數控車削加工工藝及分析（xī）

數控（kòng）機床作為一種高（gāo）效率的設備（bèi），欲充分（fèn）發揮其高性能（néng）、高精度和高（gāo）自動（dòng）化的特點，除了必須掌握機床的性能、特點及操作方法外，還應在編程（chéng）前進（jìn）行詳細的工藝分析和確定合理的加工工藝，以（yǐ）得到最優的加工方案。

一、數控車削加工工藝的（de）內容

數控車削加工工藝是采用數控車床加（jiā）工零件時所運用的方法（fǎ）和技（jì）術手段的總和。其（qí）主要內容包括以下幾個方麵：

（一（yī））選擇並（bìng）確定零（líng）件的數控車削加工內容；

（二）對零件圖紙進（jìn）行數控車削加工工藝分析；

（三）工具、夾具（jù）的選擇和調整設計；

（四）工序、工步的設計；

（五）加工軌（guǐ）跡的計算和優化；

（六）數控車（chē）削加工程（chéng）序的編寫、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文件；總之，數控加工工藝內容較多，有些與普通機（jī）床加工相似。

二、數控車削加（jiā）工工藝分析

工藝分析是數控車削加（jiā）工的前（qián）期工藝準備工作。工藝製定得合理與否，對程序的（de）編製、機（jī）床的加工效率和零件的加工精度都有（yǒu）重要影響。為了編（biān）製出一個合理的（de）、實用的加工程序，要（yào）求編程者不僅要了解數控車床的工作原理、性能特點（diǎn）及結構（gòu）。掌握編程語言及編程格式，還應熟練掌（zhǎng）握工件加工工（gōng）藝，確（què）定合理的切（qiē）削用量、正確地選用刀（dāo）具和工件裝夾方法。因此，應遵循一般的工藝原則並結合數控車床的特點，認（rèn）真而詳（xiáng）細地進行數控車削加工工藝分析。其主要內容有：根（gēn）據圖紙分（fèn）析零件的加（jiā）工要求及其合理性；確定工（gōng）件在數控車床上的裝夾方式；各表麵的加（jiā）工順（shùn）序、刀具（jù）的進給路線以及刀具、夾具和切（qiē）削（xuē）用量的選擇等。

（一）零件圖分析

零件圖分析是製定數控（kòng）車削工藝的首要任務。主要進行尺寸標（biāo）注方法（fǎ）分析、輪廓幾何要素分析以及精度和技（jì）術要求分析。此外還應分析零（líng）件結（jié）構和加工要求的（de）合理性，選擇工藝基準。

1．尺寸標注方法分析

零（líng）件圖上的尺寸標注方（fāng）法應適應（yīng）數（shù）控車床的加工特點，以同一基準標注尺寸（cùn）或直接給（gěi）出坐標尺寸。這種標注方法既便於編程，又有利於設計基準、工藝基準、測量基（jī）準和（hé）編程原點的統一。如果（guǒ）零件圖上各方向的尺寸沒有統一的設計基準，可考慮在不影響（xiǎng）零件精度的前提下選擇統一的工藝基準。計（jì）算轉化各尺寸，以簡化（huà）編程計算。

2．輪廓幾何要素分析

在手工編程時，要計算（suàn）每個節點坐（zuò）標。在自動編程時（shí）要對零件輪廓的所有幾何（hé）元素進行定義。因此在零件（jiàn）圖分析時，要分析幾何元素的給定（dìng）條件是否充（chōng）分。

3．精度和技術要求分析

對被（bèi）加（jiā）工零件的精度和（hé）技術進行分析，是零件工藝性分（fèn）析的重要內容，隻有在分析零件尺寸精度和表麵粗糙度的基礎上，才能正確合理地選擇加工方法、裝夾方式、刀（dāo）具及切削用量等。其主要內容包括：分（fèn）析精（jīng）度及各項技術要求是否齊全（quán）、是否合理；分析本工序的數（shù）控車削加工精度能否達到圖紙（zhǐ）要求，若達不到，允（yǔn）許（xǔ）采取其他加工方式彌補（bǔ）時，應給後續工序留有餘（yú）量；對圖紙上（shàng）有位置精度要求的表麵，應保證在一次裝夾下完成；對表麵粗糙度要求較高的表麵，應采用恒線速度切削（注意（yì）：在車削端麵時，應限製主（zhǔ）軸（zhóu）最高轉速)。

（二）夾具和刀具的（de）選擇

1．工件的裝夾與定位

數控車削加工中盡可能做到（dào）一次裝夾後能加工出全部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（bǎo）證加（jiā）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準；對於套類零件，則以內孔為定（dìng）位基準。數控車床（chuáng）夾具除了使用通用的三爪自動定心卡盤、四（sì）爪卡盤、液壓、電動及氣動夾具外，還（hái）有多種通用性較好的專用夾具。實際操作（zuò）時應合理（lǐ）選擇。金屬加工微信，內容不錯，值得關注。

