角及30°角度斜面；注：凹槽中间可以先用切槽刀加工出宽
18、深10的槽，见方案三。3）换93°外圆车刀加工右端Φ44外圆表面；4）切断，留1mm余量（长度71mm）；
（2）如图3示，零件调头，夹零件右端（Φ44x30），1）以35°尖头车刀车出凹槽底部及右侧，包括Φ24±0.05、R3及R7圆弧；2）用93°外圆车刀加工右端面保证总长，倒角C2及Φ44外圆表面。
方案二：
如图3示采用“一夹一顶”安装。
（1）用35°左偏尖形车刀加工出凹槽槽底及左侧；
（2）换35°右偏尖形车刀，加工出凹槽槽底及右侧；
（3）移出顶尖，垫铜皮夹Φ44外圆表面，分别加工出内螺纹底孔、螺纹退刀槽、M27x1.5螺纹；
（4）用93°外圆车刀车两端Φ44外圆表面；
（5）加工左端C2倒角，切断；
（6）零件调头，车断面，保证总长。
方案三：
同方案一和方案二不同之处是对于零件中间凹槽的加工，方案三采用先以切槽刀切除凹槽大部分的余量，再用左（右）偏尖形车刀加工出凹槽最终形状及尺寸。其特点是用外圆切槽复合循环（G75）指令编程，加工效率较高。加工程序的编制
分两次安装的加工程序如下；
O0001；外轮廓左侧（凹槽底Φ24及R3圆弧、30°表面）
N10 M03 S300；
N20 T0202；
选93°V形刀片车刀（副偏角52°，避免干涉）
N30 G00 G42 X48 Z-34 M08； 为避免车刀副切削刃与零件凹槽干涉，下刀点定在槽中间；建立刀尖半径补偿
N40 G73 U10.5 W1.0 R21；因外圆车刀主、副切削刃均受力，固每次切深较小
N50 G73 P05 Q09 U0.5 W0 F120；粗车
N60 G01 X44 Z-36 F60；35°V型刀片加工凹槽部分
N70 G01 X24.0 Z-36 ；
N80 Z-47.49；
N90 G02 X27 Z-50.09 R3；
N100 G01 X44.0 Z-55；
N110 M03 S600；
N120 G70 P05 Q09；精车
N130 G00 G40 X50.0 M09；取消刀尖半径补偿
N140 G00 Z50.0；
N150 M05；
N160 M30；
O0002；外轮廓右侧（凹槽底Φ24及R5、R7圆弧面）
N10 M03 S400；
N20 T0202；
N30 G00 G42 X46.0 Z-25 M08；为避免车刀副切削刃与零件凹槽干涉，下刀点定在槽中间；建立刀尖半径补偿
N40 G73 U10.0 W1.0 R20；车刀横向切削时副切削刃受力，分20次进刀
N50 G73 P05 Q09 U0.5 W0.0 F120；
N60 G01 X24.0 Z-30 F60；
N70 Z-37.0；
N80 G02 X30.0 Z-40 R3；
N90 G03 X44 Z-47 R7；
N100 G01 Z-48；
N110 M03 S600
N120 G70 P05 Q09；精车
N130 G00 G40 X50 M09；取消刀尖半径补偿
N140 G00 Z50；
N150 M05；
N160 M30；
O0003；车内螺纹
N10 M03 S400；
N20 G00 X25 Z2.0；
N30 G92 X25 Z-16 F1.5；
N40 X25.5；
N50 X26.1；
N60 X26.5；
N70 X26.8；
N80 X27；
N90 X27.05；
N100 X27.075；
N110 G00 Z50；
N120 M05；
N130 M30；
车右端外圆表面及车左端面（切断后），螺纹底孔及孔口倒角，倒角C2和外圆的程序省略。
O0004； 以切槽刀切除凹槽大部分的余量
N10 M03 S400；
N20 G00 X46 Z-40 M08；
N30 G75 R1；切槽时径向退刀量1mm
N40 G75 X34 Z-45 P2000 Q3800 F0.1；最大切深点X34 Z-45，切槽过程中径向退刀量为2000μmm（0.2mm），沿径向切完一个刀宽后退出，在Z方向的移动量为3800μmm（0.38mm）
N50 G00 Z-40；
N60 G01 X34 F40；
N70 Z-45；
N80 G00 X50 Z50 M09；
N90 M05；
N100 M30；
N170 M05 M08；
N180 M30；
一次安装的外轮廓加工程序（其它表面加工程序相同）如下：
O0010；左偏刀车削外轮廓
N10 M03 S400；
N20 T0202；
N30 G00 G42 X48 Z-34；
N40 G73 U10.5 W1.0 R21；
N50 G73 P05 Q09 U0.5 W0 F120；
N60 G01 X44 Z-36 F60；
N70 X24.0 Z-36；
N80 Z-47.49；
N90G02 X27 Z-50.09 R3；
N100 G01 X44.0 Z-55；
N110 M03 S600；
N120 G70 P05 Q09；
N130 G00 G40 X50.0；
N140 G00 Z50.0；
N150 M05；
N160 M30；
O0020； 右偏刀车削
N10 M03 S400；
N20 T0707；
N30 G00 X46.0 Z-57.89；
N40 G73 U10.0 W1.0 R20；
N50 G73 P05 Q09 U0.5 W0.0 F120；
N60 G01 X24.0 Z-57.89 F60；
N70 Z-67.0；
N80 G02 X30.0 Z-70.0 R3；
N90 G03 X44 Z-77 R7；
N100 G01 Z-80.0；
N110 M03 S600；
N120 G70 P05 Q09；
N130 G00 G40 X50；
N140 G00 Z50；
N150 M05；
N160 M30；
车螺纹底孔及孔口倒角、车内螺纹、车右端外圆表面，以及零件调头用93°外圆车刀加工右端面保证总长，倒角C2及Φ44外圆表面的程序，同前面“分两次安装”。
参考文献
[1]周晓宏，姚益民.数控车削加工（高级）[M].北京：机械工业出版社，2012.
