​數控車削加工工（gōng）藝及分析

數控機床（chuáng）作為一種高效率的（de）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（le）必須掌握機床的性能、特點及操作方法外，還應在編程前進（jìn）行詳細的工（gōng）藝分析和確定（dìng）合理（lǐ）的加工工藝，以得到最優的加工方（fāng）案。

一、數控（kòng）車削加工工藝的內容

數控車削加工（gōng）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總和。其（qí）主要內容包括以下幾（jǐ）個方麵（miàn）：

（一）選擇並確（què）定零件（jiàn）的數控車（chē）削加工內容；

（二）對零件圖紙進行數控車（chē）削加工工藝分析；

（三（sān））工具、夾（jiá）具的選擇和調整設計；

（四）工序（xù）、工（gōng）步的設計；

（五（wǔ））加工軌跡的計算和優化；

（六）數控車削加工程（chéng）序的編寫、校（xiào）驗與修改；

（七）首（shǒu）件試加工與現場問題的處理；

（八（bā））編（biān）製數控加工工（gōng）藝技術文件；總之，數控（kòng）加工工藝內（nèi）容較多，有些與（yǔ）普通機床加工相（xiàng）似。

二、數控車削（xuē）加工（gōng）工藝分析

工藝分析是數控車削加工的前期（qī）工藝（yì）準（zhǔn）備工作。工藝製定得合理與否（fǒu），對程序的編製、機（jī）床的加工效率和零件的加工精（jīng）度都有重要影響。為了編製出一個合理的、實用的加工程序（xù），要（yào）求編程者不僅要了解數（shù）控（kòng）車床的工（gōng）作原理（lǐ）、性能特點及結構。掌握編程（chéng）語言及編程（chéng）格式，還應熟練掌握工件加工工藝，確定合理的切削用量、正（zhèng）確地選用刀具和工件裝夾方法。因此，應遵（zūn）循一般的工藝原（yuán）則並結合數控車床的特點，認真而詳細地進行數控車削加工工藝（yì）分析。其主要內容有：根據圖紙分析零件的加工要求（qiú）及其合（hé）理性；確定工件在數控車床上的（de）裝夾方式；各表麵的加（jiā）工順序、刀（dāo）具（jù）的進給路線以及刀具、夾具和切削用量的（de）選擇等。

（一）零（líng）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、輪廓幾何（hé）要素分析以及精度和技術要求分析。此外（wài）還應分析零件結構和加工要（yào）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。這種標注方法（fǎ）既便於編程（chéng），又有利於設計基準、工藝基準、測量基準和編（biān）程原點的統一。如（rú）果零件圖上各方向的尺（chǐ）寸（cùn）沒（méi）有統一的設計基準，可考慮在不影響零（líng）件精度的前提下選擇統一的工藝基準。計算轉化（huà）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，要計算每個節點（diǎn）坐標。在（zài）自（zì）動編程時要對零件輪廓的（de）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是否充分。

3．精（jīng）度和技術要求（qiú）分析（xī）

對被（bèi）加工零件的精度和技術進行分析，是零件工藝性分析的重要內（nèi）容，隻有在分析（xī）零件尺寸精度和表麵粗糙（cāo）度的基礎（chǔ）上，才能正確合理（lǐ）地選擇加工方法、裝夾方（fāng）式、刀具及切削用量等。其主要內容包括：分析（xī）精度及各項技術要求是否齊全、是否合理；分析本工序的數控車（chē）削加工精度能否達（dá）到圖紙要求，若達不到，允（yǔn）許采取其他加工方式彌補時，應給後續工序留有餘量；對圖（tú）紙上有（yǒu）位置精（jīng）度要（yào）求的表麵，應保（bǎo）證在一次裝夾下完成（chéng）；對表麵粗糙度（dù）要（yào）求較高的表麵，應采用恒線速度切削（注意：在車削端麵時，應限製主軸（zhóu）最（zuì）高轉速)。

