數控車削加工工藝（yì）及分析

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

一、數控車削（xuē）加工工（gōng）藝的內容

數控車（chē）削加工工藝是采用數控（kòng）車床（chuáng）加工零件時所（suǒ）運用的（de）方法和技（jì）術手段的總（zǒng）和。其主要內容包括以下幾（jǐ）個方麵：

（一）選擇並確定零件的數控車削（xuē）加工內容；

（二）對零件圖紙進行數控車削加工工藝分析；

（三）工具、夾具的選擇和調整設計（jì）；

（四）工序（xù）、工步的設計；

（五）加工軌跡的計算和（hé）優化；

（六）數控（kòng）車削加工程序的編寫、校驗與修改；

（七）首件試加工與現場問題的處理（lǐ）；

（八）編製數控加工工（gōng）藝技術文件；總之，數控加工工藝內容較多，有些與（yǔ）普通機床加工相似。

二、數控車削加工工藝分析

工藝分析（xī）是數控車削加工的前期工藝準備工作。工藝製定（dìng）得（dé）合理與否，對程序的編製、機床的加工效率和零（líng）件（jiàn）的加工精度都有重要（yào）影響。為了編製出一個合理的、實（shí）用的加工程序（xù），要求編程者不僅要了解數控車床的工作原理（lǐ）、性能特點及結構。掌握編程語言及編程格（gé）式，還應熟練掌握工件加工工藝，確定合理的切削（xuē）用量、正確地選用刀具和工件裝（zhuāng）夾方法。因此，應遵循一般的工藝原則並（bìng）結合數（shù）控車床的特點（diǎn），認真而詳細地進行（háng）數控（kòng）車削加工工藝分析。其（qí）主要內容（róng）有：根據圖紙分析零件的加工要求及其合理性；確定工件在數控車（chē）床上的裝夾方式；各表麵（miàn）的加工順序、刀（dāo）具的進給路線以及刀具、夾具（jù）和切削用量的選（xuǎn）擇等。

（一）零件圖分析

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

1．尺寸（cùn）標注方法分析

零件圖上的尺寸標注方法應適應數控車床的加工特點，以同一基準標注尺寸或（huò）直接給出坐標尺寸。這（zhè）種標注方法既便於（yú）編程，又有利於設計基（jī）準、工藝基準、測量基準和編程原點的統一。如果零件圖上各（gè）方向的尺寸沒有統一的設計基準，可考慮在不（bú）影響（xiǎng）零件精度的前提下選擇統一的工藝基準（zhǔn）。計算轉（zhuǎn）化（huà）各（gè）尺寸，以簡化編程計（jì）算。

2．輪廓幾何要素分析

在手（shǒu）工編程時，要計算每個節點坐標。在自動編程時要對零件（jiàn）輪廓的所有幾何元素進行定義。因此在零件圖分析時，要分析幾何元素的給定條件（jiàn）是否充分。

3．精度和技（jì）術要（yào）求分析

對被加工零件的（de）精度和技術進行分析，是零件工藝性分（fèn）析的重要內（nèi）容（róng），隻有在分析零件尺寸精度和表麵粗（cū）糙度的基礎上，才能正確合理地選擇加工方（fāng）法、裝夾（jiá）方式、刀具及切削用量等（děng）。其主要內容（róng）包括：分析精度及各項技術要（yào）求是否齊全、是否合理；分析（xī）本工序的數控車削加工精度能否（fǒu）達到（dào）圖紙要求，若達不到，允許采（cǎi）取其他加工方式彌補時，應給後續工序留有餘量；對圖紙上有位置精度要求的表麵，應保證在一次裝（zhuāng）夾下完成；對（duì）表麵粗糙度要求較（jiào）高的表麵，應采用恒線速度切削（注意：在車削端麵時，應限製主軸最高轉速)。

（二）夾具和刀（dāo）具的選擇

1．工件的裝夾與定（dìng）位

數控車（chē）削加工中盡可（kě）能做到一次裝夾後能加工出全部（bù）或大部分代加工表麵，盡量減少裝夾次數，以提高加工效率、保證加工精度。對於軸類零件，通常（cháng）以零件自身的外圓柱（zhù）麵作定（dìng）位基（jī）準；對於套類零件，則以內孔為定位（wèi）基準。數控車床夾具除了（le）使用（yòng）通用的三爪自動定（dìng）心卡盤、四爪（zhǎo）卡盤（pán）、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（yīng）合理選擇。金屬加工微信，內容不錯，值得關（guān）注。

