​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（yù）充分發揮（huī）其高性能、高精度和高（gāo）自動化的（de）特點，除了必須掌（zhǎng）握機床的性能（néng）、特點（diǎn）及操作方法外，還應在編程前進行詳細的工藝分析和確定合理的加（jiā）工工藝，以得到最優（yōu）的加工方案。

一（yī）、數控車削加工工藝的內容

數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總和。其主要內（nèi）容包括以下幾（jǐ）個方麵（miàn）：

（一）選擇並確定零件的數控（kòng）車削加工內容；

（二）對零件圖紙進行數控車削加工工藝分析；

（三）工具（jù）、夾具的選擇和調整設計；

（四）工序、工步的（de）設計；

（五）加工軌（guǐ）跡的計算和優（yōu）化；

（六（liù））數控車削加工程序的編寫、校驗（yàn）與修改；

（七）首件試加工與現場問題的（de）處理；

（八）編製（zhì）數控（kòng）加工工藝技術文件（jiàn）；總之，數控加工（gōng）工藝內容較多，有些與普通機床（chuáng）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前（qián）期工藝（yì）準備工作。工藝製定得合理與否，對程序的編製、機床（chuáng）的加工效率和零件的加工精（jīng）度都有重要影響（xiǎng）。為了編製出（chū）一個合理的、實（shí）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（jí）結構。掌握編程語言及編程格式（shì），還應熟練掌（zhǎng）握工件加工工藝，確定合理（lǐ）的切削用量、正確（què）地選用刀（dāo）具和工件裝夾方法。因此，應遵循一般的工藝原則並結合（hé）數（shù）控車床的特點，認真而詳細（xì）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（chē）床上的裝夾方式；各表麵的（de）加工順序（xù）、刀具的進（jìn）給路線以及刀具、夾（jiá）具和切削用量的選擇等。

（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（rèn）務。主要進行尺寸標注方法分析、輪廓（kuò）幾何要素（sù）分析（xī）以及（jí）精度和技術要求分析。此外還應分析零件結構和加（jiā）工要求的合理性，選擇工（gōng）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（tè）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程，又有利於設計（jì）基準、工藝基準、測（cè）量基準和編程（chéng）原點的統一。如果零（líng）件圖上各（gè）方（fāng）向的尺寸沒有統一的設計（jì）基（jī）準，可考慮（lǜ）在不影響零件精度的前（qián）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（kuò）幾何要素分析

在手工編程時，要計算每（měi）個節點坐標。在自動編程時要對零件輪廓（kuò）的所有幾何元素（sù）進行定義。因此在零件圖分析時，要分析幾（jǐ）何元素的給定（dìng）條（tiáo）件是（shì）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，是零件工藝性分（fèn）析的重要內容，隻有在分析零件尺寸精度和表麵粗糙度的基（jī）礎上，才能正確合理地選擇加工方法、裝夾方式、刀具及切（qiē）削用量等。其主要內容包括：分析精度（dù）及各（gè）項技術要求是否齊全、是否合理（lǐ）；分析本工序的數控（kòng）車削加工（gōng）精度（dù）能（néng）否達到圖紙要求，若（ruò）達（dá）不到（dào），允許采取（qǔ）其他加工方（fāng）式彌補時，應給後續工序留有餘量；對圖紙上有位置精度要求（qiú）的表麵，應保證在一次裝夾下完成；對表麵粗糙度要求較高的表麵，應采（cǎi）用恒線速度切削（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（xuǎn）擇

1．工件（jiàn）的裝夾與（yǔ）定位

數控車削加工中盡可能做到一次裝夾後（hòu）能加工出全部或大部分代加工表麵，盡量減少裝（zhuāng）夾次數，以提高加工效率、保證加（jiā）工精度。對於軸類零件，通常以零件自身的外圓柱（zhù）麵作定（dìng）位基準；對（duì）於套類零件，則以內孔為（wéi）定位基（jī）準。數控車床夾具除了使用通用的三（sān）爪自動定（dìng）心卡盤、四（sì）爪卡盤、液壓、電動及氣動夾具外，還有多種通用（yòng）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（róng）不錯，值得關（guān）注。