（二）夾具（jù）和刀（dāo）具的選擇

1．工件的裝夾與定位

數控車削加工中盡可能做到一次裝（zhuāng）夾後能加工出全部或大部分代（dài）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，通常以零件自身的（de）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（de）三爪自動定心卡盤、四爪卡盤、液壓、電動及氣動夾具外，還有多（duō）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（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，還與刀具的直徑有很大的關係（xì）。刀具直徑越大，能承受的（de）切削用量也越大。所以在零件形（xíng）狀允許的情況下，采用盡可能大的（de）刀具直徑是延長刀具壽命，提高生產率的有效措施。數控車削常用的刀具一般分為3類。即尖形車刀、圓弧形車刀（dāo）和成型車刀。

（1）尖（jiān）形車（chē）刀。以直線形切削刃為特征的車刀一般稱為尖形車刀。其刀尖由直線（xiàn）性的主、副切削刃構成，如外圓偏刀、端麵車（chē）刀等。這類車刀加工零件時，零件的輪廓形狀主要由一個獨立的刀尖或一條直線形主切削刃位移後得到（dào）。

（2）圓弧形車刀。除可車削內（nèi）外圓表麵外，特別適宜於（yú）車削各種光滑連接的（de）成型麵。其特征為：構成主切削刃的（de）刀刃形狀（zhuàng）為一圓度誤差或線輪廓誤差很小的圓弧，該圓（yuán）弧刃的每一點都是（shì）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。即所加工零件的輪（lún）廓形狀完全由車（chē）刀刀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（xiǎo）半徑（jìng）圓弧車刀、車（chē）槽刀和螺紋車刀等。為了減少換刀時間和方便對刀，便於實現機械加工的標準（zhǔn）化。數控車削加工中，應盡量采用機（jī）夾可轉位式（shì）車刀。

（三（sān））切削用量（liàng）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（jí）進給速度F（或進給（gěi）量f ）。

切削用量（liàng）的選擇原則，合理選用切（qiē）削用量對提（tí）高數控車床的加工質量至關重要。確定數控車（chē）床的切削用量時一定要根據機（jī）床說明書中規定的要（yào）求，以及刀具的耐用度去選擇，也可（kě）結（jié）合實際經驗采用類比法來確定。一（yī）般的選擇原則是（shì）：粗車時，首先考慮在（zài）機床剛度允許的情況下（xià）選擇盡可能（néng）大的背吃刀量ap；其次選擇較大的進（jìn）給量f；最後再根據刀具允許的壽命確（què）定一個合適的（de）切削速度υ。增大背吃刀量可減少走刀（dāo）次數，提高加工效率，增（zēng）大進給量有利於斷屑。精車時，應著重（chóng）考慮（lǜ）如何保（bǎo）證（zhèng）加工質量，並在此基礎上盡（jìn）量提高（gāo）加工效（xiào）率，因此宜選用較（jiào）小的背（bèi）吃（chī）刀（dāo）量和進給量，盡可能（néng）地（dì）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為工件（jiàn）或刀（dāo）／具（jù）直（zhí）徑 mm)計算得出，也可以查表或根據實踐經驗確定。

（四）劃分工序及擬定加工順序

1．工序劃分（fèn）的原（yuán）則

在（zài）數控車床上加工零件，常用的工序的（de）劃分原則有兩（liǎng）種。

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

為減少熱變形（xíng）和切削力變（biàn）形對工件的形狀、位（wèi）置精度、尺寸（cùn）精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（shēng）產效率原則。為減少換刀次數，節省換（huàn）刀時間，提（tí）高生產效率，應將需要用同一把刀加工的加工部位都完成後，再換另一把刀來加工其他部位，同時應盡量減少空行（háng）程。

2．確定加工順序（xù）

製定加工順序（xù）一般遵循下列原則：

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

（2）先近後遠。離對（duì）刀點近（jìn）的部位先加工，離對（duì）刀點遠的部（bù）位後加工，以便縮短刀具移（yí）動距離，減（jiǎn）少空（kōng）行程時間（jiān）。此外，先近後遠車削還有利於（yú）保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（yǒu）內表麵又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（wài）表麵的（de）精加工（gōng）。

（4）基麵先行。用作精基準（zhǔn）的表麵應優先加工出來，定位基準的（de）表（biǎo）麵越精確，裝（zhuāng）夾誤差越小。