​數控車削加工工藝及分析

數控（kòng）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（dòng）化的特（tè）點，除了（le）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（xì）的工藝分析和確定合理（lǐ）的加工工（gōng）藝（yì），以得到最優的加工方案。

一、數控車（chē）削加工工藝的內（nèi）容

數控車削加（jiā）工工藝是采用（yòng）數控車床加工零件時所運用的方法和技術手段的總和。其主要內容包括（kuò）以下幾個方麵：

（一）選（xuǎn）擇並確定零件的數控車削加工（gōng）內容；

（二）對零件圖紙進行數控車削加工（gōng）工藝分析；

（三）工具、夾具（jù）的選擇和調整設計；

（四）工序、工步的設計；

（五）加工（gōng）軌跡的計（jì）算和優化（huà）；

（六）數控車（chē）削加工程序的編寫、校驗與（yǔ）修（xiū）改；

（七）首件試加工與現場問題的處理；

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

二、數控車削加工工（gōng）藝分析（xī）

工藝分析是數控（kòng）車（chē）削加工的前期工藝準備工作。工藝製定得合（hé）理與否，對程序的編製、機床（chuáng）的加工效率和零件的加（jiā）工精度都有（yǒu）重要影響。為（wéi）了編製出一個合理（lǐ）的、實用的加工程序，要求編程者不僅（jǐn）要了（le）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（gōng）件加工工藝，確定合理的切削用量、正確地（dì）選用刀具和工件裝夾方（fāng）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車（chē）削加工（gōng）工藝分析。其主要內（nèi）容（róng）有：根據圖（tú）紙分析零（líng）件的（de）加工要求及其合理性；確定工件在數控車床上的裝夾方式；各表麵的加工順序、刀具的進給路線以及刀具、夾具和切削（xuē）用量的選擇等。

（一）零件圖分析（xī）

零件圖分（fèn）析是製定（dìng）數控（kòng）車削工藝的首要任務（wù）。主要進行尺寸標（biāo）注方法分析、輪廓幾（jǐ）何要素分析以（yǐ）及精度和技術要求分析。此外還應分析零件結構和加工要求的合理性，選（xuǎn）擇工藝基準（zhǔn）。

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點，以同一基準標注（zhù）尺寸或直接（jiē）給出坐標（biāo）尺寸。這種標（biāo）注方法既便於編程，又有利於設計基準、工藝基準、測量基準和編程原點的統一（yī）。如果零件圖上（shàng）各方向的尺寸沒有統一的設計（jì）基（jī）準，可考慮在（zài）不影響零件精度的前提下選擇統一的工藝基準。計算轉化各尺寸（cùn），以簡化編程計算。

2．輪廓幾何（hé）要素分析

在手工編（biān）程時，要計算每個（gè）節點（diǎn）坐標。在自動編程時要（yào）對零件輪廓（kuò）的所有幾何元素進行定義。因（yīn）此在零件圖分析時，要分析幾何元素的給定條件是否充分。

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，是零件工藝性分析的重要內（nèi）容（róng），隻有（yǒu）在分析零件尺寸精度和表麵粗糙度的基礎上，才（cái）能正確合理地選擇加工方（fāng）法（fǎ）、裝夾方式、刀（dāo）具及切削用量等。其主要內容包括：分（fèn）析精度及各項技術要求是否齊全、是否合理；分析本工序的數控車削（xuē）加工精度能否達（dá）到圖紙要求，若達不到，允（yǔn）許采取（qǔ）其他加工方式彌補時（shí），應給後續工序留有餘量；對圖紙上有位置精度（dù）要求的表麵，應保證在（zài）一次裝夾下完成；對表麵粗糙度要求（qiú）較高的表麵，應采用恒（héng）線速度切削（注意：在車削端麵（miàn）時（shí），應限製主軸最（zuì）高轉速)。

