​數控車削加工工藝及分析

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

　　一、數（shù）控車削加工工藝的內容

　　數（shù）控車削加工工藝是采用數控車床加工零件時所運用的方法和技術手段的（de）總（zǒng）和（hé）。其主要內容包括以（yǐ）下幾個方麵：

　　（一）選擇並確定零件的數控（kòng）車削加工（gōng）內容；

　　（二）對零件圖紙進行數控車削加工工藝分析；

　　（三）工（gōng）具、夾具的選擇和調（diào）整設計；

　　（四）工序、工步的（de）設計；

　　（五）加工軌跡的計（jì）算和優化；

　　（六）數控車削加工程序的（de）編寫、校驗與修改；

　　（七）首件試加工與現場問題的處理；

　　（八）編製數控加工工藝技（jì）術文（wén）件；總之，數控加工工藝內容（róng）較多（duō），有些與普通（tōng）機床加工相似。

　　二、數控車削加工工藝分析

　　工藝分析是數控車削加工的（de）前（qián）期工（gōng）藝準備工作。工藝製定得合理與否，對程序的編製、機床的加工效率和零件的加工精度都有重要影響。為了編製出一（yī）個合理的、實用（yòng）的加工程序，要求編程者不僅（jǐn）要了解數控車床的工作原理、性（xìng）能（néng）特（tè）點及結構。掌握編程（chéng）語言及編程格式，還應熟練掌握工件加工工（gōng）藝（yì），確定合理的切削用量、正（zhèng）確地選用刀具和工件裝夾方法。因（yīn）此（cǐ），應（yīng）遵循一般的工藝原則並結合數控車（chē）床的特點（diǎn），認真而詳細地（dì）進（jìn）行數（shù）控（kòng）車削加工工藝分析。其主要內容有：根據圖紙（zhǐ）分析零件的加工要求（qiú）及（jí）其合理性；確定工件在數控車床上的裝夾方式；各表麵的加工（gōng）順序、刀具的進給路線以及刀具、夾具（jù）和切削用（yòng）量的（de）選擇等。

（一）零件（jiàn）圖分析

　　零件圖分析是製定（dìng）數控車削工藝的首要任務。主要進（jìn）行尺寸標注方法分析、輪廓幾何要素（sù）分析以及精度和技術要求分析。此（cǐ）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．尺寸標注方（fāng）法分析

　　零件圖上的尺寸標注方（fāng）法應適應（yīng）數（shù）控車（chē）床的加工特點，以同一基準標注尺寸或直接給出坐標尺寸。這種標注方法既便於編（biān）程，又有利（lì）於設（shè）計基準、工藝基準、測量基準和編程原點的統一。如果零件圖上各方（fāng）向（xiàng）的尺寸沒有統（tǒng）一的設計基準，可考慮在不影響零件精度的前提（tí）下（xià）選擇統一的工藝基（jī）準。計（jì）算轉化各尺寸（cùn），以簡化編程計算。

　　2．輪廓（kuò）幾何（hé）要素分析

　　在手工編程時，要計（jì）算每個（gè）節點坐標。在自動（dòng）編程時要對零件（jiàn）輪廓的所有幾何元素進行（háng）定義。因此在零件圖（tú）分析時，要分（fèn）析幾何元素的給（gěi）定條件是否充分。

　　3．精度和技術要求分析

　　對被加工零件的精度和技術進行分析（xī），是零件工藝性（xìng）分析的重（chóng）要內容，隻有在分析零（líng）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、刀具及切削用量等。其主要內容包括：分析精（jīng）度及（jí）各項技術要求是否齊全、是否合理；分析本（běn）工序的數控車削加工精度能否達到圖（tú）紙要求，若達不到，允（yǔn）許采取其他加工方式（shì）彌補時，應給（gěi）後續（xù）工序（xù）留有餘量；對圖紙上有位置精度要求的表麵，應保證在一次裝夾下完（wán）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：在車削端（duān）麵時，應限製主軸最高轉速)。

（二（èr））夾具和刀具的選（xuǎn）擇

　　1．工件的裝夾與（yǔ）定位

　　數控車削加（jiā）工中盡可能做到一次裝（zhuāng）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（jiā）工效率、保證加工精度。對於軸類零件，通常以零件自身的外圓柱麵作定位基準；對於套類零件，則以內孔為定位基準。數控車床（chuáng）夾具（jù）除了使用通用的三爪自動定心卡盤、四爪卡盤、液壓、電動及氣動夾具外（wài），還有多種通用性較（jiào）好（hǎo）的專（zhuān）用夾具。實際操作時應合理選擇。金屬加工（gōng）微（wēi）信（xìn），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相關外，還與（yǔ）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越大。所（suǒ）以在零件形（xíng）狀允許的情況下，采用盡（jìn）可能（néng）大的刀具直徑是延長刀具壽命，提高生產率的（de）有效（xiào）措施。數控車削常用的刀具一般分（fèn）為3類。即尖形（xíng）車刀（dāo）、圓弧形車刀和成型車刀。

