​數控車削加工工藝及分析

數控機（jī）床作為一種高（gāo）效率的設（shè）備，欲充分發揮其高（gāo）性能、高精度和高自動化的特點，除（chú）了必須掌握機床的性能、特點及操作方（fāng）法外，還應在編程前進行詳細的工（gōng）藝分析和確定（dìng）合理的（de）加工工藝，以（yǐ）得到最優的加工方案。

一、數控車削加（jiā）工工藝（yì）的內容

數控車削加（jiā）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。其主要（yào）內容包括以下幾個（gè）方麵：

（一（yī））選擇（zé）並確定零件的數控車削加工內容；

（二）對零件圖紙進行數控車削加（jiā）工工藝分（fèn）析；

（三）工（gōng）具、夾具的選擇和調整設計；

（四）工序、工步的設計；

（五（wǔ））加工軌跡的計算和優化；

（六）數控（kòng）車削加工程序的編寫、校驗與修改；

（七）首件試加工與現場問題的（de）處理；

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

二、數控車削加工工藝分（fèn）析

工藝分析是數控車削加工（gōng）的前期工藝準（zhǔn）備工作。工（gōng）藝製定得合理與否，對程序的編製、機床的加工（gōng）效率和零件的加工精度都有重要（yào）影響。為了編（biān）製出一個合理的、實用的加（jiā）工程序，要求編程者不僅要了解數控車床的工作原理、性能特點及結構。掌握（wò）編程（chéng）語言（yán）及編程格式，還應熟練掌（zhǎng）握（wò）工件加工工藝，確定（dìng）合理的切削用量、正確地選用刀具和（hé）工件裝夾方法。因此，應遵循一般的工（gōng）藝原則並結合（hé）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（nèi）容有：根據圖紙分析零件的（de）加工要求及（jí）其合理性；確定工件在數控車床上的裝夾方式；各（gè）表麵的加工順序、刀具（jù）的進給路線以及刀具、夾具和切削用量的選擇等。

（一）零件圖分析

零件圖分（fèn）析是（shì）製定數控車（chē）削工藝的首要任務。主要進行尺寸標注方（fāng）法（fǎ）分（fèn）析、輪廓幾何要素分析以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，選擇工藝基準。

1．尺寸（cùn）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，又有利於設計基準、工藝基準、測量基準和編程原點的統一。如果零件圖上各方向的尺寸沒有統一的設計基（jī）準，可考慮在不影響零件精度的前（qián）提下選擇（zé）統一的工藝基準。計算轉化各尺寸，以簡化編程計算。

2．輪廓幾何要素分（fèn）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輪廓的所（suǒ）有幾何元素進行（háng）定（dìng）義。因此在零件（jiàn）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

對被加工零件（jiàn）的精度和技術進行分析（xī），是零（líng）件工藝性分（fèn）析的重（chóng）要內（nèi）容，隻有在分析零件尺寸精度和表麵粗糙度（dù）的基礎上，才能正確合理地（dì）選擇加工方（fāng）法、裝夾方式、刀具及切削用量等。其主要內容包括（kuò）：分析精度及各項技術要求是否齊全、是否合理（lǐ）；分析本（běn）工序的數控（kòng）車削加（jiā）工（gōng）精度能否達到圖紙要求，若（ruò）達不到，允（yǔn）許采取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（yǒu）位置精度要求（qiú）的表麵，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（cǎi）用恒線速度切削（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（zé）

1．工件的裝（zhuāng）夾與定位

數控車削加工中盡可能做到一次裝夾後能加工出全部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（yú）軸類零件，通常（cháng）以零件自身（shēn）的外（wài）圓柱麵作定位（wèi）基準（zhǔn）；對於套類零（líng）件，則（zé）以內孔為（wéi）定位基準。數控車床（chuáng）夾具除了使用通用（yòng）的三爪自動定（dìng）心卡盤、四爪卡盤、液壓、電動及氣動夾具外（wài），還有多種通用性較（jiào）好的專用夾具。實際操作時應合理選擇。金屬（shǔ）加工微信，內容不錯，值得關（guān）注。

