​數控車削加工工藝及分（fèn）析

數控機床作為一種高效率的設備，欲充分發揮其高性能、高精度和（hé）高自動化的特點，除了必須掌握機床的性能（néng）、特點及操作（zuò）方法外，還應在編程前進行詳細的工藝分析和（hé）確定合理的加工工藝，以得（dé）到最優的加工方案。

一、數控車（chē）削加工工藝的內容（róng）

數（shù）控車削加工工藝是采用數控（kòng）車床加工零件時所（suǒ）運用的方（fāng）法和技術手段（duàn）的總和。其主（zhǔ）要內（nèi）容包括以下幾個方麵：

（一）選擇並確定零件的數（shù）控車削加工內容；

（二）對（duì）零件圖紙進行數（shù）控車削加工工藝分析；

（三）工具（jù）、夾具的選擇和調整設計；

（四）工序、工步的設計；

（五）加工軌跡的計（jì）算和優化；

（六）數控車削（xuē）加工程序的（de）編寫、校驗與修改；

（七）首件試加工與現場問題的（de）處理；

（八）編製數控加工工藝技術（shù）文（wén）件；總之，數控加工工藝（yì）內容較多，有些與普通機床加工相似。

二、數控車削加工工藝分析

工藝分析是數（shù）控車削加（jiā）工的前期工（gōng）藝準備工作。工藝（yì）製定得（dé）合理與否，對（duì）程序的（de）編製、機床的加工（gōng）效率和零件的加工（gōng）精度都有重要（yào）影響。為（wéi）了編製出一個合理的、實用的加工程序，要求（qiú）編程（chéng）者不僅要了解數控車床的工作原理、性能特點及結構。掌握編程語言及編程格式，還應熟練掌握（wò）工件加工工藝，確定合理的切削用量、正確地選用（yòng）刀具和工件裝夾（jiá）方（fāng）法。因此，應遵循一般的工藝原則並結合數控車床的特點（diǎn），認真而詳細地進行數控車削加（jiā）工工藝分析。其主要內容有：根據圖紙分（fèn）析零件的加工（gōng）要求及（jí）其合理性；確定工件在數控車床上（shàng）的裝夾方式；各表麵的加工順序、刀具的進給路線（xiàn）以（yǐ）及刀具、夾具和切（qiē）削用量的選擇等。

（一）零件圖分析

零件圖分析是製定數控車削工藝的首要任務。主要進行尺寸標注方法分析、輪廓幾（jǐ）何要素分析以及精度和技術要求分析（xī）。此外還應分析零件結構和加工要求的合理性，選擇工藝基準。

1．尺寸（cùn）標注方法分析（xī）

零件圖上的尺寸標注方法應適應數控（kòng）車床（chuáng）的加（jiā）工特（tè）點（diǎn），以同一基（jī）準標（biāo）注尺寸或直接給（gěi）出坐標尺寸。這種標注方法既便（biàn）於（yú）編程，又有利於（yú）設計基準、工藝基（jī）準、測量（liàng）基準和編程原點的統（tǒng）一。如果零件圖上各方向的尺寸沒（méi）有統一的設計基準，可考慮在不影響零件精度的前提（tí）下選（xuǎn）擇統一的工藝基準。計算（suàn）轉化各尺寸，以簡化編程計算（suàn）。

2．輪廓幾何要（yào）素分析

在手工編程時，要計算每個節（jiē）點坐標。在自動編程時要對零件輪廓的所有幾何元素進行（háng）定義。因此在（zài）零件（jiàn）圖分析時，要分析幾何元素的給定條件（jiàn）是否充分。

3．精度和（hé）技術（shù）要求分析

對被（bèi）加（jiā）工（gōng）零（líng）件的精度和技術（shù）進行分（fèn）析，是零件工藝性分析的重要內容（róng），隻有在分析零件尺寸精度和表麵粗糙度（dù）的基礎上，才能正（zhèng）確合理（lǐ）地選擇加工方法、裝夾方式、刀具（jù）及切削用量等。其主要內（nèi）容（róng）包括：分析精度及各項技術要求是否齊全、是否合理；分析本工（gōng）序（xù）的數控車削加（jiā）工（gōng）精度能否（fǒu）達到圖紙要求（qiú），若達不到，允許采取（qǔ）其他加（jiā）工（gōng）方式彌補時，應給後續工序留有餘量；對圖紙上有位置精度要求（qiú）的表麵（miàn），應保證在一次裝夾下完成；對表麵粗（cū）糙度要求較高的表麵，應采用恒線速度切削（注意：在車削端麵（miàn）時，應限製主軸最高轉速)。

（二）夾具和刀具的選擇

1．工件的裝夾與定位

數（shù）控車削加工中盡可能做到一次裝夾（jiá）後能加工出（chū）全部或大部分代（dài）加工（gōng）表麵，盡量減少（shǎo）裝夾次數，以提高加工（gōng）效率、保證加工精度。對於軸類零（líng）件，通常以零件自身的外圓柱麵作定位基（jī）準；對於（yú）套類零件，則以內孔為定位基準。數控車（chē）床夾具除了使用通用（yòng）的三（sān）爪自動定心卡盤（pán）、四爪卡盤、液壓、電動及氣動夾具外，還有多種通用性較好的專用夾具。實際操作時應合理選擇。金屬加工微信，內容不錯，值得關注。

