​數控車削加工工藝及分析

數控機床作為一種高效率的設（shè）備，欲充分發揮其高（gāo）性能、高精度和高（gāo）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，還應在編程前進行詳細的（de）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。

一（yī）、數控（kòng）車削（xuē）加工工藝（yì）的內容

數（shù）控車削加工工藝是采用數控（kòng）車床加工零件時所運（yùn）用的方（fāng）法（fǎ）和技術手段（duàn）的總和。其主要內容包括以下幾個方麵：

（一）選擇並確定零件的數控（kòng）車削加（jiā）工內容；

（二）對零件圖紙進行數控車削加工工藝分析；

（三）工具、夾具的選擇和調整設計；

（四）工序、工（gōng）步的設計；

（五）加工軌跡的（de）計算和優化；

（六）數控車削（xuē）加工程序的編寫、校驗與修改；

（七）首件（jiàn）試加工與現場問（wèn）題的處理（lǐ）；

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

二、數控車（chē）削加工工（gōng）藝分析

工（gōng）藝分析是數控車削加工的前期工藝準備工作。工藝製定得合理與否，對程序的編製、機床的（de）加工效率和零件的加工（gōng）精度都有重要影（yǐng）響（xiǎng）。為了編製出一個合理的、實（shí）用的加工程序（xù），要求編程者不僅要了解數控車（chē）床（chuáng）的工（gōng）作（zuò）原理、性能特點及結構。掌（zhǎng）握（wò）編程語言及編程格式（shì），還應熟（shú）練掌握工（gōng）件加工工藝，確定合理（lǐ）的（de）切（qiē）削用量（liàng）、正確地選用刀具和（hé）工件（jiàn）裝夾方法。因此，應（yīng）遵循一般的工藝原則並結合數控車床的（de）特點，認真而詳細地進行（háng）數控車（chē）削加工工藝分析。其主要內（nèi）容有：根（gēn）據圖（tú）紙分析零件的加工要求及（jí）其（qí）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（xù）、刀具（jù）的進給路（lù）線以及（jí）刀具、夾具和切削用量的（de）選擇等（děng）。

（一（yī））零件圖分析

零件圖分析是製定數（shù）控車削（xuē）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精度和技術要求（qiú）分析。此外還應分析零件結構和加工要求的合理性，選擇工（gōng）藝（yì）基準（zhǔn）。

1．尺（chǐ）寸標注方法分（fèn）析

零（líng）件圖上的尺寸標注方法應適應數控車（chē）床的（de）加工特點，以同一基準標注尺寸或直接給出坐標尺寸。這種標注方法既便於編程，又有利於（yú）設計（jì）基準、工藝基準（zhǔn）、測量基準和編程原點的統一。如果零件圖上各（gè）方向的尺寸沒有統一的設計基（jī）準，可考慮在不影響零件精度的前提下選（xuǎn）擇統一的工（gōng）藝基準。計算轉（zhuǎn）化各尺寸，以簡化編程計算。

2．輪廓幾何要素分析

在手（shǒu）工編程時，要計算每個（gè）節點坐標。在自（zì）動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（shí），要分析幾（jǐ）何元素的（de）給定條件是否充分。

3．精度和技術要求分析

對被加工零件的精度和技術進行分析，是零件工藝性分（fèn）析的重要內容，隻有（yǒu）在（zài）分析零件尺寸精度和表麵粗糙度的基礎上，才能正（zhèng）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（róng）包括：分析精度及各項技術要求是否齊全、是否合理；分析本工序的（de）數控車削加工精度能否達（dá）到圖紙要求（qiú），若達不（bú）到，允許采取（qǔ）其他加工方式彌補時，應給後續工序留有餘量；對圖紙（zhǐ）上有位置精度要求的表麵，應保證在一次裝夾下（xià）完成；對表麵粗糙度要求較高的表麵，應采用（yòng）恒線速度切（qiē）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（de）選（xuǎn）擇

