一种正反多向车削加工方法技术

本发明专利技术提供一种正反多向车削加工方法，包括以下几个方面；参考图1，加工轴端面11时，刀具在X轴的正向走刀12可以切除材料，反向走刀13也可以切除材料。加工轴外圆14时，在Z轴的正向走刀15可以切除材料，反向走刀16也可以切除材料。加工轴的斜面时，在斜面“下到上”18和“上到下”19的两个方向都可以切除材料。加工轴组合面时，刀具可以根据编程实现多个方向的组合车削，包括X轴的正向，X轴的反向，Z轴的正向，Z轴的反向，斜面的“下到上”和“上到下”的方向。本发明专利技术的加工方法操作简单，能够解决传统车削加工时由于刀具空载导致的能耗和时间浪费问题，提高生产效率，降低生产成本。降低生产成本。降低生产成本。

【技术实现步骤摘要】
一种正反多向车削加工方法


[0001]本专利技术涉及机械制造领域，特别是涉及机床正反多向车削加工方法。

技术介绍

[0002]轴是机械制造业中常见的加工零件，在许多设备和机器中都有各种轴类零件，如芯轴、电动机转子轴、变速箱传动轴、拉杆、螺栓、销钉等。而大部分的轴类加工都需要经过车削加工这一环节，车床在我国机床设备中占比达到了近60％，因此车削加工在机械制造业中相当常见。然而，当前的车削加工能源利用率低，根据调查统计，有近70％的电能在加工过程中被浪费掉，大量的电能消耗严重阻碍了资源的可持续发展，因此提高车削加工过程的能源使用效率十分必要。近年来研究人员针对车床进行了大量研究，专利技术专利(201780073209.2)“车床以及用于车削工件的方法”提供了一种具有第一主轴和第二主轴的CNC车床，能够实现特别高效地加工工件或半成品。专利技术专利(201910747922.1)“车削加工方法及使用该方法的机床”提供了一种能够容易地抑制车削加工时颤振的发生，并且生产效率高。但是，当前的车削加工大多采用单向车削，单向车削在刀具回程的过程中，刀具是空载的，即没有去处金属材料，但是此时车床也在消耗能源，同时也在消耗加工时间，因此这部分的能源也被浪费掉了，降低了能源的使用效率。
[0003]此外，使用传统的车削方式加工台阶面时，容易引起切屑拥挤，造成“挤屑”现象，该现象会造成台阶面的刮伤，降低表面质量，也会引起刀具的温度升高，加剧刀具磨损，因此应当避免车削加工过程中的“挤屑”现象。