2．刀（dāo）具（jù）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（yǐ）在（zài）零件形狀允許的情況下，采用盡可能大的刀具直徑是延長刀具壽命，提高生產率的（de）有效措施（shī）。數控車削（xuē）常用的刀具一般（bān）分為3類。即尖形（xíng）車刀、圓弧形車刀和（hé）成型車刀。

（1）尖形車刀。以直線形切削刃為（wéi）特征的車刀一般稱為尖形（xíng）車刀。其（qí）刀尖由直（zhí）線性的主、副切（qiē）削刃（rèn）構成，如外圓偏刀、端麵車刀等。這類（lèi）車刀加工零（líng）件（jiàn）時（shí），零件的輪廓形狀（zhuàng）主要由一個獨立的刀尖或一條直線形主切削刃（rèn）位移後得到。

（2）圓弧形車刀。除可（kě）車削內（nèi）外圓表（biǎo）麵外，特別適宜於車削各（gè）種光滑連接的成型麵（miàn）。其特征為：構（gòu）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（yuán）弧刃的（de）每一點都是圓（yuán）弧形車刀的刀（dāo）尖，因此刀位點不在圓弧上，而在該（gāi）圓（yuán）弧的圓心上。

（3）成型（xíng）車（chē）刀。即所加工零件的輪廓（kuò）形狀（zhuàng）完全由車刀刀刃的形狀和尺（chǐ）寸決定。數（shù）控車削加工中（zhōng），常用的成型車（chē）刀（dāo）有小半徑圓弧車刀、車（chē）槽刀（dāo）和（hé）螺紋車刀等。為了減少換（huàn）刀時間和方便對刀（dāo），便於實現機械加工的（de）標（biāo）準化。數控車削加工（gōng）中，應盡量采用（yòng）機夾可轉位式（shì）車刀。

（三（sān））切削用量（liàng）選擇

數控車削加工（gōng）中的切削用（yòng）量包括背吃刀量（liàng）ap、主軸轉速S（或切削速度υ）及進給速度F（或進給量f ）。

切削用量的選擇原（yuán）則，合理選用切削用量對（duì）提高數控車床的加工質（zhì）量（liàng）至關重要。確定數控車床的切削（xuē）用量時（shí）一定要根據機床說明書中（zhōng）規定的要求，以及刀（dāo）具的耐用度去選擇（zé），也可（kě）結合實際經驗采（cǎi）用類比法（fǎ）來確定。一般的選擇原則是：粗車時，首先考慮在機床剛度允許的情況（kuàng）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（zài）根據刀具允許的壽命確定一個合適的切削（xuē）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（hé）保證加工質量，並在此基（jī）礎上盡量提高加工（gōng）效率，因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S(r/min)可根據切削速度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。

（四）劃分工序及擬定加工（gōng）順序

1．工序劃分的原則

在數控車（chē）床上加工零（líng）件，常（cháng）用的工序的劃分原則有兩種（zhǒng）。

（1）保持精度原（yuán）則。工序一般要求盡可能地（dì）集中，粗、精加（jiā）工通常會在一次裝夾中全部完成（chéng）。

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

（2）提高生產效（xiào）率原則。為減少換刀次（cì）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（jiā）工部位都（dōu）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（dìng）加工順序一般（bān）遵循下列原則：

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

（2）先近後遠。離對刀點近的部位先加工，離對刀點遠的部位後加工，以便縮短刀具移動距離，減少空行程時間。此外，先近後遠（yuǎn）車（chē）削還（hái）有（yǒu）利於保持坯件或半成品的剛性，改（gǎi）善其切削條件。

（3）內外交叉。對既有內表麵又有外表（biǎo）麵需加工的（de）零件，應先進行內外表麵（miàn）的粗加（jiā）工，後進行（háng）內外表麵的（de）精加工。

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