​數控車削加工工藝及分析（xī）

數控機床作為一種高效率的設備，欲充分發揮其高性能、高精度和高自動化的特點，除了必須掌握機床的性能、特點及操作方法外，還應在編程前（qián）進行詳（xiáng）細的工（gōng）藝分析和（hé）確定合理的（de）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內容

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

　　（一）選擇並確定零件的數（shù）控（kòng）車削（xuē）加工內容；

　　（二）對零件圖紙進行（háng）數控車削加（jiā）工工藝分析；

　　（三）工具、夾具的選（xuǎn）擇和調整設計；

　　（四）工序、工步（bù）的設計；

　　（五）加工軌跡的計算和優化；

　　（六）數控車削加工程序的編寫、校驗與修改；

　　（七）首件試加工與現場問題的（de）處理（lǐ）；

　　（八（bā））編製數（shù）控加工工藝技術（shù）文件；總之，數控（kòng）加工工藝內容（róng）較多，有些與（yǔ）普通機床加工相似。

　　二、數控車削加工工藝分析

　　工藝（yì）分析是數控車削（xuē）加（jiā）工的（de）前期工藝準備工作。工藝製定得合理與（yǔ）否，對程序（xù）的編（biān）製、機床的加工（gōng）效率和零件的加工精度（dù）都有重要影響。為了編製出一個合理（lǐ）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。掌握編程語言及編程格式，還應熟練掌握工件加工工（gōng）藝，確定合理的切削用量、正確地選用刀具和工件裝夾方法（fǎ）。因（yīn）此，應遵循（xún）一般的工藝原則並（bìng）結合數控車（chē）床的（de）特點，認真而詳細地進（jìn）行數控車削加（jiā）工工藝分析。其主要內容有：根（gēn）據圖紙分析零件的（de）加工要求及其合理（lǐ）性；確定工件在數控車床上的裝夾（jiá）方式；各表麵的加工順序、刀具的進給路線以及刀具、夾具和切削用量的選擇等。

（一）零件圖分（fèn）析

　　零（líng）件圖分析是製定數控車削工藝的首（shǒu）要任務。主要（yào）進行尺寸標注方法分析、輪廓幾（jǐ）何要素分析（xī）以及精度（dù）和技術（shù）要求分析。此外還應分析（xī）零件結構和加（jiā）工要求的合理性，選擇工藝基（jī）準。

　　1．尺寸標注方法分析

　　零件圖上（shàng）的尺（chǐ）寸標注方法（fǎ）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（cùn）。這種標注方法既便於編程（chéng），又有利於設計基準（zhǔn）、工藝基準、測量基準和編程原（yuán）點（diǎn）的統一。如果零件圖上各方向的尺寸沒有統一（yī）的（de）設計基準（zhǔn），可考（kǎo）慮（lǜ）在不影響零件精度的前提下選擇統一的工藝基（jī）準。計算轉化各尺寸，以簡化編程計算。

　　2．輪廓幾何要素（sù）分析

　　在（zài）手工編程時，要計算（suàn）每個節點坐標。在自動編（biān）程時要對零件輪廓的所有幾何元素（sù）進行定義。因此在零件圖（tú）分析時，要分（fèn）析幾（jǐ）何元素的給定條件是否充分。

　　3．精度和技術（shù）要求分析（xī）

　　對被加工零件（jiàn）的（de）精度和（hé）技術進行分析，是零（líng）件工藝（yì）性分（fèn）析的重要（yào）內容，隻有在分析（xī）零件尺寸精度和表麵粗（cū）糙度（dù）的基礎上，才能正確合理地選擇加工方法、裝夾方（fāng）式、刀具及切削用量等。其主（zhǔ）要內容（róng）包括：分析精度（dù）及各項（xiàng）技術要求是否齊全、是否（fǒu）合理；分析本工序的數控車削加工精度能否達到圖紙要求（qiú），若達不（bú）到，允許采取其他加工（gōng）方式彌（mí）補時（shí），應給後續工序留有餘量；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；對（duì）表麵粗糙度要求較高的表麵（miàn），應采用恒線速（sù）度切削（注（zhù）意：在車（chē）削端麵時，應（yīng）限製主軸最高轉速)。