2．刀（dāo）具（jù）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係。刀具直徑越大，能承受的切削用量也越大。所以在（zài）零件形狀允許的情況（kuàng）下，采用盡可能大的（de）刀具直徑是延長刀具壽命，提高生產率的有（yǒu）效措（cuò）施。數控車削（xuē）常用的刀具一般分為3類。即尖形車刀、圓弧形車刀和成型車刀。

（1）尖形車刀（dāo）。以直線形切削刃為特征的車（chē）刀（dāo）一般稱為尖形車刀。其刀尖由直線性（xìng）的主、副切（qiē）削刃構成，如外圓偏刀、端麵車（chē）刀等（děng）。這類車刀加工（gōng）零件時，零（líng）件的輪廓形狀主要由一個獨立的刀尖（jiān）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（wài），特別適宜於車削各種光滑連接的成型麵。其特征為：構成主切削刃的刀刃形狀為一圓（yuán）度誤差或線輪（lún）廓誤差很小的圓弧，該圓弧（hú）刃的每一點都是（shì）圓弧形車（chē）刀的刀尖（jiān），因（yīn）此刀位點不在圓弧上，而在該圓弧的（de）圓（yuán）心上。

（3）成型車刀。即（jí）所加工零件的輪（lún）廓形狀（zhuàng）完全由車刀刀刃的（de）形（xíng）狀和尺寸決定（dìng）。數控車削加工中，常用的成型車刀有小半徑（jìng）圓弧車刀、車槽刀和螺紋車刀等。為了減少換刀時間（jiān）和方便對刀，便於實現機械加工（gōng）的標（biāo）準（zhǔn）化。數控車削加工（gōng）中，應盡量采用機（jī）夾可轉位式車刀。

（三）切削用量選擇

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

切削用量的選擇原則（zé），合（hé）理選用切削用量對提高數控車床的加工質量至關重要。確定數控車床的切削（xuē）用量時一定要根據（jù）機床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，首先考慮在機床剛度允許的（de）情況下選擇盡可（kě）能（néng）大的背吃刀量ap；其次選擇較大（dà）的進給（gěi）量f；最後再根據刀具允許的壽命確定一（yī）個合適的切削速度（dù）υ。增大背吃刀量可減少走刀次數，提高（gāo）加工效率，增大進給（gěi）量有利於斷屑。精（jīng）車時，應（yīng）著重考（kǎo）慮如何保證加工質量，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，盡可能地提高加工速度。主軸轉（zhuǎn）速S(r/min)可根據切削速度υ(mm/min)由（yóu）公式（shì） S=υ1000／πD(D為工件或刀／具直徑 mm)計（jì）算得出，也可以查（chá）表或根（gēn）據實踐經驗確定。

（四）劃分工序及擬定加工順序

1．工序劃分的原則

在數控車床上加工零件（jiàn），常用的工序的劃分原則有兩種。

（1）保持精度（dù）原則。工序一般要求盡可能地集（jí）中，粗、精加工通常會在一（yī）次裝夾中（zhōng）全部完成。

為減少熱變形和切削力變形對工（gōng）件（jiàn）的形狀、位置精度、尺寸（cùn）精度和表麵粗（cū）糙（cāo）度的影響，則應將粗、精加工分開進行（háng）。

（2）提（tí）高生產效率原則。為減少換刀次數，節省換刀時（shí）間，提高生產效率，應將需要用同一把刀（dāo）加工的加工部位都完成後，再換另一把刀來加工其他部位，同時應盡量減少空行程。

2．確定加工順序

製定加（jiā）工順序一般遵循下列原則（zé）：

（1）先粗後精。按照粗車半（bàn）精車精車的順序進（jìn）行，逐（zhú）步提高加工精度。

（2）先（xiān）近後遠。離（lí）對（duì）刀點近的部位先加工，離對刀點（diǎn）遠的部位後加工，以便（biàn）縮短刀具移動距離，減少空行程時間。此外，先近後遠車削（xuē）還有利於保持坯件或半成（chéng）品的剛性，改善（shàn）其（qí）切削條件。

（3）內外交（jiāo）叉。對既有內表麵又（yòu）有外表麵需加工的零件，應先進行內外表麵的粗加工，後進行內外表（biǎo）麵的（de）精加工。

（4）基麵（miàn）先行。用作精基準的（de）表麵應優先加工出來，定位基準的表麵越（yuè）精（jīng）確，裝夾誤差越小。