​數控車削加工工藝及（jí）分析

數控機床作（zuò）為一種高（gāo）效率的設（shè）備，欲充分發揮其高性（xìng）能、高精度（dù）和高自（zì）動化（huà）的特（tè）點，除（chú）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分析和確定合理（lǐ）的加工工藝，以得（dé）到最優的加工方案。

　　一、數控（kòng）車削加工工藝的內容

　　數控車削加工工藝是采用數控車床（chuáng）加工零件時所（suǒ）運（yùn）用的方（fāng）法和技（jì）術手（shǒu）段的總和。其主要內容包括以下幾個方麵：

　　（一）選擇並（bìng）確定零件的數控車削加工內容；

　　（二）對（duì）零件圖紙進行數控車削加（jiā）工工藝分析；

　　（三）工（gōng）具、夾具的選擇和調整設（shè）計；

　　（四）工（gōng）序、工步的設計；

　　（五）加工軌跡的計算（suàn）和優化；

　　（六）數控（kòng）車削加工程序的（de）編寫、校驗與修改；

　　（七）首件試加（jiā）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（jī）床加工相似。

　　二（èr）、數控車削加工工藝分析

　　工藝（yì）分析是數控車削加工的前期工藝（yì）準備工作。工藝製定（dìng）得合理與否（fǒu），對程（chéng）序的編製（zhì）、機（jī）床的（de）加（jiā）工效率和（hé）零件（jiàn）的（de）加工（gōng）精度都（dōu）有重要影（yǐng）響。為了編製出一個合理的、實用的（de）加工程序，要求編程者不（bú）僅要了（le）解數控車床的（de）工作原理、性能特點及結構。掌握編程語言及編程格式（shì），還應熟（shú）練掌（zhǎng）握工件加工工藝，確（què）定合理的切削用量、正確地選用刀具和工件裝（zhuāng）夾方法。因此，應遵循一般的工藝原則並結合數控車床的特點，認真而詳細地進行數控（kòng）車削加工工藝分析。其主要內容有：根據（jù）圖紙分析零件的加工要（yào）求及其合理性；確定工件在數控車（chē）床上的裝（zhuāng）夾方式；各表麵的（de）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（yī））零件圖分析

　　零件圖分析是製定數（shù）控車削工（gōng）藝的首要（yào）任務。主要進行（háng）尺寸標（biāo）注方法分（fèn）析、輪廓幾何要素分析以及精度（dù）和技術要求分析。此外還應（yīng）分析零件結構和（hé）加工要求的（de）合理性，選擇（zé）工藝基（jī）準。

　　1．尺寸標注方法分析

　　零（líng）件圖上的尺寸標注方法應適應數控車（chē）床的加工特點，以同一基準標注尺寸或直（zhí）接給（gěi）出坐（zuò）標尺寸。這種標注方法既便於編程，又有利於（yú）設計基準、工（gōng）藝基準、測量（liàng）基準和編程原點的統一。如果零件（jiàn）圖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（jiàn）精度的前提下選擇統一的工藝基準。計算轉化各尺寸，以簡化編程計算。

　　2．輪（lún）廓幾何要（yào）素分析

　　在手工（gōng）編程時（shí），要計算每個節點坐標。在自動編程（chéng）時要對零（líng）件輪廓的所有幾何元素進行定義。因此（cǐ）在（zài）零件圖分析時，要（yào）分析幾何元素的給定條件是否充分（fèn）。

　　3．精度和技術要求分析

　　對被（bèi）加工零件的精度和技術進行分析，是零件工藝（yì）性分析的重要（yào）內（nèi）容，隻有在（zài）分析零件尺寸精度和表麵粗糙度的基礎上，才能正確合理地選擇加工方（fāng）法、裝夾方式、刀具及切（qiē）削用量（liàng）等。其主要內（nèi）容包括：分析精度及各項（xiàng）技術要（yào）求是否齊全、是否合理；分析本工序的數控車削加工精度能否達到圖紙要求，若達不（bú）到，允許采（cǎi）取其他加工方式彌補時，應給後續（xù）工序留（liú）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（qiē）削（注意：在車削端麵時，應（yīng）限製主軸最高轉速（sù）)。