技术实现思路

[0004]为了克服上述现有技术的不足，本专利技术提供了一种易于操作，能够提高能源使用效率，降低生产成本，同时可以保证零件加工质量和精度的轴类零件正反多向加工方法。
[0005]本专利技术的正反多向车削加工方法，包括以下几个方面：在加工轴的端面时，刀具在X轴方向进行正向加工完成后，在Z轴正向进行进给，然后进行X轴的反向加工。在加工轴的外圆时，刀具在Z轴方向进行正向加工完成后，在X轴正向进行进给，然后进行Z轴的反向加工。在进行轴的斜面加工时，刀具在“下到上”的方向进行正向车削结束后，在X轴正向进行进给，然后进行“上到下”的反向车削。在加工轴的组合面时，刀具可以根据编程的路径规划，实现多个方向的切削组合，包括X轴的正向和反向，Z轴的正向和反向，以及斜面的“下到上”以及“上到下”方向。
[0006]针对刀具空载能耗浪费的问题，提出了新的车削方法，即正反多向车削方法，该方法的意义在于，它可以在正向走刀过程切除材料，在反向回程时也可以切除材料，因此消除了传统单向车削中刀具空载回程的能源和时间浪费。该方法将能够提高车削加工的能源使用效率，缩短加工时长，降低生产成本。
[0007]针对传统车削加工过程存在的切屑缠绕和“挤屑”问题，引入了反向切削，反向加工过程中能够将累积的切屑有效的切断，避免了切屑长时间的堆积，提升加工过程的平稳性，在加工台阶面时采用反向车削可以改变切屑流向，扩大排屑空间，避免了“挤屑”现象。
附图说明
[0008]图1为本专利技术正反多向车削加工方法的加工示意图图2为本实施例的轴类加工对象
具体实施方式
[0009]下面通过具体的实施例子并结合附图对本专利技术做进一步的详细描述。
[0010]实验类型为对比实验，对比方案为所提的车削方法和传统的车削方法对同一零件采用相同的切削用量进行加工。参考图2，实验对象为典型的阶梯轴类零件，材料为45钢，零件最大直径为48mm，最小直径为40mm，轴向长度为200mm。
[0011]加工步骤如下：
[0012]1、将手持式三相功率电能分析仪(ME435)接入实验所用的数控车床，车床代号为C2
‑
6150HK/1，设置数据记录频率为每秒一次，车床设置转速为800r/min，进给量为0.075mm/r。
[0013]表1车刀参数
[0014]2、首先进行正反多向车削方法的加工。将零件分为A、B两面进行加工，首先夹持毛坯的B面，夹持长度为120mm，对A面进行加工。
[0015]3、加工零件A面的端面21，长度为2mm，背吃刀量为0.5mm，刀具走刀2次完成加工。
[0016]4、加工零件A面直径44mm的外圆22，加工长度为74mm，背吃刀量为0.6mm，刀具需要2次完整走刀，第三次正向车削时完成加工。
[0017]5、A面加工完成后，夹持零件A面，夹持长度为70mm，对零件B面进行加工。
[0018]6、首先对零件B面的端面23进行加工，加工长度为2mm，背吃刀量为0.5mm，刀具需要2次走刀完成加工。
[0019]7、加工零件B面直径为48mm的外圆24，加工长度为122mm，背吃刀量为0.5mm，刀具需要2次走刀完成加工。
[0020]8、加工零件B面直径为44mm的外圆25，加工长度为62mm，背吃刀量为0.5mm，刀具需要2次走刀完成加工。
[0021]9、加工零件B面直径为40mm的外圆26，加工长度为30mm，背吃刀量为0.5mm，刀具需要2次走刀完成加工。
[0022]10、然后进行传统车削方法的加工。将零件分为A、B两面进行加工，首先夹持毛坯的B面，夹持长度为120mm，对A面进行加工。
[0023]11、加工零件A面的端面21，长度为2mm，背吃刀量为0.5mm，刀具走刀4次完成加工。
[0024]12、加工零件A面直径44mm的外圆22，加工长度为74mm，背吃刀量为0.6mm，刀具需要5次走刀完成加工。
[0025]13、A面加工完成后，夹持零件A面，夹持长度为70mm，对零件B面进行加工。
[0026]14、首先对零件B面的端面23进行加工，加工长度为2mm，背吃刀量为0.5mm，刀具需要4次走刀完成加工。
[0027]15、加工零件B面直径为48mm的外圆24，加工长度为122mm，背吃刀量为0.5mm，刀具需要4次走刀完成加工。
[0028]16、加工零件B面直径为44mm的外圆25，加工长度为62mm，背吃刀量为0.5mm，刀具需要4次走刀完成加工。
[0029]17、加工零件B面直径为40mm的外圆26，加工长度为30mm，背吃刀量为0.5mm，刀具需要4次走刀完成加工。
[0030]18、对加工过程进行观察发现，所提出方法在加工过程中排屑均匀流畅，反向车削可以有效的切断正向车削堆积的切屑，生产稳定；传统的车削方法在加工过程中断屑困难，切屑缠绕在刀具和工件上，部分切屑随着工件一起旋转飞甩，造成安全隐患。
[0031]19、对加工所得的成品进行观察发现，采用所提出方法加工的成品表面较为光滑，产品质量较好，粗糙度经过测量为Ra1.36，传统的车削方法加工所得到的成品表面存在鳞刺，表面较为粗糙，经过测量所得粗糙度为Ra2.21，
[0032]表2加工能耗数据
[0033]表3加工时间数据
[0034]20、对所记录的数据进行统计和分析，更换工本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种正反多向车削加工方法，其特征在于以下几个方面：A、加工轴的端面时，车刀采用双向车削，即在X轴的正向和反向车刀均可切除材料，车刀在X轴正向车削结束时，车刀向Z轴正向进给，接着进行反向车削。B、加工轴的外圆时，车刀采用双向车削，在Z轴正向车削结束时，车刀向X轴正向进给，接着进行反向车削。C、加工轴的斜面时，车刀采用双向车削，刀具在“下到上”方向车削结束时，车刀向...

【专利技术属性】
技术研发人员：蔡维，张元慧，李丽，何彦，刘从虎，陈国华，谢俊，黎基雄，李彦琪，
申请(专利权)人：西南大学，
类型：发明
国别省市：