（二）夾具和刀具的（de）選擇

1．工件的裝夾（jiá）與定位

數控車削加工（gōng）中盡可能做到一次裝夾後能加工出全部或大部分代加工（gōng）表麵，盡量減少裝夾次（cì）數，以提高加工效率、保（bǎo）證加工精度。對於軸類零件，通常以（yǐ）零件（jiàn）自身的外圓柱麵作（zuò）定位基準；對於套類零件（jiàn），則以（yǐ）內孔為定位基準。數控車床夾具除了使用通用的三爪自動定心卡盤、四爪卡盤、液壓、電動及氣動夾具外（wài），還有多種（zhǒng）通用性較好的專用夾具。實（shí）際（jì）操（cāo）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（liào）相關外，還與刀具的（de）直徑有很大的（de）關係。刀具直徑（jìng）越大，能承受的切削用量也越大。所以在零（líng）件形狀允許的情（qíng）況下，采用盡可能大的（de）刀具直徑是延長刀具壽命，提高生產率的有效措（cuò）施。數控車削常用（yòng）的刀具一般分為3類。即尖形車（chē）刀、圓弧形（xíng）車刀和成型車刀。

（1）尖形車（chē）刀（dāo）。以直線形切削刃為特征的車（chē）刀一般稱為（wéi）尖形車刀。其刀尖由直線（xiàn）性的（de）主、副切削刃構成（chéng），如外圓偏刀、端麵車（chē）刀（dāo）等。這類車刀加工零（líng）件時，零件的輪廓形狀主要由一個獨立的刀（dāo）尖（jiān）或一條直線形主切削刃位移後得到。

（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光滑連接的成型麵。其特征為：構成主切削刃的刀刃（rèn）形狀為一（yī）圓度誤差（chà）或（huò）線輪廓誤差很小（xiǎo）的圓弧，該（gāi）圓弧刃的每一點都是圓弧形車刀的刀尖，因（yīn）此刀位點不在圓弧上，而在該圓弧的圓心上。

（3）成型車刀（dāo）。即所加工零件的輪廓形狀完全由（yóu）車刀刀刃的形狀和尺（chǐ）寸決定。數控車削加（jiā）工中，常用的成型（xíng）車刀有小半徑圓弧車（chē）刀、車槽刀和螺紋（wén）車（chē）刀（dāo）等。為了減少換刀時間和方便（biàn）對刀，便於實現機械加工的標準化。數控車削加工中，應盡（jìn）量采用（yòng）機夾可轉位式車刀。

（三）切削用量選擇

數控車（chē）削加（jiā）工中的切削用量包（bāo）括背吃刀量ap、主軸轉速S（或（huò）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提高數控車床的加工質量至（zhì）關重要。確定數控車床的切削用量時一定要根據機床（chuáng）說明書中規定的要（yào）求，以及刀具的耐（nài）用度去選擇，也可結合實際經驗采用類（lèi）比法來確定。一般的（de）選擇原則是：粗車時，首先考慮在機床剛（gāng）度允許的情況下選擇盡可能大的背（bèi）吃刀量ap；其次選擇較大（dà）的進給量f；最後再根（gēn）據刀具允許的壽命確定（dìng）一個（gè）合適的切削速（sù）度υ。增大背吃刀量可減（jiǎn）少（shǎo）走刀（dāo）次數，提高加工效率，增大進給量（liàng）有利於斷屑。精車時，應著（zhe）重（chóng）考慮如何保證加工質量，並在此基礎上盡量提（tí）高加工（gōng）效率，因（yīn）此宜選用較小的背吃刀（dāo）量和進（jìn）給（gěi）量，盡可能地提高加工速度。主（zhǔ）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（gōng）件或刀／具直（zhí）徑 mm)計算得出，也（yě）可以查表或根據實踐經驗確（què）定。

（四）劃分工序及擬定加工順序（xù）

1．工序劃分的原則

在數控車床上（shàng）加工零件，常用的工序（xù）的（de）劃分原則有兩種。

（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部完成。

為減少熱變形和切（qiē）削力變形對工件的形狀、位置（zhì）精度、尺寸精度和表麵粗糙度的影（yǐng）響，則應將粗、精加工分開進（jìn）行。

（2）提高生產效率原（yuán）則。為減少換刀次數，節省換刀（dāo）時間，提高生產效率，應將需（xū）要用同一把刀加（jiā）工的加工部位都完成後（hòu），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

製定加工順序一般遵循下列原則：

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

（2）先近後遠。離對刀點近的部位（wèi）先（xiān）加工，離對刀點遠的部位後加工，以便縮短刀（dāo）具移動距離，減少（shǎo）空行程時間。此外，先近後遠車削還有利（lì）於保持坯件或半成（chéng）品的剛性，改善其（qí）切削條件（jiàn）。

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

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