2．刀具選擇

刀具的使用壽命除與刀具材料（liào）相關外，還與（yǔ）刀具的（de）直徑有很大的關係。刀具直徑越大，能（néng）承受的切削用量也越大。所以在零件形狀允（yǔn）許（xǔ）的情況下，采用盡可能大的刀（dāo）具直徑是延長刀具壽（shòu）命，提高生產率的有效措施。數（shù）控車削常用的刀具一般分為3類。即尖形車刀、圓弧形車刀和成（chéng）型車（chē）刀。

（1）尖形車刀。以直線形切削刃（rèn）為（wéi）特征的車刀一般稱為尖（jiān）形車刀。其刀尖由直線性的主、副切削刃構成，如外圓偏刀（dāo）、端麵車刀等。這類車刀加工（gōng）零件時（shí），零件的輪廓形狀主要由一個獨立的刀（dāo）尖或一條直線形主切削刃位移後得到。

（2）圓弧形車刀。除可車削內外圓表麵外，特別適宜於車削各種光滑（huá）連接的成型麵。其（qí）特（tè）征為：構成主切削刃的刀刃形狀為一圓度誤差或線輪廓誤差很小的圓弧，該圓弧刃的每一點都是圓弧形車刀的刀尖，因此刀位點不在圓弧上，而在該圓（yuán）弧的圓（yuán）心上。

（3）成型車刀。即所加工零件（jiàn）的輪廓（kuò）形狀完全由（yóu）車刀刀（dāo）刃的形狀和尺寸決定。數控車削加工中，常用的成型車刀有小半徑圓弧車刀（dāo）、車槽刀（dāo）和螺紋（wén）車刀等。為了減少換刀時間和方便對刀（dāo），便（biàn）於實現機械加工的標準化。數控車削加工中，應盡量采用機夾可轉位式（shì）車刀（dāo）。

（三）切（qiē）削用量選擇

數控車削加工中的切削（xuē）用量包括背吃刀量ap、主軸轉速S（或切削速度υ）及進給速度F（或進給量f ）。

切削用量（liàng）的選擇原則，合理選用切削用（yòng）量對提高數控車床的加（jiā）工質量（liàng）至關重要。確定數控車床的（de）切削用量時一定要根據機床（chuáng）說明書中規定的要求，以及刀具的耐用度去選擇，也可結（jié）合實（shí）際經驗采用類比法（fǎ）來（lái）確定。一般的選擇原則是：粗車時，首先考慮在機床（chuáng）剛度允（yǔn）許（xǔ）的情（qíng）況下選擇盡可（kě）能大（dà）的背吃刀量ap；其次選擇較大的進給量f；最後（hòu）再根據刀（dāo）具允許的壽命確定一個（gè）合（hé）適的切削速度υ。增大背吃（chī）刀量可減少走刀次數，提高加工效率，增大進給量有利於斷（duàn）屑（xiè）。精車時，應著重考慮如何（hé）保（bǎo）證加工質量，並在此基礎上盡量提高加工效率，因此宜選用較小的背吃刀量和進給量（liàng），盡可能地提高加工速度。主軸轉速S(r/min)可根據切削速度υ(mm/min)由公式 S=υ1000／πD(D為（wéi）工件（jiàn）或刀／具直徑 mm)計算（suàn）得出（chū），也可以查表或根據實踐經驗確定。

（四）劃分（fèn）工序及擬定加工順序

1．工序劃分（fèn）的原則

在數控車床上加工零件，常用的工序的劃分原則有兩種。

（1）保持精度原則（zé）。工序（xù）一（yī）般要（yào）求盡可能地集中，粗、精加工通常會在一次裝夾中全部完成。

為減（jiǎn）少熱變（biàn）形和切（qiē）削力（lì）變形對工件的（de）形狀、位置精度、尺寸精度和表麵（miàn）粗糙度的（de）影（yǐng）響（xiǎng），則應（yīng）將粗、精加工分開進行。

（2）提高生產效率原則。為減少換（huàn）刀次數，節省換刀時間，提高生產效率，應將（jiāng）需要用同一把刀加（jiā）工的加工部位都完成後，再（zài）換另一把刀來加工（gōng）其他部位（wèi），同時應盡量減少空行程。

2．確定（dìng）加工順（shùn）序

製定加工順序一般遵（zūn）循下列原則：

（1）先粗後精。按照粗車半（bàn）精車精車的順序進行，逐步提高加工精（jīng）度。

（2）先近後遠。離對刀點近的（de）部位先加工，離對刀點遠的部位後加工，以便縮短刀（dāo）具移動距離，減（jiǎn）少空行程時間。此外，先近後遠（yuǎn）車削還有利（lì）於保（bǎo）持坯件或半成（chéng）品的剛性（xìng），改善其切削條件。

（3）內外交叉。對既有內表麵又有外表麵需加工的零件，應先進行內外表麵（miàn）的（de）粗加（jiā）工，後進行內（nèi）外表麵的精加工。

（4）基麵先行。用作精基準的表麵應優先（xiān）加工出來，定位基（jī）準的表麵越精確，裝夾誤差（chà）越小。