​數控車削加工工藝（yì）及分析

數控機床作為一種高效率的設備，欲充分發（fā）揮（huī）其高性能、高精度和高自動化的特點，除了必須掌握機床的性能、特點及操作方法外，還應在編程前進行詳細的工藝分析和確定合理的加工工藝，以得到（dào）最（zuì）優的加工方案。

　　一、數控車削加工工（gōng）藝（yì）的內容

　　數控車削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。其主要內容包括以下幾個方麵：

　　（一）選擇並確定零件的數控車削加工內容；

　　（二）對零（líng）件圖紙進行數控車（chē）削加工（gōng）工（gōng）藝分析；

　　（三）工具、夾具的選擇和調整設計；

　　（四）工序、工步的設計；

　　（五（wǔ））加（jiā）工軌跡（jì）的計算和優化；

　　（六）數控車削加工程序的編寫、校驗與修改；

　　（七）首件試加工與現場問（wèn）題的處理（lǐ）；

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

　　二、數控（kòng）車削加工工藝分析

　　工藝分析是數控（kòng）車削加工的（de）前期工藝準備工作。工藝製定得合理與否，對程序的編製、機床的加（jiā）工效率（lǜ）和零件的加工精度都有重要影響。為了編製出一個合理的、實用的加工程序，要求編程者不僅要了解數（shù）控車床的工作原理（lǐ）、性能特點及結構。掌握編（biān）程語言及編程格式，還（hái）應熟（shú）練掌握（wò）工件加工工藝，確定合理的（de）切削用量、正確（què）地選用刀具和工件裝夾方法。因此，應遵循一般的（de）工（gōng）藝原（yuán）則並（bìng）結合數控車床的特（tè）點（diǎn），認真而詳細地（dì）進行數控（kòng）車削加工工藝分析。其主要內容（róng）有：根據圖紙分析零件的加工要求及其合理（lǐ）性；確定工件在數控車床上（shàng）的裝夾方式；各表麵的（de）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。

（一）零件圖分析

　　零件圖分析是製定數控（kòng）車削工藝的首要（yào）任務。主要進行尺（chǐ）寸標注方法分析、輪廓（kuò）幾何要素分析以及精（jīng）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（xuǎn）擇工藝基準。

　　1．尺寸標注方法分（fèn）析

　　零件圖（tú）上的尺寸標注（zhù）方法應適應數控車床的加工特點，以同一（yī）基準標（biāo）注尺寸或直接（jiē）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（zhǔn）和編程原點的統一（yī）。如（rú）果零件圖上各方向（xiàng）的尺寸沒有統一的設計基準，可考慮在不（bú）影響零件精度的前提下選擇統一的工藝基準。計算（suàn）轉化各尺寸，以簡（jiǎn）化編程計算。

　　2．輪廓（kuò）幾何要（yào）素分析

　　在手工編程時，要（yào）計算每個節點坐標。在自動編程時要對零件輪廓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（shì）否充分。

　　3．精度和技術要（yào）求（qiú）分析

　　對（duì）被加工零件的精度和技術進行分析，是零件工藝性分析的重（chóng）要內容，隻有在分析零（líng）件尺寸精度和表麵粗糙度的基礎上，才能正確合理地選擇加工方法、裝夾方式、刀具（jù）及切削用（yòng）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）否合理（lǐ）；分析本工序（xù）的數（shù）控車削加工精度能否達到圖紙要（yào）求，若達不到，允許采取其他加工方式彌補（bǔ）時，應給後續工（gōng）序留有餘量；對圖紙上有位置精度要（yào）求的表（biǎo）麵，應保證在（zài）一次裝（zhuāng）夾下完成；對表麵粗糙度要求較高的表麵，應采用恒（héng）線速度切削（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（xuǎn）擇

