​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，欲充分發揮其高性能、高精度和高（gāo）自動化（huà）的特點，除了必（bì）須掌握機（jī）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（hé）確定合理的加工工藝，以（yǐ）得到（dào）最（zuì）優的加工方案。

　　一（yī）、數控車削加工工藝（yì）的內容

　　數控車削加工（gōng）工藝是采用數控車床加工零件時所運用的方法和（hé）技術手段的總（zǒng）和。其主要內容包括以（yǐ）下幾個方（fāng）麵：

　　（一）選擇並確定零件的數控車削加工內容（róng）；

　　（二）對零件圖紙進行數控車削加工工藝分析；

　　（三）工具、夾具的選（xuǎn）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（jiā）工程序的編寫（xiě）、校驗與修改；

　　（七）首件試加工與現場問題的處理；

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

　　二、數控車削加工工藝（yì）分（fèn）析（xī）

　　工藝分析是數控車削加工的前期工藝準備工作。工藝製定得合理（lǐ）與否（fǒu），對程序的編製（zhì）、機床的加工效率和零件（jiàn）的加工精度都有重要影響。為了編（biān）製出一個合理的、實用的加工程序，要求編程者不僅要了解數控車床（chuáng）的工作原理、性能特點及結構。掌握編程（chéng）語言及編程格式，還應熟練掌（zhǎng）握工件加工工藝，確定合理（lǐ）的切削用量、正確地選（xuǎn）用刀具和工件裝夾（jiá）方法。因此，應遵循一（yī）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車（chē）削（xuē）加工工藝分析。其主要內容有：根據圖紙分析零件的加工要求（qiú）及其合理性；確定工件在數控車（chē）床上的裝（zhuāng）夾（jiá）方式；各表麵的加工順序、刀具的進給路（lù）線以及刀具、夾具和切削用量的選擇等。

（一）零件圖分析

　　零（líng）件圖分析是製定數控（kòng）車削工藝的首要任務。主要進行尺寸標注方法分析、輪廓幾何要素分析以及（jí）精度和技術要（yào）求分析（xī）。此外還應（yīng）分析零（líng）件結構和加工要求的合理性，選（xuǎn）擇（zé）工藝基準。

　　1．尺寸（cùn）標注方法分析

　　零件圖上的尺寸標注方（fāng）法應適應數控車（chē）床的加工特點，以同一基準（zhǔn）標注尺寸或直（zhí）接給出坐標尺寸。這種標注方（fāng）法（fǎ）既便於編程，又有利於設計（jì）基準、工藝基（jī）準、測量基準和（hé）編程原點的統一。如果零件圖上各方向的尺寸沒有統一的設計基準（zhǔn），可考慮在不（bú）影響零件（jiàn）精（jīng）度的前提下（xià）選擇統一的工藝基準。計（jì）算轉化各尺寸，以（yǐ）簡化編程計算。

　　2．輪（lún）廓幾何要素分（fèn）析

　　在手（shǒu）工編程時，要計算每個節點坐標。在自動（dòng）編程時要對零件輪廓的（de）所有幾何元素進行定義。因此在零件圖分（fèn）析時，要分析幾何元素的給定條件是否充分。

　　3．精度（dù）和技術要求分析

　　對被加工零件的精度和技術進行分析，是（shì）零件工藝性分析的重要內容（róng），隻有在分析零件尺寸精度和表麵粗糙度（dù）的基礎（chǔ）上，才能正確合理地選擇加（jiā）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（xiàng）技術要（yào）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，若達不到，允許采（cǎi）取（qǔ）其他加工方式彌補時，應（yīng）給後（hòu）續工序留有餘量；對圖紙上有位置精（jīng）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，應采用恒線速度切削（注意：在車（chē）削端麵時，應限製主軸（zhóu）最高轉速)。

（二）夾具和（hé）刀具的（de）選擇

　　1．工件（jiàn）的裝夾與定位

　　數控車削加工中盡可能（néng）做到一次裝夾後能加工（gōng）出全部或大（dà）部分代加工（gōng）表麵，盡量減少裝夾次數，以提高加工效（xiào）率、保證加工精度。對於軸類零件，通常以零件自身的外（wài）圓柱麵作定位（wèi）基準；對於套類零件，則以內孔為定位基準。數（shù）控車床夾具除（chú）了使（shǐ）用通用（yòng）的三爪（zhǎo）自動定心卡盤（pán）、四爪卡盤、液壓、電動及氣動夾具外，還有多（duō）種通用性較好的專用夾（jiá）具。實際操作時（shí）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（shǐ）用壽命除與刀具材料相關外，還與刀具（jù）的直徑有很大的關（guān）係。刀具直（zhí）徑越大，能承受的切削用量（liàng）也越大。所以在零件（jiàn）形狀允許的情況（kuàng）下，采用盡（jìn）可能大的刀具直徑是延長刀具壽命，提高生產率的有效措施。數控車削常用的刀具一般（bān）分為3類。即尖形車刀、圓弧形車刀和成型車刀。