2．刀具選擇

刀具的使用壽命除與刀具材料相關外，還與刀具的直徑有很大的關（guān）係。刀具（jù）直徑越大，能承受的切削用量也（yě）越大。所（suǒ）以在零（líng）件形狀允許的情況下，采用盡可能大的刀具直徑是延長刀具壽命，提高生產率的有效措（cuò）施。數控車削常（cháng）用的刀（dāo）具一般分為（wéi）3類。即尖形車刀（dāo）、圓弧形車（chē）刀和成型車刀。

（1）尖形車刀。以直線形切削刃為特征的車刀（dāo）一般（bān）稱為（wéi）尖形（xíng）車刀。其（qí）刀尖（jiān）由直線性的主、副切削刃構成，如外圓偏刀、端麵車刀等。這類（lèi）車刀加工零件時，零（líng）件的輪廓形（xíng）狀主要由一個獨立的刀尖（jiān）或一條直（zhí）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（miàn）外，特別適（shì）宜於車削各種光滑連接的成型麵。其特（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（dāo）尖，因此刀位點（diǎn）不在圓弧上，而在該圓弧的圓心上。

（3）成型車刀。即所加工零件的輪廓形狀完全由（yóu）車（chē）刀刀刃的形狀和尺寸決定。數控車削（xuē）加工中（zhōng），常用的（de）成型車刀有小半徑圓弧車刀、車槽刀和螺紋車刀（dāo）等。為了減（jiǎn）少換刀時間和（hé）方便對刀，便於實現（xiàn）機械加工的標準化。數控車削加工中，應盡量采用機夾可（kě）轉位式車刀。

（三）切削用（yòng）量選擇

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

切削用量的選擇原則（zé），合理選用切削用量對提高數控車床的加工質量至關（guān）重要。確定（dìng）數控車床的切削用（yòng）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，也可結合實際經驗采用類比法來確定。一般的選擇原則是：粗車時，首先（xiān）考慮（lǜ）在機床剛度允許的情況下選擇盡可能大的（de）背吃刀量ap；其次選擇較大的進給量f；最後再根據刀具允許的壽命（mìng）確定一個合適（shì）的切削速度υ。增大背吃刀量可減少走刀次數，提高加工效率，增大進給量有（yǒu）利（lì）於（yú）斷屑。精車時（shí），應著重考慮如何（hé）保證加工質量，並在（zài）此基礎（chǔ）上盡量提高加工效率，因此（cǐ）宜選用較小的背吃刀量和進給量，盡可能地提高加工（gōng）速度。主（zhǔ）軸轉速（sù）S(r/min)可根據切（qiē）削速度υ(mm/min)由公式 S=υ1000／πD(D為工件或刀／具直徑 mm)計算得出，也可以（yǐ）查（chá）表或根據實踐經驗確定。

（四）劃分工序及擬定加工順序（xù）

1．工序（xù）劃分的原則

在數控車床上加工零件，常用的工（gōng）序的劃分原則有兩種。

（1）保（bǎo）持（chí）精度原則。工序（xù）一般要求盡可能地集中，粗、精加工（gōng）通常會在（zài）一次裝夾中全部完成。

為減少熱變形和切削力變（biàn）形對工件的形狀、位置精度、尺寸精度和表麵粗（cū）糙度的影響（xiǎng），則應將粗、精加工分開進行。

（2）提高生（shēng）產效率原則。為減少換刀次數，節省換（huàn）刀時（shí）間（jiān），提高生產效率，應將需要用同一把刀加工的加工部位都完（wán）成（chéng）後，再換（huàn）另一把刀來加工其他部位，同（tóng）時應盡量減少空（kōng）行程。

2．確（què）定加（jiā）工順（shùn）序

製定加工順序一般遵循下列原則：

（1）先粗後精。按照粗車（chē）半精（jīng）車精車（chē）的順序進行，逐步提高加工精度。

（2）先近後遠。離對刀點近（jìn）的部位先加工，離對刀點遠的部位（wèi）後加工，以便縮短刀（dāo）具移動距離，減少空行程時間。此外，先近後遠車削（xuē）還有利於（yú）保持（chí）坯件或半成品（pǐn）的剛性，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（jiàn），應先進行內外表麵（miàn）的粗加工，後進行內外表麵的精加工。

（4）基麵先行。用作精基準的表麵應優先加工（gōng）出來（lái），定位基準的表麵越（yuè）精確，裝（zhuāng）夾誤差越（yuè）小。