　　（1）尖形車刀。以直線形切削刃為特征的車刀（dāo）一般稱為尖形車刀。其刀（dāo）尖由直線性的主、副切削刃構成，如外圓偏刀、端麵車刀等。這類車刀加工零（líng）件時，零件（jiàn）的輪廓形狀主要由一個（gè）獨立的刀尖或一條直線形主切削刃位移後得到。

　　（2）圓弧形車刀（dāo）。除可車（chē）削內外圓表（biǎo）麵外，特別適宜於車削各（gè）種光滑連接的（de）成型麵。其特征為：構成（chéng）主切削刃的刀刃形狀為一圓度誤差或線輪（lún）廓誤差很小的圓弧，該圓弧刃的每一點都是圓弧形車刀（dāo）的刀尖，因此刀位點不在（zài）圓弧上，而（ér）在該圓弧的圓心上。

　　（3）成型車刀（dāo）。即所加工零件的輪（lún）廓（kuò）形狀完全由車刀刀刃（rèn）的形狀和尺寸決定。數控車削加工中（zhōng），常用的成型車刀有小半徑圓弧車刀、車槽刀（dāo）和螺（luó）紋車刀等。為了減少換刀時間（jiān）和方便對刀，便於實現機械加工的標準化。數控車削加工中，應盡量采用機夾可轉位（wèi）式車刀。

（三）切削用量選（xuǎn）擇

　　數控車削加工中的（de）切削用（yòng）量包括背吃刀量ap、主軸轉速（sù）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（shù）控車床的加工質量至（zhì）關重要。確定數（shù）控車床的切（qiē）削用量時一定要根據機床說明書中規定的要求，以及刀具的耐用度去選擇，也可（kě）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（gāng）度允許的（de）情況下選擇盡可能大的背吃刀量ap；其次選擇較大的進給量f；最後再根據刀具允許的（de）壽命確（què）定一個合適的切削速度υ。增大背吃刀量可減少走（zǒu）刀次數，提高加（jiā）工效率，增大進給量有利於斷屑。精車時，應著重考慮如何保證加工質（zhì）量，並在此基礎上盡量提高加（jiā）工效（xiào）率，因（yīn）此宜選用較小的背吃刀量和進給量，盡可能地提高（gāo）加工速（sù）度（dù）。主軸（zhóu）轉速S(r/min)可根據切削速度υ(mm/min)由公式 S=υ1000／πD(D為工件或刀／具（jù）直徑（jìng） mm)計算得出，也可以查表（biǎo）或根據實踐經驗確定。

（四）劃分工序及擬定加工順序

　　1．工（gōng）序（xù）劃分的原則

　　在數控車床（chuáng）上加工零件，常用的工序的劃分（fèn）原則有兩種。

　　（1）保持精度原則。工序一般要求盡（jìn）可能地集中，粗、精加工通常會在一次裝夾中全部完成。

　　為（wéi）減少熱變形（xíng）和切削力（lì）變形對工件的（de）形狀、位置精度、尺寸精（jīng）度和表麵粗糙度的影響，則應將粗、精加工分開進行。

　　（2）提高生產效率原則。為減少換刀次數，節省換刀（dāo）時間，提高（gāo）生產效率，應將需要用同一把刀加工的加工（gōng）部位（wèi）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

　　製定加工順序一般遵循下列原（yuán）則：

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

　　（2）先（xiān）近後遠。離對刀點近的部位（wèi）先（xiān）加工，離對（duì）刀點遠（yuǎn）的部位後加工，以便縮短刀具移動距離，減少空行程時間。此外，先近後遠車削還有（yǒu）利於保持坯件或半成品的剛（gāng）性，改善其切削條件。

　　（3）內外交叉。對既有內表麵又（yòu）有外表麵需加工的零（líng）件，應先進行內外表麵的粗加工，後進行內外表麵的精加（jiā）工。

　　（4）基麵先行。用作精基準的表麵應優先加工（gōng）出來，定位（wèi）基準的表麵越精（jīng）確，裝夾（jiá）誤差越小。