數控車削加工工藝及分析

數控機床作為一（yī）種高效率的設（shè）備，欲充（chōng）分發揮其高性能（néng）、高精度和（hé）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（chéng）前進行詳細的工藝分析和確定合理的加（jiā）工工藝，以得到最優的加工方（fāng）案。

一、數控車削加工工藝的內容

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

（一）選擇並確定零件的（de）數（shù）控車削（xuē）加工（gōng）內容；

（二）對零件圖紙進行數控車削加工工藝分析；

（三）工具、夾具的選擇（zé）和調整設計（jì）；

（四）工序、工步的設計；

（五（wǔ））加工軌跡的計算和優化；

（六）數（shù）控（kòng）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處理；

（八（bā））編（biān）製數控加工工藝技術文件；總（zǒng）之，數（shù）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（gōng）藝分析

工藝分析是數控車削加（jiā）工的前期工藝準備工作。工藝製定得合理與否，對程序的（de）編（biān）製、機床的加工效率（lǜ）和零件的加工精度都有（yǒu）重要影響。為了編製出（chū）一個合（hé）理的、實用的加工程序，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，還應熟練掌握工（gōng）件加工工藝（yì），確定合理的切削用量、正確（què）地選（xuǎn）用刀具和（hé）工件裝夾（jiá）方法。因此，應遵循一般（bān）的工（gōng）藝原則並（bìng）結合數控車床的特點，認真而詳細地進行數控車削加工工藝分析。其主要內容有：根據圖紙分析零件的加工要求及其合理性；確定工件在數（shù）控車床上的裝（zhuāng）夾方（fāng）式（shì）；各表麵的加工順（shùn）序、刀具的進給（gěi）路線以及刀具、夾具和切削用量的選擇等。

（一）零件圖分析

零件圖分析是製定數控（kòng）車削工藝的首要任務。主要（yào）進行尺寸標注方法分（fèn）析、輪廓幾何（hé）要素分析以及精度和技術要求分析。此外還應分析零件（jiàn）結構和（hé）加工要求（qiú）的合理性，選擇工藝基準。

1．尺寸標注方法分析

零件圖上的尺寸標注方法（fǎ）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）接給出坐標尺寸。這種標注（zhù）方法既便於編程，又有利於設計基準、工（gōng）藝基準、測量基準和編程原點的統一。如果零件圖上各方向的尺（chǐ）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（xià）選擇統（tǒng）一的工藝（yì）基準。計算轉（zhuǎn）化各尺（chǐ）寸，以簡化編程計算。

2．輪廓幾何（hé）要素分析

在手工編程時，要計算（suàn）每個節點坐標。在自動編程時要對零件輪廓的所有幾何元（yuán）素進行定義。因此在零件（jiàn）圖分析時，要分析幾何（hé）元素的給定條（tiáo）件（jiàn）是（shì）否充分。

3．精度和（hé）技術要求分析

對被（bèi）加工零（líng）件的精度和技術進行分析，是（shì）零件工藝性分析的重（chóng）要內容，隻有在分析零件尺寸精度和表麵粗糙度的基礎上，才能（néng）正（zhèng）確合理地（dì）選擇加工方法、裝夾方式、刀（dāo）具及切削用量等。其主要內容包括：分析精度及（jí）各項技術要求是否齊全、是否（fǒu）合理；分析（xī）本工序的數控車削加工精度能（néng）否達到圖紙（zhǐ）要求，若達不到，允許采取其他加工方式彌補時，應給（gěi）後續工序留有餘量；對（duì）圖紙上有位置精（jīng）度要求的表麵（miàn），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（yì）：在車削端（duān）麵時，應限（xiàn）製（zhì）主軸最高轉速)。

