​數控車削加工工藝及分析

數控（kòng）機床作為一（yī）種高效率的設備，欲（yù）充分（fèn）發揮其高性能、高（gāo）精度和高自動化（huà）的特（tè）點，除了必須掌握（wò）機床的性（xìng）能（néng）、特點及操作方法外，還應（yīng）在（zài）編程前進（jìn）行詳細的工（gōng）藝分析和（hé）確定合理的加工工藝，以得到最優的加工方案（àn）。

　　一、數控車削加工工藝的（de）內容

　　數控車削加工工藝是采用數控車床加工零件（jiàn）時所運用的方法和技術手段的總和。其主要內容（róng）包括以下幾個方麵：

　　（一）選擇並確定零件的數控（kòng）車削加工內容；

　　（二）對零件（jiàn）圖（tú）紙進行數控車削（xuē）加工工藝分析；

　　（三）工具、夾具的選擇和調整設計；

　　（四）工序（xù）、工步的設計；

　　（五（wǔ））加工軌跡的計算和優化；

　　（六）數控車削加（jiā）工程序的編寫、校驗與（yǔ）修改（gǎi）；

　　（七）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（chuáng）加工相似。

　　二、數控（kòng）車削（xuē）加工工藝分（fèn）析

　　工藝分析是數控車削加工的前期工藝準備工作。工藝（yì）製定得合理與否（fǒu），對程序的編（biān）製、機床的加工效率和零件的加工精度都有（yǒu）重要（yào）影響。為了編製出一個合理的（de）、實用的（de）加工程序，要求編程者不僅要（yào）了解數控車床（chuáng）的工作（zuò）原理、性能特（tè）點及結構。掌握編程語言及（jí）編程格式，還應（yīng）熟練掌握（wò）工件加工工藝，確定合理的切削用量、正確地（dì）選用刀具和工件裝夾方法。因此，應遵循一（yī）般的工藝原則並結合（hé）數控車床的特點（diǎn），認（rèn）真（zhēn）而詳細地進行數控車削加工工藝分析。其主要內容有：根據圖紙分析零（líng）件的加工要求及其合理性；確定工件在數控車床上（shàng）的（de）裝夾方式（shì）；各表麵的加工順序、刀具的進給路線以及刀具（jù）、夾具和切削用量的選擇等。

（一）零件圖分析

　　零件圖分（fèn）析是製定數控車削（xuē）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（yào）素分析以及精度和（hé）技術要求分析。此（cǐ）外還應分析零件結構（gòu）和加工要（yào）求的合理（lǐ）性，選擇工（gōng）藝基準。

　　1．尺寸標注方法分析（xī）

　　零件圖上的尺寸標注方法應適應（yīng）數控車床的加工特點，以同一基準標注（zhù）尺寸或直（zhí）接給出（chū）坐標尺寸。這種標注方法既便於（yú）編程，又（yòu）有利於設計基準、工藝基準、測（cè）量基準和編程原點的統（tǒng）一。如（rú）果零件圖上各方向的尺寸沒有統一的設（shè）計基準，可考（kǎo）慮在不影響（xiǎng）零（líng）件精度的前提下選擇統一的工藝基準。計算轉化各尺（chǐ）寸，以（yǐ）簡化編程計算。

　　2．輪（lún）廓幾何要素分析

　　在手工（gōng）編程（chéng）時，要（yào）計算每個節點坐標。在自動編程時（shí）要對零件輪（lún）廓（kuò）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是否充分。

　　3．精度和技術（shù）要求分析

　　對被加工零件的精度和技術進行分析，是零件工藝（yì）性分（fèn）析的重要內容，隻有（yǒu）在分析（xī）零件（jiàn）尺寸精度和表麵粗糙度的基礎上，才能（néng）正確（què）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（jì）術要求是否齊全、是否合理；分析本工序（xù）的數控車削加工精度能否達到圖紙要求，若達不（bú）到（dào），允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（yào）求較高的表麵（miàn），應采用恒線（xiàn）速度切（qiē）削（注意：在車削端麵時，應限製主軸最高轉（zhuǎn）速)。