（二）夾具和刀具的選擇

　　1．工件的裝夾與（yǔ）定位

　　數控車削加（jiā）工中盡可能做到一次裝夾後能加工出全（quán）部或大部分代加工表麵，盡量減（jiǎn）少裝（zhuāng）夾次數（shù），以提高加工效率、保證加工精度。對於軸類（lèi）零件，通常以零件自身的外圓柱麵作定位基準；對於套類零件（jiàn），則以內孔為定位基準。數控車床夾具除了使用通用的（de）三爪自動定心卡盤、四爪卡盤、液壓、電動（dòng）及氣（qì）動夾（jiá）具外，還有多種通用性較（jiào）好（hǎo）的專（zhuān）用夾具。實際操作時應合理選擇。金屬加工微信，內容不（bú）錯，值得關（guān）注。

　　2．刀具選擇

　　刀具的使用壽命（mìng）除與刀具材料相關外，還與刀（dāo）具的直徑有很大的關係。刀具直（zhí）徑越大，能承（chéng）受的切削用量也越大。所以（yǐ）在零（líng）件形狀（zhuàng）允許的情況下（xià），采用盡可能大的刀（dāo）具直徑是延長刀具壽命（mìng），提高生產率的有效措施。數控車（chē）削常用的刀具一（yī）般分為（wéi）3類。即尖形車刀、圓弧形車刀和成型車刀。

　　（1）尖（jiān）形車刀（dāo）。以直線形切（qiē）削刃為特征（zhēng）的車刀一般稱為尖形車刀。其刀尖由直線性的主、副切削刃構成，如外（wài）圓偏刀、端麵車刀等。這類車刀加工零件時（shí），零（líng）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（yí）後得到。

　　（2）圓弧形車刀。除可車削內外圓表麵（miàn）外（wài），特別適（shì）宜於車削各種（zhǒng）光滑連接的成型麵。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車（chē）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（suǒ）加工零件的輪廓形狀完全由車刀（dāo）刀刃的形狀和尺寸決定。數控車削加工中，常用（yòng）的成型車刀有小半徑圓弧（hú）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化。數控車（chē）削加工中，應盡量采用機夾可（kě）轉（zhuǎn）位式車刀。

（三（sān））切（qiē）削用量選擇

　　數控車削加工中的切削用量包括背吃刀量ap、主軸轉速S（或切削速度（dù）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提高數控車床（chuáng）的加工質量（liàng）至關重要。確定數控（kòng）車床的切削用量時一定要根據機床（chuáng）說明（míng）書中規定的要求，以及刀具的耐用度去選擇，也可結合實際經驗（yàn）采用類比法來確定。一般（bān）的選擇原則是：粗車時，首先考慮在機床剛度允許的情況下選擇盡可能（néng）大的（de）背吃刀量ap；其（qí）次（cì）選擇較大的進（jìn）給量f；最後再根據刀具允許的壽（shòu）命確定一個合適的切削速度（dù）υ。增（zēng）大背吃刀量可（kě）減少走刀次數，提高加工效（xiào）率，增（zēng）大進給量有利於斷屑。精車時，應著重考慮如何保證加工質量，並在此基礎上盡量提高（gāo）加工效率，因此宜選用較小的背吃刀量和（hé）進給量，盡可（kě）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為工件或刀／具直徑 mm)計算（suàn）得出，也可以查表或根據（jù）實踐經驗確定。

（四）劃分工序及擬定加工順序

　　1．工序（xù）劃分的原則

　　在數控車床上加工零件，常用的工序的劃分原則有（yǒu）兩種。

　　（1）保持精度原則。工序一般要求盡（jìn）可能地集中，粗、精加工通常會（huì）在一（yī）次裝夾（jiá）中全部完成（chéng）。

　　為減少熱變形和切削力變形對工件的形狀、位（wèi）置精度、尺寸精（jīng）度和表麵粗糙度的影響，則應將粗、精加工（gōng）分開進（jìn）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（lǜ），應將需要用同一把刀加工的加工部位都完成後，再（zài）換另一把刀來加工其他部位，同時應盡（jìn）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（àn）照粗車半精車精車的順序進行，逐步提（tí）高加工精度。

　　（2）先近後遠。離對刀點（diǎn）近的部位先加（jiā）工（gōng），離對刀（dāo）點遠的部位後加工（gōng），以（yǐ）便縮短刀具移動距離，減少空行程時間。此外，先（xiān）近後遠車削還有利於保持坯件或半成品的剛性，改善其切削條件。

　　（3）內外交叉。對既有內表（biǎo）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（jìn）行內外表麵的精加（jiā）工。

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