　　1．工件的裝夾與定位

　　數控（kòng）車削加工中盡可（kě）能做到（dào）一（yī）次裝夾後（hòu）能加工出全部或大部（bù）分代加工表麵，盡量減（jiǎn）少裝（zhuāng）夾次數，以提高（gāo）加工效率、保證加工精度。對於軸類（lèi）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（dìng）位基準。數控車床夾具除了使用通用的（de）三爪自動（dòng）定心卡（kǎ）盤、四（sì）爪卡盤、液壓、電動及氣動夾具（jù）外，還有多種（zhǒng）通用性較好的專用夾具。實際操作時應合（hé）理（lǐ）選擇。金屬加工微信，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（cái）料相關外，還（hái）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。所以在零件形狀允許的情況下，采用盡可能大的（de）刀具直徑是延長刀具壽命（mìng），提（tí）高生產率的（de）有效措施。數控車削常用的刀具一般分為3類。即尖形車刀、圓弧形車（chē）刀（dāo）和成型車刀。

　　（1）尖形車刀。以直線形切削刃為特征的車刀一般稱為尖形車刀。其刀尖由直線性的主、副切削刃構成，如外（wài）圓偏刀、端麵車刀等（děng）。這類車刀加工零件時，零件的輪廓形狀主（zhǔ）要由一個獨立的（de）刀尖或一條直線形主切削刃位（wèi）移後得到。

　　（2）圓弧形車（chē）刀。除可（kě）車削內外圓表麵外，特別適宜於車削各種光滑連接的成型（xíng）麵。其特征（zhēng）為：構成主切削刃的刀刃形狀為一（yī）圓度誤差或線（xiàn）輪（lún）廓誤（wù）差很小（xiǎo）的（de）圓弧，該圓弧刃的每一點都是圓（yuán）弧形車刀的刀尖，因此（cǐ）刀位點不在圓弧上，而在該圓弧（hú）的圓心上。

　　（3）成型車刀。即所加工零（líng）件的輪廓形狀完全由車刀刀刃（rèn）的形狀和尺寸決（jué）定。數控（kòng）車（chē）削加工中，常（cháng）用的成型車刀（dāo）有小半徑圓弧車刀、車槽刀和螺紋車刀（dāo）等。為了減少換刀時間（jiān）和方便對刀，便於實現（xiàn）機（jī）械加工的標準（zhǔn）化。數控車（chē）削加工中（zhōng），應盡量采用機夾可轉位式車刀。

（三）切（qiē）削用量選擇

　　數控車削加工中的切（qiē）削用量包括背吃刀量ap、主軸轉速S（或切削速度υ）及進（jìn）給速度F（或（huò）進（jìn）給量f ）。

　　切削用量（liàng）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。確定數控車床的切削用量時一（yī）定要根據機床說（shuō）明書中規定（dìng）的要求，以（yǐ）及（jí）刀具的耐用度去選擇，也可結合實際經驗采用類比法來確定。一般的選擇原則是（shì）：粗車時，首先考慮在機（jī）床剛度允許的情況下選擇盡可能大的背吃刀量（liàng）ap；其次選擇（zé）較（jiào）大的進給量（liàng）f；最後再根據刀具允許的壽命確定一（yī）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（gōng）效率，增大進給量有利於斷（duàn）屑。精車時，應著重考慮如何保證加工（gōng）質量（liàng），並在此基礎上盡量提高（gāo）加工效（xiào）率（lǜ），因此宜選用較小的背吃刀（dāo）量和進給量，盡可能地提（tí）高加工速度。主（zhǔ）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（gōng）件或刀／具直徑 mm)計算得出，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件，常用的（de）工序的劃分原則有兩種。

　　（1）保持精度原（yuán）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（zhōng）全部完成。

　　為減少熱變形和切（qiē）削力變形（xíng）對工件的形狀、位置精度、尺（chǐ）寸精度和表麵粗糙度的影（yǐng）響，則應將粗、精加（jiā）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，應將需要用同一把（bǎ）刀加工的加工部（bù）位都完成後，再換另一把刀來加工（gōng）其他部位，同時應盡量減少空行（háng）程。

　　2．確（què）定加（jiā）工順序

　　製定加工順序一般遵循下列原則：

　　（1）先（xiān）粗（cū）後精。按照粗車半精車精車的順序進（jìn）行，逐步提高加工精度。

　　（2）先（xiān）近後遠。離對刀點（diǎn）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，減少空（kōng）行程時間。此外（wài），先近後遠（yuǎn）車削還有（yǒu）利於（yú）保持坯（pī）件或半（bàn）成（chéng）品的剛性，改善其切削條件。

　　（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加工，後進行內外表麵的精加工。

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