（二）夾具和刀具的選擇

　　1．工件的裝夾與定位（wèi）

　　數控車削加工中盡可能做到一次裝夾後能加工出全部或大部分（fèn）代加工表麵，盡量減少裝夾次數，以提高（gāo）加工效率、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（wèi）基準；對於套（tào）類零件，則以內孔為定位基準。數控車床（chuáng）夾具除了使用通用的三爪自動定（dìng）心卡盤、四爪卡盤、液壓、電動及（jí）氣動夾具外，還有多種通用性（xìng）較好的專用夾具。實際操作時應合理選擇。金屬加工微信，內（nèi）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。刀具直徑越大，能承受的切削用量也越大。所以在零件形狀允許的情況下，采用盡可能大的（de）刀具直徑（jìng）是延長（zhǎng）刀具壽命，提高生產率的有效措施。數控車削常用的刀具一（yī）般分為3類。即尖形（xíng）車刀、圓弧形車刀（dāo）和成型車刀。

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

　　（2）圓弧形車刀。除可車削內外圓表麵外，特別（bié）適宜於車削各種（zhǒng）光滑連接的成型麵。其特征為：構成主（zhǔ）切削刃的刀（dāo）刃形狀為一圓（yuán）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（ér）在該圓弧（hú）的圓心上。

　　（3）成型車刀（dāo）。即所加（jiā）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（jiā）工中，常用的成型車刀有小半徑圓弧車刀、車槽刀和螺紋車刀等。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（chē）削加工中，應盡量采用機夾可轉（zhuǎn）位式車刀（dāo）。

（三）切削用量選擇

　　數控車削加工中的切削用量包括背吃刀量ap、主軸（zhóu）轉速S（或切削速度υ）及（jí）進（jìn）給速度F（或進給（gěi）量f ）。

　　切削用量的選擇原則，合理選用切削（xuē）用量對提高數控車床的加工質（zhì）量至關重要。確定數控車床的切削用量時一定（dìng）要根據機床說明書中規定的要求，以及（jí）刀具的耐（nài）用度去選擇（zé），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（chuáng）剛度允許的情況下選擇盡可能（néng）大的背吃刀量ap；其次（cì）選擇（zé）較大的進給（gěi）量f；最後再根據刀具允許的壽命確定一個合適的切（qiē）削速度υ。增大背吃刀量可減少走刀次數，提高加工效率，增大進給量有利於斷屑。精車時，應著重考慮如何保證加工（gōng）質量，並在（zài）此基礎上盡量提高加（jiā）工效率，因（yīn）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。主軸轉速（sù）S(r/min)可根據切削速度（dù）υ(mm/min)由公式（shì） S=υ1000／πD(D為工件或刀／具直徑 mm)計算得出，也可以查表或根（gēn）據實踐（jiàn）經驗確定。

（四）劃分工序（xù）及擬定（dìng）加工順序

　　1．工序劃分的原則

　　在數（shù）控車床上（shàng）加工零件，常用的工（gōng）序的劃分原則有兩種。

　　（1）保持精（jīng）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。

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

　　（2）提高生產效率原則。為減少換刀次數，節省換刀時間，提高生產效率，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（dāo）來加工其他部（bù）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則：

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

　　（2）先（xiān）近（jìn）後遠。離對刀點近（jìn）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（dòng）距離，減少空行程時間（jiān）。此外，先近後遠車削還有（yǒu）利於保持坯（pī）件（jiàn）或半成品的剛性，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（de）零件，應先進行內外表（biǎo）麵的粗加工，後（hòu）進行內外表麵的精加工。

　　（4）基麵先行。用作精基（jī）準的表麵應優先加工（gōng）出來，定位基準的表麵越精確，裝夾誤差越小。