（二（èr））夾具（jù）和刀具的選擇

　　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、保證加工精（jīng）度。對於軸類零（líng）件，通常以零件自身（shēn）的外圓柱麵作（zuò）定位（wèi）基準；對（duì）於套類零件，則以內孔為定（dìng）位基準。數控車床夾（jiá）具除了使用通用的三爪自動（dòng）定（dìng）心卡盤（pán）、四爪卡盤、液壓、電動及氣動夾具外，還有多種通用性較好的專用夾具。實際操作時應合理選擇。金屬加工微信，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，能承受的切削用量也越大。所以在零件形狀（zhuàng）允許的情況下，采用盡可（kě）能（néng）大的刀具直徑是延長刀（dāo）具壽命（mìng），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（lèi）。即尖形車刀、圓弧形車刀和成型車刀。

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

　　（2）圓弧形車刀。除可車（chē）削內外圓表麵外，特別適宜於車削各種光滑連接的（de）成型麵。其特征為：構成主切削刃的刀刃形狀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（xíng）車刀的刀尖，因此刀位點不（bú）在圓弧（hú）上（shàng），而在該圓（yuán）弧的圓心（xīn）上。

　　（3）成型車刀（dāo）。即所加工零（líng）件的輪廓形狀完全由車刀刀刃的形狀和尺寸決定。數控車（chē）削加工（gōng）中，常用的成（chéng）型車（chē）刀（dāo）有（yǒu）小半徑圓弧車刀、車（chē）槽刀和（hé）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化。數（shù）控車削加工中，應盡量采用機夾可轉位式車刀。

（三）切削用量選擇

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

　　切削用量的選擇原則（zé），合理選用切削用量對提高數控車床的加工質量至關（guān）重要。確定數控車床（chuáng）的切削用量時一定要根據（jù）機床說明書中規定的要（yào）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（shí），首先考慮在機床剛度允許的情況下選擇盡可能大的背吃刀量ap；其（qí）次選擇較大的進給量f；最（zuì）後再根據刀具允許的壽命（mìng）確（què）定一個合適的切削速（sù）度υ。增大背吃刀量可減（jiǎn）少走刀次數，提高加工效率，增大進給量有利於斷屑。精車時（shí），應著重考慮如何保證（zhèng）加工質量，並在此基礎上（shàng）盡量提高（gāo）加工效率，因此宜選用較小的（de）背吃刀（dāo）量和進給量，盡可能地提高加（jiā）工速度。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（wéi）工件或刀／具直徑 mm)計算得出，也可以查表或根據實踐經驗確定（dìng）。

（四）劃分工序及擬（nǐ）定加工順序

　　1．工序劃分的原則

　　在數控車床上（shàng）加（jiā）工零件（jiàn），常用的工序的劃分原則有兩（liǎng）種。

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

　　為減少熱變形和（hé）切削力變形對工件的形狀、位置精（jīng）度、尺寸精度和表麵粗糙度（dù）的（de）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（shěng）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（chéng）後，再換另一（yī）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（shùn）序一般遵循下列原則：

　　（1）先粗後精。按照粗車半精車精車的順序進（jìn）行，逐步提高加（jiā）工精度。

　　（2）先近後遠。離對刀點近的部位先（xiān）加工（gōng），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。此外，先近後遠車削還有利於保持坯件或半成品的剛（gāng）性（xìng），改善其切削（xuē）條（tiáo）件。

　　（3）內外交叉。對既有內表麵（miàn）又有外表麵（miàn）需加工的零件，應先進行內（nèi）外（wài）表麵的粗加工，後進（jìn）行內外表麵的精加工。

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