2．刀具選擇

刀具的使用壽命除與刀（dāo）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（xuē）用量也越大。所以在零件形狀允許的情（qíng）況下，采用盡可能大的刀具直徑是延長刀具壽命，提高生產率的有（yǒu）效措施（shī）。數控車削（xuē）常用的刀具一般分為（wéi）3類。即尖形車刀、圓弧形車刀和成型車刀。

（1）尖形車刀（dāo）。以（yǐ）直線形切削刃為特（tè）征（zhēng）的車（chē）刀一（yī）般稱為尖形（xíng）車刀。其刀尖由直線性的主、副（fù）切削刃構成，如外圓偏刀、端（duān）麵車（chē）刀等。這類車刀加（jiā）工零件時，零件的（de）輪廓形（xíng）狀主要由一個獨立的（de）刀尖或一條直線（xiàn）形主切削刃位移後（hòu）得到。

（2）圓弧形車（chē）刀。除可車削內外圓表麵（miàn）外，特別適宜於車削（xuē）各種光滑連接的成型麵。其特征為（wéi）：構成主切削刃的刀刃形狀為一圓度誤（wù）差或線輪廓誤差很小的圓弧，該（gāi）圓弧刃的每一點都是圓（yuán）弧形車刀的刀尖（jiān），因此刀位點不（bú）在圓弧（hú）上，而在該（gāi）圓弧的圓心（xīn）上（shàng）。

（3）成（chéng）型車刀。即所加工零件的輪廓形（xíng）狀完全由車刀刀刃的（de）形狀和尺寸決（jué）定。數控（kòng）車削加工（gōng）中，常用的成（chéng）型車刀有（yǒu）小半徑圓弧（hú）車（chē）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（xuē）加（jiā）工中，應盡量（liàng）采用機夾可（kě）轉位式車刀。

（三）切削用量選擇

數控（kòng）車削加工中的切削用量包括背吃刀量ap、主軸轉速S（或切削速度υ）及進給速度F（或（huò）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（kòng）車床的加工質（zhì）量至關重要。確定數控車床的切削用量（liàng）時一定（dìng）要根據機床說明書中規定的要（yào）求，以及刀具的耐用（yòng）度去選擇，也可（kě）結合實際經驗采用類比法來確定。一般（bān）的選擇原則是：粗車時，首先考慮（lǜ）在機（jī）床剛度（dù）允許的情況下選擇盡可能大的背吃刀量ap；其次選擇較大的進給量f；最後再根（gēn）據刀具允許的壽命（mìng）確定一個合適的切削速（sù）度υ。增大背吃刀量可減少走刀次數，提高（gāo）加工效率，增大進給量有利於斷屑。精車時，應著重考慮如何（hé）保證加工質量，並在此（cǐ）基礎上盡量（liàng）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。主軸轉速S(r/min)可根（gēn）據切削速度υ(mm/min)由公式 S=υ1000／πD(D為工（gōng）件或刀／具直徑 mm)計算（suàn）得出，也可以查表或根據實踐（jiàn）經驗確定。

（四）劃分工序及擬定加工順序

1．工序劃（huá）分的原則

在（zài）數控車床上加工（gōng）零件，常用的工序的劃分原則（zé）有兩種。

（1）保持精度（dù）原則。工序一般要求盡可能地集中，粗（cū）、精加工通常會在一次裝夾中全部完成。

為減少（shǎo）熱變形和切削力變形對工件的形狀、位置精度、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）提高生產效率原則。為減少換刀次數，節（jiē）省換刀時間（jiān），提高生產效率，應將需要用同一把刀加工的加（jiā）工（gōng）部位都完成後，再換另一把刀來加工其（qí）他部位，同時應盡量減少空行（háng）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（hòu）精。按照（zhào）粗車半（bàn）精車精車（chē）的順序進行（háng），逐步提高加工（gōng）精度。

（2）先近後遠。離對刀點近的部位先加工，離對刀點遠的部位後加工，以便縮短刀具移動距離（lí），減（jiǎn）少空行程時間。此外，先近（jìn）後遠車削還有（yǒu）利於保持坯件或半成品的剛性，改善其切削條件。

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

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