​數控車削加（jiā）工工藝及分（fèn）析

數控機床作為一種高效率（lǜ）的設備，欲充分發揮其高性能、高（gāo）精度（dù）和高自動化的（de）特點，除了必須掌握機床的性能、特點及（jí）操作方法外，還（hái）應在編程前進行詳細的工藝分析和確定合理的加工工藝，以得到最優的加工方案。

　　一、數控車削加工工藝（yì）的內容

　　數控車削（xuē）加工工藝是采用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（zhǔ）要內容包括（kuò）以下幾個方麵：

　　（一）選擇（zé）並確定零件（jiàn）的數控車削加工（gōng）內（nèi）容（róng）；

　　（二）對零件圖紙（zhǐ）進行數控車削加工工藝分析（xī）；

　　（三）工具、夾具的選（xuǎn）擇和調整設計；

　　（四）工序、工步的設計；

　　（五（wǔ））加工軌跡的計算和優化；

　　（六）數控車削加工程（chéng）序的編寫、校（xiào）驗與修（xiū）改；

　　（七）首件（jiàn）試加工（gōng）與現場問題的（de）處理（lǐ）；

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

　　二、數控車（chē）削加工工藝分析

　　工藝分（fèn）析是數控車削加工的前期工藝準備工作。工藝製定得合理與否，對程序的編（biān）製（zhì）、機床的加工效率和零件的加工（gōng）精度（dù）都有重要影響。為了編製（zhì）出一個合理的、實用的加工程序，要求編程者不僅要了解（jiě）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（gé）式，還應熟練掌握工件加工工藝，確（què）定合理的切削用量、正確地選用刀具和（hé）工件裝夾方法。因此（cǐ），應遵循一般（bān）的工藝原則並結合數控車床（chuáng）的特點，認真而詳細地進行數（shù）控車削加（jiā）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、夾具和切削用量的選擇等（děng）。

（一）零件圖分析

　　零件圖分析（xī）是製定數控車削工藝的首要任務。主要進行尺寸標注方法分析、輪（lún）廓幾何要素分析以及精度和（hé）技（jì）術要求分析（xī）。此外還應分（fèn）析零件結構和加工要求的合理性，選擇工藝基（jī）準。

　　1．尺寸標注方法分析

　　零件圖上的尺寸標注方法應（yīng）適應數控車床的（de）加工特點，以同一基準標注尺（chǐ）寸或直接給出坐標尺（chǐ）寸。這種標注方法既便於編程（chéng），又有利於設計基準、工藝基準、測量基準和編程原點（diǎn）的統一（yī）。如果（guǒ）零件圖（tú）上各方向的尺寸沒（méi）有統一的設（shè）計基準，可考慮在不影響零（líng）件精度的前（qián）提下選擇統（tǒng）一的工藝基準。計算轉化各尺寸，以簡化編程計算。

　　2．輪廓幾何要素分析

　　在（zài）手工編程時，要計（jì）算每（měi）個節（jiē）點坐標。在自動（dòng）編程時要對零件輪廓的所有幾何（hé）元（yuán）素進行定義。因此在零件圖分析時，要分析幾何元素（sù）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（xìng）分析的重要內容，隻有在分（fèn）析零件尺寸精度和表麵粗糙度的基礎（chǔ）上，才能正確合理地選（xuǎn）擇加工方法、裝夾方式、刀具（jù）及切削用量等。其主要（yào）內容包（bāo）括：分析精度及各（gè）項技術要求是否齊全、是否合理；分析本（běn）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（cǎi）取其他（tā）加（jiā）工方式彌補時，應給後續工序留有餘量；對圖紙上有位置精度要求的表麵，應保證在一次裝夾下完成；對表麵粗糙度要求（qiú）較高的表麵，應采（cǎi）用恒線速度（dù）切削（注意：在車削端麵時，應限製主軸最（zuì）高轉速)。

