羅智驍

（龍巖市新羅區(qū)萬安鎮(zhèn)人民政府 福建龍巖）

一、維修時制作零件的特點

對設備進行維修時，經(jīng)常需要對損壞的零件進行修理或更換。零件的更換主要通過購買或制作兩個渠道來實現(xiàn)。對于一臺機械設備而言，零件的損壞一般都是單件的。因此，當購買不到的零件或者價格昂貴的零件需要重新制作時，一般只需要制作一到兩件，而且制作的成本不能高于購買的價格。

軸類零件是機械設備中占有比重較大的零件，損壞的概率也比較大。因為損壞件的制作只有一兩件，為了節(jié)省費用，不宜制作專門的靠模來進行加工，也不宜使用加工費高的數(shù)控設備，因此普通設備，如C6140車床就是最佳選擇。

二、引入計算機輔助設計軟件來實現(xiàn)復雜曲線的加工操作方法

1.畫圖

在電腦上按1∶1的比例畫“曲柄”的零件圖，再畫出圓弧車刀的1∶1正投影，再畫一條偏離曲線輪廓為圓弧車刀半徑5 mm的車刀軌跡線，如圖1中的虛線。

2.標識曲線象限點和過渡點

將圓螺母端面和曲柄的Φ40±0.013 mm處外圓作為對刀原點（0，0）。并將曲線的幾處象限點和過渡點的位置用車刀輪廓標識出來。如圖2所示。

3.取點

然后以X軸即大滑板的移動方向軸向為橫坐標，以Y軸即中滑板移動方向徑向為縱坐標，進行取點，并記錄下所每個點的相對前一個點的坐標數(shù)值。取點的多少根據(jù)需要加工曲線的精度來確定。取樣的點數(shù)越多，精度越高。將圖2中虛線框內(nèi)最開始的一段直線和曲線輪廓單獨提取出來，詳細說明如何進行取點的操作。

（1）如圖3所示，將圓弧車刀的輪廓移動到對刀位置，一側(cè)與圓螺母在A點接觸，另一側(cè)與曲柄的Φ40±0.013 mm處在B點接觸。確定出坐標原點0的位置。

圖1 圓弧車刀運行軌跡

圖2 標識曲線象限點和過渡點

（2）以第一段圓弧的開始點1為起點，以象限點1的X軸坐標為終點，劃一水平線。

圖3 對刀參考圖

（3）從1點開始，在X軸上每隔2 mm做豎直線與車刀軌跡相交。共產(chǎn)生18個交點，如圖3中點2到點19。從開始點1到象限點1的X軸坐標，實際尺寸為36.028 mm，此處主要討論的是方法原理，為了計算方便故將0.028 mm忽略。

（4）利用計算機輔助設計軟件對每兩個點之間的相對位置進行測量。如圖3中點1相對點0的距離為（X3.97，Y0），點2相對點1的距離為（X2，Y0.79），點3相對點2的距離為（X2，Y0.74），依此類推，將各點的相對距離記錄下來，同時將相對距離換算成為大滑板和中滑板的進刀格數(shù)（C6140車床，大滑板轉(zhuǎn)1格為1 mm，中滑板轉(zhuǎn)1格為0.05 mm），并制成表1。

表1 各點進刀參考表

4.操作

（1）在車床上按照計算好的坐標數(shù)值表，對大滑板和中滑板逐一進行進刀操作。這里還是以最開始一段直線和曲線輪廓為例來說明操作過程。

（2）先進行對刀操作，確定坐標原點位置0。

（3）操作大滑板沿進刀方向（逆時針）轉(zhuǎn)動3.97格（3.97格不好操作，可以使用百分表控制車刀的移動距離），中滑板不動，車刀移動到點1的位置。

（4）操作大滑板沿進刀方向轉(zhuǎn)動2格后，再將中滑板沿進刀方向（順時針）轉(zhuǎn)動15.8格（中滑板轉(zhuǎn)15.8格不好控制，可以使用百分表來精確控制進刀距離。先轉(zhuǎn)15格，然后再用百分表控制0.8格即0.04 mm的進刀量），車刀移動到點2位置。

（5）操作大滑板沿進刀方向轉(zhuǎn)動2格后，再操作中滑板沿進刀方向轉(zhuǎn)動14.8格，車刀移動到點3位置。

依此類推，通過大滑板和中滑板的配合一步一步操作，將第一段圓弧加工出來。第二段圓弧從象限點1到過渡點1，這段圓弧的前大半段和第一段圓弧完全對稱，只需要將中滑板的進刀操作改成退刀操作，大滑板仍舊是一次轉(zhuǎn)2格，就可以把大部分的第二段圓弧加工完成。

需要注意的是第一段圓弧中滑板都是在進刀，即車刀逐漸往軸心靠近，而過了象限點后的第二段圓弧，中滑板是在退刀操作，車刀逐漸遠離軸心。退刀的操作方向為逆時針方向，而且在把進刀變成退刀操作的時候，要注意將中滑板進給絲桿的間隙給排除后再按計算出來的格數(shù)進行操作。再往后段的圓弧的加工方法也依此類推。

三、曲柄加工中引入計算機輔助設計軟件后的優(yōu)點

1.操作容易

整個加工過程，所有的大滑板和中滑板的進刀或者退刀的操作都是按照固定的數(shù)值來進行。完成就是傻瓜式的操作，只要會轉(zhuǎn)手柄就可以。

2.尺寸精度高

通過計算機輔助設計后，車刀的運動軌跡完成符合所需加工的輪廓軌跡，整個加工過程完全不需要使用半徑樣板進行測量。只要控制對曲線輪廓采樣點數(shù)的多少，就可以控制輪廓的形狀精度。高采樣點數(shù)下加工出的含有復雜曲線輪廓的軸的尺寸形狀精度完全可以比擬數(shù)控車床加工精度。

3.加工效率高

相比傳統(tǒng)的操作，需要加工一點輪廓，然后停車使用半徑樣板測量，然后啟動再加工一點輪廓，如此不斷的反復加工、停車、測量、啟動、加工……，非常耗時的方法。在引入計算機輔助設計的方法后，整個過程不需要停車。只要不斷的轉(zhuǎn)動大滑板和中滑板進行進刀就可以完成了。加工效率大大加快。

四、結(jié)論

在維修設備時候，需要重新制作一根或者兩根包含有復雜曲線的軸類零件時，引入計算機輔助設計軟件后，對此類零件的制作效率提高很大，尺寸精度能夠保障，工人的操作簡便快捷。特別是對新時期的有計算機操作基礎的技術工人而言，在平時的工作中使用普通車床加工復雜曲線的機會很少，要學會并掌握傳統(tǒng)加工曲線的方法更加沒有機會。使用計算機輔助設計軟件后，將這一復雜的操作變得數(shù)字化，直觀化，對工人的操作技能要求大大降低。

在分析加工內(nèi)梯形螺紋進刀量時，由于是內(nèi)梯形螺紋，無法通過直觀來控制切削用量，而引入計算機輔助設計的操作方法，將零件和內(nèi)梯形螺紋車刀按1∶1比例畫出來，則可以精確的計算出進刀量，使每次進刀量都一致，讓操作變得簡便，加工效率提高。由此可見，引入計算機輔助設計的操作方法，不僅在加工復雜的曲線輪廓中可以使用，也可以推廣到其他加工工序中。

因此在普通車床上加工單件包含有復雜曲線的軸時，將計算機輔助設計軟件引入進來，對曲線輪廓進行分析計算的操作方法，省時省力省人工，十分利于推廣使用。