​數控車削加工工藝及分析

數控機床作（zuò）為一種（zhǒng）高效率的設備，欲（yù）充（chōng）分發揮其高性能、高精度（dù）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，還應在編程前進行詳細的工藝（yì）分（fèn）析和確定（dìng）合理的加（jiā）工工藝，以（yǐ）得（dé）到最（zuì）優的加工方案。

一、數控車削加工工藝的內容

數（shù）控車削加工工藝是采用數控車床加工零件時所運（yùn）用的（de）方法（fǎ）和技術手段的總和。其主要（yào）內容包括以下幾個方麵：

（一）選擇並確（què）定零件的數控車削加工內容；

（二）對零件圖紙進行數控車削（xuē）加工工藝分析；

（三）工具（jù）、夾具的選擇和調整設計；

（四）工序、工步的設計；

（五）加工軌跡的計算和優化；

（六（liù））數控車削加工程序的編寫、校驗與修改（gǎi）；

（七）首件試加工與現場問題的處理；

（八）編製數（shù）控加工工藝技術文件；總之（zhī），數控加工工藝內容較多，有些與普通機床加工相似（sì）。

二、數控車削加（jiā）工工藝分析

工藝分析是數控（kòng）車削加工的前期工藝準備工作。工（gōng）藝製定得合（hé）理與否，對程（chéng）序的（de）編製、機床的加工（gōng）效率和零件（jiàn）的加工精度都有重要影（yǐng）響。為了編製出一個合理的、實用的加工程序，要（yào）求編程者不僅要了解數控（kòng）車床的（de）工作原理、性能（néng）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（gōng）工（gōng）藝，確定合理的切削（xuē）用量、正確地選用刀具和工件裝夾方法（fǎ）。因此，應遵循一般的工藝原則並結（jié）合數控車床的特（tè）點，認真而詳細地進行數控車削加工工藝分析。其主要（yào）內容有：根據圖紙分析零件的加工要求及其合理性；確定工件在數控車床（chuáng）上的裝夾方式；各表麵的加工順序、刀具的進給路線以及刀具（jù）、夾具和切（qiē）削用量的選（xuǎn）擇（zé）等。

（一）零件圖分析

零件圖分析是製定數控車削工藝的首要任務。主要進行（háng）尺寸標注方法分（fèn）析、輪廓幾何要素分析以及精度和技（jì）術要求分析。此外還應分析零件結構和加工要（yào）求的合（hé）理性，選擇工藝（yì）基準（zhǔn）。

1．尺寸標注方法分析

零件（jiàn）圖（tú）上的尺寸標注方法應適應數控（kòng）車床的加工特點，以同一基準標注尺寸或（huò）直接給出坐標尺寸。這種標注方法既便於編程，又有利於設計基準、工藝基準、測量基準和（hé）編程原（yuán）點的（de）統一。如（rú）果零件圖（tú）上各方向的尺寸沒有統一的設計基準，可考慮在不影響零件精度的前提（tí）下選（xuǎn）擇統一的工藝（yì）基準。計算轉（zhuǎn）化各（gè）尺（chǐ）寸，以簡化編程計（jì）算。

2．輪廓幾何要素分析

在手工編程時，要計算每個節點坐標。在（zài）自動編程時要對（duì）零件輪廓的（de）所有幾何（hé）元素進行定（dìng）義。因此在零件（jiàn）圖分析時，要（yào）分析幾何元（yuán）素的給定條件是否充分。

3．精度和技術（shù）要（yào）求分析

對被加（jiā）工零件（jiàn）的精度和技術進行分析，是零件工藝性分析的重要內容，隻有（yǒu）在分析零件尺寸精（jīng）度和表（biǎo）麵粗糙度的基礎上，才能正確合理地選擇加工方法（fǎ）、裝（zhuāng）夾方式、刀具及切削（xuē）用（yòng）量等。其主要內容包括：分析精（jīng）度及各項技（jì）術要（yào）求是否齊全、是否合理；分析本工（gōng）序的數控車削加工精度能否達到圖紙要求，若達不到，允（yǔn）許采取其他（tā）加工方式彌補時，應給後續工序留有（yǒu）餘量；對圖紙上（shàng）有位置（zhì）精度要求的表麵，應保證在一次（cì）裝夾下完（wán）成；對表麵粗糙度（dù）要求較高的表麵，應（yīng）采用恒線速度切削（注意：在車（chē）削端麵時，應限製主（zhǔ）軸最高（gāo）轉速)。

