​數控車削加工工藝及分析

數（shù）控機床作為一種高（gāo）效率的設備，欲充分發揮（huī）其高性能、高精度（dù）和高自動化的特點，除了必須掌握機床（chuáng）的性能、特點及操（cāo）作方法外，還應在編（biān）程（chéng）前進行詳細的工藝分析（xī）和確定（dìng）合理（lǐ）的加工工藝，以得到最優的加工方案（àn）。

　　一、數控車削加工工藝的內容

　　數控車削加工工藝是采用數（shù）控（kòng）車床加（jiā）工零（líng）件時所運用的方法和技術手段的總和。其主要內容包括以下幾（jǐ）個方麵：

　　（一（yī））選擇並確（què）定零件的數控車削（xuē）加工內（nèi）容；

　　（二）對（duì）零件（jiàn）圖紙進行數控車削加工工藝（yì）分析；

　　（三）工具、夾具的選擇（zé）和調整設（shè）計；

　　（四）工序（xù）、工步的設計；

　　（五）加工軌跡的計算和（hé）優化（huà）；

　　（六）數控車削加工程序的編寫、校驗與修改（gǎi）；

　　（七（qī））首件試加工與現場問題的處理；

　　（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，有些與普通機床加工（gōng）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）前期工藝準備工作。工藝製定得合理與否，對程序（xù）的編製、機床的加工效率和零件的加工精度都有重要影響。為了編製出一個合理的、實用的加工程序，要求編程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（yán）及編程格式，還應熟練掌握工件加工（gōng）工藝，確定合理（lǐ）的切（qiē）削用量、正確地選用刀（dāo）具和工件裝夾方法。因（yīn）此（cǐ），應遵循一般的（de）工藝原則（zé）並結合數控車床的特點，認真而詳細地（dì）進行（háng）數控車削加工工藝分析。其主（zhǔ）要內容有：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（kòng）車床上的裝夾（jiá）方（fāng）式；各表麵的加工順序、刀具的進給路線以及（jí）刀具、夾具和（hé）切削用量的選擇等。

（一）零件圖分析

　　零件（jiàn）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理性，選擇工藝基準。

　　1．尺寸標注方法分析

　　零件圖上的尺寸標（biāo）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直接給出坐標尺寸。這（zhè）種標注方法既便於編程，又有利於設計基準、工藝基準、測量基準和編程原點的統一。如果零件圖上各（gè）方向的尺寸（cùn）沒有統一的設計基準，可考慮在不（bú）影響零件精度的前提下選擇統一的工藝基準。計算轉化各尺寸，以簡化編程計算。

　　2．輪廓幾何要素分析

　　在手工編程時，要計算每（měi）個節點坐標（biāo）。在自動編（biān）程（chéng）時要對（duì）零件輪廓的所有幾何元素（sù）進行定義。因此在零件圖分析時（shí），要（yào）分析幾何元素的（de）給定條件是否充分。

　　3．精度和（hé）技術要求分（fèn）析

　　對被（bèi）加（jiā）工零件的（de）精度和技術進行分析（xī），是零件工藝性分析的重要內容，隻有（yǒu）在分析零件（jiàn）尺寸精度和表麵（miàn）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：分析精度及各項技術要（yào）求是否齊全、是否合理（lǐ）；分析本工序的數控車削加工精度能否達到圖紙要求，若達不到，允許采取其他加工方式彌補時，應給後續工序（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成（chéng）；對表麵粗糙度要求較高的表麵，應采用恒線速度切（qiē）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（gōng）件的裝夾與定位

　　數控車削加工中盡可能做到一次裝夾後能加工出（chū）全部（bù）或大部分代加工表麵，盡量減（jiǎn）少裝夾（jiá）次數（shù），以提高加工（gōng）效率、保證加工精度。對於軸類（lèi）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（chē）床夾具除了使用通用的三爪自動定心卡（kǎ）盤（pán）、四爪（zhǎo）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（jì）操作時應（yīng）合理選擇。金屬加工微信，內容不錯，值（zhí）得關注。

　　2．刀（dāo）具選（xuǎn）擇

　　刀具的使用壽命除與刀具材料相（xiàng）關外，還與刀具的直徑有很大的關係。刀（dāo）具直徑越（yuè）大（dà），能承受的切削用量也越（yuè）大（dà）。所以在零件形狀允（yǔn）許（xǔ）的情況下，采用盡可能大的刀具直徑是延長（zhǎng）刀具壽命，提（tí）高生產（chǎn）率的有效（xiào）措施。數控（kòng）車削常用的刀具一般分為3類。即尖形車刀、圓弧形（xíng）車刀和成型車刀。