（二）夾具和刀具的選擇

　　1．工件的裝（zhuāng）夾與定（dìng）位

　　數控車削加工中盡可（kě）能做到一次裝夾後能加工出（chū）全部（bù）或大部（bù）分代加工表麵，盡量減少（shǎo）裝夾次數，以（yǐ）提高加工效率、保證加工精度。對於軸類零（líng）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（shǐ）用通用的三（sān）爪自動定（dìng）心卡盤、四爪卡（kǎ）盤、液壓、電動及氣動夾具外，還有多種通用性較（jiào）好的專用夾具。實際操作時（shí）應合理選擇。金屬加（jiā）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，能承受的切削用量也越大。所以在零件形狀允（yǔn）許的情況下，采用（yòng）盡可能大的刀具直徑是（shì）延長刀具壽命，提高生產率的有效措施。數控車削常用的刀（dāo）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。以直線形切削刃為特征的車刀一般稱為尖（jiān）形車刀。其刀尖由直（zhí）線性的主、副切（qiē）削刃構（gòu）成，如外圓偏刀、端麵車刀等（děng）。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（huò）一（yī）條直線形主切削刃位移後得（dé）到。

　　（2）圓弧（hú）形車刀。除可車削內外圓表麵外，特別適宜於車（chē）削各種光滑連接的成型麵。其特征為：構成主（zhǔ）切削刃的刀（dāo）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刀的刀尖，因此刀位點不（bú）在圓弧上，而在該圓弧（hú）的圓心上。

　　（3）成型車刀。即所加（jiā）工零件的輪廓（kuò）形狀完（wán）全由車刀刀刃的（de）形狀和尺寸決（jué）定。數控車削加工中，常用的成（chéng）型車（chē）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（hé）方便對刀，便（biàn）於實現機械加工的標準化。數控車削加工中，應盡量（liàng）采用機夾可轉（zhuǎn）位（wèi）式車刀。

（三（sān））切削用量選擇

　　數控車削加工中的切削用量包括背吃刀量ap、主軸轉（zhuǎn）速S（或切削（xuē）速度（dù）υ）及進給速（sù）度F（或進（jìn）給量f ）。

　　切（qiē）削用量的（de）選擇原則，合理（lǐ）選用切削（xuē）用（yòng）量對（duì）提高數控車床的加工質量至關重要（yào）。確定數控車床的切削用量時一定要根（gēn）據機床說（shuō）明書中規定的（de）要求，以及刀具的耐用度去選擇，也可結合實際經驗采用（yòng）類比（bǐ）法來確定。一（yī）般的選擇原則是：粗車時，首先（xiān）考慮在機床（chuáng）剛度允許的情（qíng）況下選擇盡（jìn）可能大的背吃刀量ap；其次選擇較大的進給量f；最後再根（gēn）據（jù）刀具允許的壽命確定一個合適的（de）切削速度υ。增大背吃刀量可減（jiǎn）少走刀次數，提高加工（gōng）效率，增大進（jìn）給量有利於斷屑。精車時，應著（zhe）重考慮如何保證加工質量，並在此基礎上盡量（liàng）提高加工效率，因此宜選用較小的背吃刀（dāo）量和進給量（liàng），盡可能地（dì）提（tí）高加工速度。主軸轉速S(r/min)可根據切削（xuē）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（yě）可以查表或根據實踐經驗確定（dìng）。

（四）劃（huá）分工序及擬定加工（gōng）順序

　　1．工序劃分的原則

　　在數控車床上加工零件，常用的工序的劃分（fèn）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。

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

　　（2）提高生（shēng）產效率原則。為減少換刀次數，節省換刀時間（jiān），提高生產效（xiào）率，應將需要用同（tóng）一把刀加工的加工部位都完成後，再換另（lìng）一把刀來加工其他部位（wèi），同時應盡量減少空行程。

　　2．確定加工順（shùn）序

　　製定加工順（shùn）序（xù）一般遵循下列原則：

　　（1）先粗後（hòu）精。按照粗車（chē）半（bàn）精車精車的順序進行，逐步（bù）提高加工精（jīng）度（dù）。

　　（2）先近後（hòu）遠。離對刀點近的部位先加（jiā）工，離對刀點遠的部位後加工（gōng），以便縮短刀具移動距（jù）離，減少空行程時間。此外，先近後遠車削還有利（lì）於保持（chí）坯（pī）件或半成品的剛性，改善（shàn）其切削條件。

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

　　（4）基麵先行。用（yòng）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（wù）差越小（xiǎo）。