　　（1）尖形車刀。以直線形切削（xuē）刃為特征的車刀一般稱為尖形車刀。其刀尖由直（zhí）線性的（de）主、副切削刃構成，如外圓偏刀、端麵（miàn）車刀等。這類車刀加工零件（jiàn）時，零件的（de）輪廓形狀主要（yào）由一個（gè）獨立的刀尖或一條直線形主切削刃位移後得到。

　　（2）圓弧形車刀。除可車削內外圓表麵外，特別適宜於車削（xuē）各種光滑連（lián）接的成型麵。其（qí）特征（zhēng）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（shì）圓弧形車刀的刀（dāo）尖，因此刀位點不在圓弧上，而（ér）在該圓弧的圓心上。

　　（3）成型車刀。即所加工（gōng）零件的輪廓形（xíng）狀完全由車刀刀刃的形狀和尺寸決定。數控車削加（jiā）工中，常用的（de）成型車（chē）刀有小半徑圓弧車刀、車槽刀和螺紋車（chē）刀等。為了減少換刀時間和方（fāng）便對刀，便於實現機（jī）械加工的標準化。數控車削加工中，應盡量采用機夾可（kě）轉位式車刀（dāo）。

（三）切削用量選擇

　　數控車削加工中的（de）切削用量（liàng）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（yuán）則，合理選用切削用量（liàng）對提高數控車床的加工質量（liàng）至關重要。確定數控車床的切削用量時一（yī）定要根據機床說明書中（zhōng）規（guī）定的要求，以及刀具（jù）的耐用度去選（xuǎn）擇，也可結（jié）合實際經驗采用類比法來確（què）定。一（yī）般（bān）的選擇（zé）原則是：粗車時，首先考慮在機床剛度允許（xǔ）的（de）情況下選（xuǎn）擇盡可能大的背吃刀量ap；其（qí）次選（xuǎn）擇較大的進給量f；最後再根據刀具允許的壽命確定一個合適的切削速度υ。增大背吃刀量可減少走刀次數，提高加工效率（lǜ），增大進給量有利於斷屑。精（jīng）車時，應著重考慮如何保證加工質量（liàng），並在此基礎上盡量提高加工（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（jiā）工速度（dù）。主軸轉（zhuǎn）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)計算得出，也可以查表或根據實（shí）踐經驗確定。

（四）劃分（fèn）工序及擬定加工順序（xù）

　　1．工序劃分的原則

　　在數（shù）控車床（chuáng）上加（jiā）工（gōng）零件，常用的工序的劃分（fèn）原則有兩種。

　　（1）保持（chí）精度原則。工序一般要求盡可能地集中，粗（cū）、精加工通（tōng）常會（huì）在一（yī）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（de）形狀、位置精度、尺寸精度和表麵粗糙度的影響，則應將粗、精加工分開進行（háng）。

　　（2）提高生產效率（lǜ）原（yuán）則。為減少換刀次數（shù），節省換刀時間，提高生產（chǎn）效率（lǜ），應將（jiāng）需要用（yòng）同一把刀加工的加工部位都（dōu）完成後，再換另一把刀來加工其他（tā）部（bù）位，同時應盡量減少空行程。

　　2．確定加工順序

　　製（zhì）定加工順序一般遵循下列原則：

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

　　（2）先近後（hòu）遠（yuǎn）。離對刀點近的部位（wèi）先加工，離對刀點遠的部位後（hòu）加工，以（yǐ）便縮短刀具移動距離，減少空行程時間。此外，先近後遠車削還有利於保持坯（pī）件或（huò）半成品的剛性（xìng），改善其切削條件。

　　（3）內（nèi）外交叉。對既（jì）有內表麵又有外表麵需加工的零件，應（yīng）先進行內外表麵的粗（cū）加工，後（hòu）進行內外（wài）表麵的精加工。

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