（二）夾具和刀具的選擇

1．工件的裝夾與定位

數控車削加工中盡可能做到一次（cì）裝夾後能加（jiā）工出全部或（huò）大部分代加工表麵，盡量減少裝夾次數，以提高加工效率、保證加工精（jīng）度。對於軸類零件，通（tōng）常（cháng）以零件自身的外圓柱麵作定位基準；對於（yú）套類（lèi）零件，則以內孔為定位基準。數控車床夾具除（chú）了使用通用的三爪自動定（dìng）心卡盤、四爪卡（kǎ）盤、液壓、電動及（jí）氣動夾具外，還有（yǒu）多種通用性較好的（de）專用夾具。實際（jì）操作時應（yīng）合理選擇。金屬（shǔ）加工微信，內容不錯，值得關注。

2．刀具選擇

刀具的（de）使用壽命除與刀具材料（liào）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（de）切削用量也越大。所以在零件形狀允許的情況下，采用盡可能大的刀具直（zhí）徑是（shì）延長刀具壽（shòu）命，提高生（shēng）產率的有效措施。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（chē）刀。

（1）尖形車刀。以直（zhí）線形切削刃為特征（zhēng）的（de）車刀一般稱為尖形車刀。其刀尖由直（zhí）線性的主、副切削（xuē）刃構成，如外圓偏刀、端（duān）麵車刀等。這類車刀加工零件時，零件的輪廓形狀（zhuàng）主要由一個獨立的刀尖或一（yī）條直線形主切削刃位移後得到（dào）。

（2）圓弧形車刀。除可車削內外圓表麵外，特別適宜於車削各種（zhǒng）光滑連接（jiē）的（de）成型（xíng）麵。其（qí）特（tè）征為：構成主（zhǔ）切削刃的刀（dāo）刃形狀（zhuàng）為一圓度誤差或線（xiàn）輪廓誤差很小的（de）圓弧，該圓弧刃的每（měi）一點都是（shì）圓弧形車刀的刀尖，因此刀位點不在圓弧上，而在該圓弧的圓（yuán）心（xīn）上。

（3）成型車刀。即所加工零件的輪廓形狀完全由車刀刀刃的形狀（zhuàng）和尺寸決定。數控車削加工中，常用的成型車刀有小半徑圓弧車刀、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。數控車削加工中，應盡量采用機夾可轉位式車刀。

（三）切（qiē）削用（yòng）量選擇

數控車（chē）削加工中的切削用量包括（kuò）背吃刀量ap、主（zhǔ）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提高數控車床的加工質量至關重要。確定數控（kòng）車床的切削用量時一（yī）定要（yào）根據機（jī）床說明書中規定的要求，以及（jí）刀具（jù）的耐用度去選擇，也（yě）可結合實際經驗采用類比法來確定。一般的選擇原則（zé）是：粗（cū）車時，首先考慮在機床剛度允許的情況下選擇盡可能大的背吃刀量ap；其次（cì）選擇較大的進給（gěi）量f；最後（hòu）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，增大進給量有利於斷屑。精車時，應著重（chóng）考慮如何保證加工質量，並在（zài）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，盡可能地提高加工速度（dù）。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（huò）根據實踐經驗確（què）定。

（四）劃（huá）分工（gōng）序及擬定加工順序

1．工序劃分的原則

在數控車床上加工零件（jiàn），常用的工序的劃分原則有兩種。

（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（bù）完成。

為減少熱（rè）變形和切削力變（biàn）形對工件的形狀、位置（zhì）精（jīng）度、尺（chǐ）寸精度和表麵粗糙度的影響，則應將粗、精加工分開進行。

（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，應將（jiāng）需要用同（tóng）一把刀加工的加工部位（wèi）都完成後，再換（huàn）另一把刀來加工其他部位，同時應盡量減（jiǎn）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）先粗後精。按照粗車半精車精（jīng）車的順序進（jìn）行，逐步提高加工精度。

（2）先近後遠。離對刀點近的（de）部位先加（jiā）工，離對刀點遠的部位後（hòu）加工，以便縮短刀具移（yí）動距離，減少空行程時間（jiān）。此外，先近（jìn）後遠（yuǎn）車（chē）削還有利於保持坯件或半成品的（de）剛性，改善其切（qiē）削條件。

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

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