​數（shù）控車削加工工藝及分析

數（shù）控機床（chuáng）作為一種高效率的（de）設備，欲（yù）充分發揮（huī）其高（gāo）性能、高精度（dù）和高自動化的特點，除了必（bì）須掌握機床的性能、特點及操作方法（fǎ）外，還應在編程前進（jìn）行詳細的工藝分析和確定（dìng）合理的加工工藝，以得到最優的加工方案（àn）。

　　一、數（shù）控車削加工工藝的（de）內容

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

　　（一）選擇並確定零件的數控車削（xuē）加工內容；

　　（二）對零件圖紙進行數控車削加工工藝分析；

　　（三（sān））工具、夾具的選擇和調整設計；

　　（四）工序、工步的設計；

　　（五）加（jiā）工軌跡的（de）計算和（hé）優化；

　　（六）數控車削（xuē）加工程序的編寫、校驗與修改；

　　（七）首件試加（jiā）工（gōng）與現場問題（tí）的處理；

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

　　二、數控車削加工工藝分析

　　工藝分析是（shì）數控車削加工的前期工藝準（zhǔn）備工作。工藝製定得合理（lǐ）與否（fǒu），對程序的編製、機床的加工效率和零件的加（jiā）工精度都有重要（yào）影響。為了編製出一個（gè）合理的、實用的加工程序，要求（qiú）編程者不僅要了解數控車（chē）床的工作原理、性能特點及結構。掌握編程語言及（jí）編程格式，還應熟（shú）練（liàn）掌握工件加工工藝，確定合理（lǐ）的切削（xuē）用量、正確地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（kòng）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（yào）求及其合（hé）理性；確定（dìng）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（gěi）路線（xiàn）以（yǐ）及刀（dāo）具、夾具和切削用量（liàng）的選擇等。

（一）零件圖分析

　　零件圖分析是製定數控車削工藝（yì）的首要任務。主要進（jìn）行尺寸標注方法分析、輪廓（kuò）幾（jǐ）何要（yào）素分析（xī）以及精度和技術要求分析。此外還應分析零件結構（gòu）和加工要求的合理性，選擇工（gōng）藝基準。

　　1．尺寸標注方法分析

　　零件圖上的尺寸標注（zhù）方法應適應數控車床的（de）加（jiā）工特點，以同（tóng）一基準標注尺寸或直（zhí）接給出坐標尺寸。這種標注方（fāng）法既便於（yú）編程，又有利於設計基準、工藝（yì）基準、測量基準和編程原點的統（tǒng）一。如果（guǒ）零（líng）件圖上各方向的尺寸沒有統一的設計基準，可考慮在不影響（xiǎng）零件精度的前提下選擇統一的工藝基準。計算轉化（huà）各尺寸，以簡（jiǎn）化編（biān）程計算。

　　2．輪廓幾何要素分析

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

　　3．精度和技術要（yào）求分析

　　對被加工零件的精度和技術進行分（fèn）析，是零件工藝性分析的重要內容，隻（zhī）有在分析零（líng）件尺寸精度和表麵（miàn）粗糙度的基礎上，才能正確合理地選擇加工方法、裝夾方式、刀具及切削用量等。其主要內容包括：分析精（jīng）度及各項技術要求是否齊全、是（shì）否（fǒu）合理；分析本（běn）工序（xù）的數控車削加工精度能否達到圖紙要求（qiú），若達不到，允許采取其他加工方（fāng）式彌補時，應給後續工序留有餘量；對圖紙上有位置精度要求的（de）表麵，應保（bǎo）證在一次裝（zhuāng）夾下完成；對表麵粗糙度要求較高（gāo）的（de）表（biǎo）麵，應采用恒線（xiàn）速度切削（注意：在車削端麵時，應（yīng）限製主軸最高轉速)。

（二）夾具和刀具的選擇

　　1．工件的裝夾與定位

　　數控車削（xuē）加工中盡可能做到一次裝夾後（hòu）能加工出全部或大部（bù）分代加（jiā）工（gōng）表麵，盡（jìn）量減少裝夾次（cì）數，以提高加工效率、保證加（jiā）工精度。對於軸類零件，通常以零件自身的外圓柱麵作定位基準；對於套類零件，則以內孔為定位基準。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，還（hái）有多種通用性較好的專用夾具。實際操作時應合理選擇。金屬加（jiā）工微（wēi）信，內容不錯，值得關注。