1．工件的（de）裝夾與定位

數控車削加工中盡可能做到（dào）一次裝夾後能加工出全部（bù）或大部分代加工表麵，盡量減少裝夾次數，以提高加工效率、保證加工精度。對於軸類零件，通常以（yǐ）零件自身的外圓柱麵作定位（wèi）基準；對於套類零（líng）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（dòng）及氣動夾具外，還有多（duō）種通用性（xìng）較好的專用（yòng）夾具。實際操作時應合理選擇。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（yǔ）刀具材料相關外，還（hái）與刀具的直（zhí）徑有很大的關係。刀具直徑越大，能承受的切削用量也越大（dà）。所（suǒ）以在零件（jiàn）形狀允許（xǔ）的情況（kuàng）下，采用盡可能大（dà）的刀（dāo）具直（zhí）徑是延長（zhǎng）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分為3類。即（jí）尖形車刀、圓弧形車（chē）刀和成型車刀。

（1）尖形車刀。以直線形切削刃為特（tè）征的車刀一般稱為尖形（xíng）車刀。其刀尖由直線性的主、副切（qiē）削刃構成，如外圓偏刀、端麵車刀等。這類車刀加工零（líng）件時，零件（jiàn）的輪（lún）廓形狀主（zhǔ）要由一個獨立的刀尖或一（yī）條直線（xiàn）形主切削刃位移後（hòu）得到。

（2）圓（yuán）弧形車（chē）刀。除可車削內外圓表麵外，特（tè）別適（shì）宜於車削各種光滑連（lián）接（jiē）的（de）成（chéng）型麵。其特征為：構成主（zhǔ）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（yī）點都是圓弧形（xíng）車刀的刀（dāo）尖，因此刀位點不在圓弧上，而在該圓弧的圓心上。

（3）成型車（chē）刀。即所（suǒ）加工零（líng）件的輪（lún）廓形狀（zhuàng）完全由車刀刀刃的形狀和尺寸決定。數控車削加工中，常用的成型車刀有小半徑圓弧（hú）車刀、車槽刀（dāo）和螺（luó）紋車刀等。為了減少換刀時間和方便對刀，便於實現機械加工（gōng）的標準（zhǔn）化。數控車削加工中，應盡量采用（yòng）機夾可轉（zhuǎn）位（wèi）式車刀。

（三）切削用量（liàng）選（xuǎn）擇

數控車削加工（gōng）中的切削用量包括背吃刀（dāo）量ap、主軸轉速S（或切削（xuē）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（qiē）削（xuē）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說（shuō）明書中規（guī）定的要求，以及刀具的耐用（yòng）度去選擇，也可結合實際經驗采用（yòng）類比法來確定。一般的選擇原則是：粗車時（shí），首先考慮在機床（chuáng）剛度允許的情況下選擇盡可能大的背吃刀量ap；其次選擇較（jiào）大的進給量f；最後再根據刀具允許的壽命確定一個合適（shì）的切削速度υ。增（zēng）大背吃刀量可減少走刀（dāo）次數，提高加工效（xiào）率，增大進給量有（yǒu）利於斷（duàn）屑。精車時（shí），應著重（chóng）考慮如何保證加工質量，並在此基礎上盡量提高加工（gōng）效率，因此（cǐ）宜選（xuǎn）用較（jiào）小的背吃刀量和進給量，盡可能地提高加工速度。主軸轉速S(r/min)可根（gēn）據切削（xuē）速度υ(mm/min)由公式 S=υ1000／πD(D為工件或（huò）刀／具直徑（jìng） mm)計算得出（chū），也可以查表或根據實踐經驗確定。

（四）劃分工序及擬定加工順序

1．工序劃分的原則

在數控車床上加工零（líng）件，常用的工序的劃（huá）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（gōng）通常會在一次裝夾中全部完成。

為減少熱變形和切削力變形（xíng）對工件的形（xíng）狀、位置精度、尺寸精度（dù）和表麵粗糙度的影響，則應將粗、精（jīng）加（jiā）工分開（kāi）進行。

（2）提高生產（chǎn）效率原則（zé）。為減少換刀次數，節省（shěng）換刀時間，提高生產效率，應將需要用同一把刀加（jiā）工的加工部位都（dōu）完（wán）成後，再換另一把（bǎ）刀來加（jiā）工（gōng）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（zūn）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（gōng）精（jīng）度。

（2）先近後遠。離對刀點近的部位先（xiān）加（jiā）工，離對刀點遠的部位後加工，以便縮短刀具移動距離，減少空（kōng）行程時間。此外，先近後遠車（chē）削還有利於保持坯件或半成品的剛性，改善其切削（xuē）條件。

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

（4）基麵先（xiān）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。