　　（1）尖形（xíng）車（chē）刀。以直（zhí）線形（xíng）切削刃為特征的車刀一般稱為尖形車（chē）刀。其刀尖由直線性的主（zhǔ）、副切削刃構成，如外（wài）圓偏刀、端麵車刀等。這類車刀加工（gōng）零（líng）件時，零件的輪廓形狀主要由（yóu）一個獨立的刀尖或一條直線（xiàn）形主切削刃位移後得（dé）到。

　　（2）圓弧形車刀。除可車削內外圓（yuán）表麵外，特別適宜於車削（xuē）各種光滑連接的成型麵。其特征為：構成（chéng）主切削刃（rèn）的刀刃形狀（zhuàng）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，而在該圓弧的圓心上。

　　（3）成型車刀。即所加（jiā）工零件的輪廓形狀完全由（yóu）車刀刀刃（rèn）的形狀和尺寸決定（dìng）。數控（kòng）車削加工中，常（cháng）用的成型車刀有小半徑圓弧車刀、車槽刀和螺紋車（chē）刀等。為了減少（shǎo）換刀時間和方便對刀，便於實現機械加工（gōng）的標準化。數控車削加工中，應盡量采用機（jī）夾可轉位式車刀（dāo）。

（三）切削用量選擇（zé）

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

　　切削用量的選擇原則，合理（lǐ）選用（yòng）切削（xuē）用量對提高（gāo）數控車床的加工質（zhì）量至關重要。確定（dìng）數控車（chē）床的切削用量時一定要根據機床說明書中規定的要求，以（yǐ）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（de）選擇原則是：粗車時，首（shǒu）先考慮在機（jī）床剛度允許的情況下選擇盡可（kě）能大的背吃刀量ap；其次選擇較大的進給量f；最（zuì）後再根據刀具允許的壽命確定一個合適（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（xiào）率，增大進給量有利於斷屑（xiè）。精車時（shí），應著重（chóng）考慮如何保證（zhèng）加工（gōng）質量，並在此基礎上盡量提高加工效率（lǜ），因此宜選用較小（xiǎo）的背吃刀量和進（jìn）給量，盡可能地（dì）提高（gāo）加工速（sù）度。主軸轉速S(r/min)可（kě）根據切削速度υ(mm/min)由公式 S=υ1000／πD(D為工件或刀／具直徑 mm)計算得出，也可以查表或根據實（shí）踐經（jīng）驗確定。

（四）劃分工（gōng）序及擬定加工順（shùn）序

　　1．工序劃分（fèn）的原則

　　在數控車（chē）床上（shàng）加工零件，常用的工序的（de）劃（huá）分（fèn）原則有兩種。

　　（1）保持精度原則。工序一般要求盡可能地集中，粗（cū）、精加工通常（cháng）會在一次（cì）裝夾中全部完（wán）成。

　　為（wéi）減少熱變形（xíng）和切削力變形對工件（jiàn）的形（xíng）狀、位置精度、尺寸精度和表麵粗糙度（dù）的影響，則應將粗、精加工（gōng）分開進行。

　　（2）提高生產效率原（yuán）則（zé）。為減少換刀次數，節省換刀時間，提高生產效（xiào）率，應將需要用同一把刀加工的加工部位都完成後，再換另一把刀來加（jiā）工其（qí）他部（bù）位，同時應盡量減少空行程。

　　2．確定加工順序

　　製（zhì）定加工順序一般遵循（xún）下列原則（zé）：

　　（1）先粗後精。按照（zhào）粗車（chē）半精車精車的順序進行，逐步提高（gāo）加（jiā）工精度。

　　（2）先近後遠。離對刀（dāo）點近的部（bù）位先加工，離對刀點遠的部位後加工，以便縮短刀具移動距（jù）離，減少空行（háng）程時間。此外，先近後遠車削還有利於保（bǎo）持坯件或半成品的剛性，改善其（qí）切削條件。

　　（3）內外交叉。對既有內表（biǎo）麵又有外表麵需加工的零件，應先進行內外（wài）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（biǎo）麵應優（yōu）先加工出來，定位基準的表麵越（yuè）精確，裝夾誤差越小。