（二）夾具和刀具的選擇（zé）

1．工件的裝夾與定位

數控車削加工中盡可能（néng）做到一（yī）次裝夾後能加工（gōng）出全部或大部分（fèn）代加工表麵（miàn），盡量減少（shǎo）裝夾次數，以提高加工效率、保證加工精度。對於（yú）軸類零件，通常以零件（jiàn）自身的外（wài）圓柱麵作定位基準；對於套類零件，則以內孔（kǒng）為定位基準。數控車（chē）床夾具（jù）除（chú）了使用通用的三爪自（zì）動定心卡盤、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（yòng）夾具。實際操作時應合（hé）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。刀具直（zhí）徑越大，能承受的切削用量也越大。所以在零件形（xíng）狀允許的情（qíng）況下（xià），采用（yòng）盡可能大的刀具直徑（jìng）是延長刀具壽命，提高生產率的有效措（cuò）施。數控車（chē）削常用的刀具一般分為3類。即尖形車刀、圓弧形車刀和成型車刀。

（1）尖形（xíng）車刀。以直線形切削刃為特征的（de）車刀一（yī）般稱為尖形車刀。其刀尖由直線性的主、副切削刃構成，如（rú）外圓偏刀、端（duān）麵車刀等。這類車刀加工零件時，零件的（de）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（wèi）移後（hòu）得到。

（2）圓弧形車刀。除可（kě）車削內外圓表麵外，特別適宜於車削各種（zhǒng）光滑連接的成型麵。其特征為：構（gòu）成主切削刃的（de）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（diǎn）都是圓弧形（xíng）車刀的刀（dāo）尖，因此刀位點不在圓弧上，而在該圓弧的圓（yuán）心上。

（3）成型（xíng）車刀。即（jí）所加工（gōng）零件的輪廓形狀完全由車刀刀刃的形狀和尺寸決（jué）定（dìng）。數（shù）控車削加工中，常用的成型車刀有小半徑圓弧車刀（dāo）、車槽刀和（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。數控車削（xuē）加工中，應盡量采用機夾可轉位式車刀。

（三（sān））切（qiē）削（xuē）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 ）。

切削用量的選擇原則，合理選用切削用量對（duì）提高數控車床的加工質量至關重要（yào）。確定數控車床（chuáng）的切削用量時一定要根據機床說明書中規定的要求，以及刀具的耐用度去選擇，也可（kě）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（dà）的背吃刀量ap；其次選擇較大的進給量f；最後再根據刀具（jù）允許的壽命確定一個合適的切削速（sù）度υ。增大背（bèi）吃刀量可減少走刀次（cì）數，提高加工效率，增大進給（gěi）量有利於斷屑。精車時，應著重考慮如何保證加工質量，並在此基礎（chǔ）上（shàng）盡量提高加工效率，因此宜選用較小的背吃刀量和進給量，盡可能地提高（gāo）加工速度。主軸轉速S(r/min)可根據（jù）切削速度υ(mm/min)由公（gōng）式 S=υ1000／πD(D為工件或刀（dāo）／具直徑 mm)計算得出，也（yě）可以查表或根據實踐經驗（yàn）確定。

（四）劃分工序及擬定加工順序

1．工序劃（huá）分的原則

在數控車床上加工零（líng）件，常用的工序（xù）的劃分原則有兩（liǎng）種。

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

為減少熱變形和切削力變形對（duì）工件的形狀、位置精度、尺寸精（jīng）度和表（biǎo）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（yuán）則。為減少換刀次數，節省換刀時間，提高生（shēng）產效率，應將需要用同一把刀加工的加工部位（wèi）都完成後，再換另一把刀來加工其他部位，同（tóng）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（liè）原則：

（1）先粗後精。按（àn）照粗車半精車精（jīng）車的順序進行，逐步提高加工精度。

（2）先近後遠。離（lí）對刀（dāo）點近的（de）部位先加工，離對刀點（diǎn）遠（yuǎn）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）車削還有利於保持坯件或半成品的剛性，改善其切削（xuē）條件（jiàn）。

（3）內外交叉。對既（jì）有內表麵又有外表麵需加工的零（líng）件，應（yīng）先進行內外（wài）表麵的粗加（jiā）工，後進行內外表麵的（de）精加工。

（4）基麵先（xiān）行。用作精基準的表（biǎo）麵應優（yōu）先加工出來（lái），定位基準的表麵越精確，裝夾誤差越小。