　　2．刀具選擇

　　刀具的使用（yòng）壽命除與刀具材料相關外，還與刀（dāo）具的直徑有很大的（de）關係。刀具直徑越大，能承受的切削（xuē）用量也越大。所以（yǐ）在零件（jiàn）形狀允許的情況下，采用盡可能大的（de）刀具直徑是延長刀（dāo）具壽命（mìng），提高生（shēng）產率的有效措（cuò）施。數控車削常用的刀具一般分為3類。即尖（jiān）形車刀、圓弧形車刀和成型車刀。

　　（1）尖形車（chē）刀。以直線形切削刃（rèn）為特征的車刀一般稱為尖形車刀。其刀尖由（yóu）直線性的主、副切削刃構成，如外圓偏（piān）刀、端麵車（chē）刀等。這類車刀加工零件時，零件的輪廓形（xíng）狀主要由一個獨立的刀尖（jiān）或一條直線形主切削刃位（wèi）移（yí）後得到。

　　（2）圓弧形車刀。除可車削內外圓表麵外，特（tè）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形狀為一圓（yuán）度誤差（chà）或線輪廓誤差（chà）很小的圓弧（hú），該圓弧（hú）刃的每一點都是圓弧形車（chē）刀的刀尖，因此刀（dāo）位點不在圓弧上，而（ér）在該圓弧的圓心上。

　　（3）成型車刀。即所加工零件的輪廓形狀完全由車刀刀（dāo）刃的（de）形狀和尺寸（cùn）決定。數控車削（xuē）加工中，常用的成型車刀有小半（bàn）徑圓弧車刀、車槽（cáo）刀和螺（luó）紋車刀等。為了減少換刀時間和方便對刀，便於實現機（jī）械加工的（de）標準（zhǔn）化。數控車削加工（gōng）中，應盡量采用（yòng）機夾可轉位式車刀。

（三）切（qiē）削（xuē）用量選擇（zé）

　　數（shù）控車削加工中的切削用量包（bāo）括背吃刀量（liàng）ap、主軸轉速S（或切（qiē）削速度υ）及（jí）進給速度F（或進給量（liàng）f ）。

　　切削用量的選（xuǎn）擇原（yuán）則，合理（lǐ）選用（yòng）切削用量對提高數控車床的加工質量至關重要。確定數控車床的切削用量時一定要根據機床說明書中（zhōng）規定的要求，以及刀具的耐用度（dù）去（qù）選擇，也可結合實際（jì）經驗采用類比法來（lái）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（kuàng）下選擇盡可能大（dà）的背吃刀量ap；其次選擇較大的進給量（liàng）f；最後再根據刀具允（yǔn）許的壽（shòu）命確定一個合適的切（qiē）削（xuē）速度υ。增大（dà）背吃刀量可（kě）減少（shǎo）走（zǒu）刀次（cì）數，提高（gāo）加工效率（lǜ），增大（dà）進給量有利（lì）於斷（duàn）屑。精車時，應著重考慮如何保證加工質量，並在（zài）此基礎上盡量提高加（jiā）工效率，因此宜選用較小的背吃刀量和進給（gěi）量，盡可能地提高加（jiā）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)計算得出，也可（kě）以（yǐ）查表或根據實踐經驗（yàn）確（què）定。

（四）劃分工序及擬定加工順序

　　1．工序劃分的原則

　　在數控車床上（shàng）加工零件，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（qiú）盡可能地集中，粗、精加工通常會在一次裝（zhuāng）夾中全部完成（chéng）。

　　為減少熱變形和切削力變形對工件的（de）形狀、位（wèi）置精度、尺寸精度和表麵粗糙度（dù）的影響，則應將粗、精加工分開進行。

　　（2）提高生產效（xiào）率（lǜ）原則。為減少換刀次數，節省換刀時間，提高（gāo）生產（chǎn）效（xiào）率，應將需（xū）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。按照粗車半精車精車的順序進行，逐步提高加工精度。

　　（2）先近後（hòu）遠。離對刀（dāo）點近的部位先加工，離對刀點遠（yuǎn）的部位後加工（gōng），以便縮短（duǎn）刀具（jù）移動（dòng）距離，減少空行程時間。此外，先近後遠車削（xuē）還有利於保持坯件或半成品（pǐn）的剛性，改善其（qí）切削條件。

　　（3）內外交叉。對既有內表麵又有外表麵（miàn）需加工的零件，應先進行內外表麵的粗加工（gōng），後（hòu）進行內外表麵的精加工。

　　（4）基麵（miàn）先行。用作精基準的表（biǎo）麵（miàn）應優先加工（gōng）出來，定位基準的表麵（miàn）越精確，裝夾誤差越小。