​數控車削加工工藝及（jí）分析

數（shù）控機床作為一種高效率的設備，欲充分發揮其高性能、高精度（dù）和高自（zì）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（qián）進行詳細的工藝分析和確定合理的加工工藝，以得到最（zuì）優的加工方案（àn）。

一、數控車削加工工藝的（de）內容

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

（一）選擇並（bìng）確定零件的數控車削加工內容；

（二）對（duì）零件圖（tú）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、工步的（de）設計；

（五）加工軌跡的計算和優化；

（六）數控車削加工程序（xù）的編寫、校驗與修（xiū）改；

（七）首件試加工與現場問題的處理；

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

二、數控車削加工工藝分析（xī）

工藝分析是數控車削加工的（de）前期工藝準備（bèi）工作。工藝製定得合理與否，對程序的編（biān）製、機床的加工效率和零（líng）件的加（jiā）工精度都（dōu）有重要影響。為了編製出一個（gè）合（hé）理的、實用的加工程序，要求（qiú）編程者不僅要了解數控車床的工（gōng）作原理、性能特點及結構。掌握編程語（yǔ）言及編程格式，還應熟練掌（zhǎng）握（wò）工件（jiàn）加工工藝，確定合理的切削（xuē）用量、正確地選用刀具和工件裝夾（jiá）方法。因此（cǐ），應遵（zūn）循一般的工藝原則並結合（hé）數控車床的特點，認（rèn）真而詳細地進行數控車削加工工藝分析。其主要內容有：根據（jù）圖紙分析零件的加工要求及其（qí）合理（lǐ）性；確定工件在數控（kòng）車床上的裝夾方（fāng）式；各表麵的加工（gōng）順序、刀具的進給路線以及刀具、夾具和切（qiē）削用量的選擇等。

（一）零（líng）件圖（tú）分析

零件圖分析是製定數控車削工藝（yì）的首要任務。主要進行尺寸標注方法分析、輪廓幾何要素分析以及精度（dù）和技（jì）術要求分析。此外還（hái）應分析零件結構和加工要求的合理性，選擇（zé）工（gōng）藝基準。

1．尺寸標注方法分析

零件圖上的尺寸標注方法應適（shì）應數控車床的加工特點，以（yǐ）同一基準標注尺寸或直接給出坐標尺寸。這種標注方（fāng）法既（jì）便於編程（chéng），又有利於（yú）設計基準、工藝基準、測量基準和編（biān）程原（yuán）點的統一。如果零件圖（tú）上各方向的尺寸沒有統一的設計基準，可考慮在不影（yǐng）響零件精度的前提下選擇統一的工藝基準。計算轉化各尺寸，以簡化編程計（jì）算。

2．輪廓幾何要素分析

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

3．精度和技術要求分析

對被加工零件的精度和（hé）技（jì）術進行分析（xī），是零件工藝性分（fèn）析的重要內容，隻有在分析（xī）零件尺寸精度（dù）和（hé）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（shì）、刀具及切削用量（liàng）等。其（qí）主要內容包括：分析精度及各項技術要求是否（fǒu）齊全、是否合（hé）理（lǐ）；分析本工序的數控車削加工精度能否達到圖紙要求，若達不到，允許采取（qǔ）其他加工（gōng）方式彌（mí）補時，應給後續工序留有餘量；對圖（tú）紙上有（yǒu）位置精度（dù）要求的表麵，應保證在一次裝夾下完成；對表（biǎo）麵粗糙（cāo）度要（yào）求較高的表麵，應采用恒線速度（dù）切削（注意：在車削端麵時，應限製（zhì）主軸最高轉速)。

（二）夾具和刀（dāo）具的（de）選（xuǎn）擇

1．工件的裝（zhuāng）夾與定位

數控車（chē）削加工中盡可（kě）能做（zuò）到一次裝夾後能加工出全部或（huò）大部分代加工表麵（miàn），盡量減少裝夾次數，以提（tí）高加工效率（lǜ）、保證加工精度。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（lèi）零件，則以內孔為定位（wèi）基準。數控車床夾具除（chú）了使用通用的三（sān）爪自動定（dìng）心卡盤、四爪卡盤、液壓、電動及氣動（dòng）夾具外（wài），還（hái）有（yǒu）多種通用性較好的專用夾（jiá）具。實際操作時應合理（lǐ）選擇。金屬加工微信，內容不錯，值得關注。

2．刀具選擇

刀（dāo）具的使用壽命除與刀具材料相關外，還與刀具的直徑（jìng）有很大的關係。刀具直徑越大（dà），能承受（shòu）的切（qiē）削用量也越大。所以在零（líng）件形狀允許的情況下，采用盡（jìn）可能大的刀具直徑是延長刀具壽命，提高（gāo）生產率的有效措施。數（shù）控車削常用的刀具一般分為3類。即尖（jiān）形車刀、圓弧（hú）形車刀（dāo）和成型車刀。

（1）尖形（xíng）車刀（dāo）。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，如外圓偏刀、端麵車刀等。這類車刀加工零件時，零件的輪廓形狀主要由一（yī）個獨立的刀尖或一條（tiáo）直線形主（zhǔ）切削刃位移（yí）後得到。

（2）圓弧形車刀（dāo）。除可車（chē）削內外圓（yuán）表麵外，特別適宜於（yú）車削各種光滑連接的成型麵（miàn）。其特征為：構成主切削刃的刀刃形狀為一圓（yuán）度（dù）誤差或線輪廓誤差很小的圓弧，該圓弧刃的（de）每一點都（dōu）是圓弧形車刀的刀尖，因此刀（dāo）位點不在圓弧上，而在該（gāi）圓弧的圓心上（shàng）。

（3）成型車刀。即所加工零件的輪（lún）廓形狀（zhuàng）完全由車刀刀刃的形狀（zhuàng）和尺寸決定（dìng）。數控車削（xuē）加工中，常用的成型車刀（dāo）有（yǒu）小半徑圓弧車刀、車槽刀和螺紋車刀等。為了減少換刀時間（jiān）和（hé）方便對刀（dāo），便（biàn）於實現機械加工的標準化。數控車削加工中，應盡量采用機夾可轉位式車刀。

（三）切削用量選擇

數控車削加工中的切削用量（liàng）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車床的加工質量至關重要。確定數控車床的切削用量（liàng）時一定要根據機床說明書中規定的要（yào）求，以（yǐ）及刀（dāo）具的耐用度去（qù）選擇，也可結合實際經驗采（cǎi）用類比法來確定（dìng）。一般的（de）選（xuǎn）擇原則是：粗車時，首先考慮在機床剛度允許的情況下選擇盡可能大的背吃刀量ap；其次選擇較大的進給量f；最後再根據刀具允許的（de）壽命確定（dìng）一個合適的切削速度υ。增大背吃刀量可減少走刀次數，提（tí）高加工效率，增大進給量有利於斷屑。精車時，應著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量和進給量，盡可能地提高加工速（sù）度。主軸轉速S(r/min)可（kě）根據切削速度υ(mm/min)由公式（shì） S=υ1000／πD(D為工件或刀／具直徑 mm)計算得（dé）出，也可以（yǐ）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（kòng）車床上加工零件，常用的工序的劃分原則有兩種。

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

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

（2）提高生產效率原則。為減（jiǎn）少換（huàn）刀次數，節省換刀時間，提高生產效（xiào）率，應將需要用同一把刀加工的加工部位都完成（chéng）後，再換另一把刀來加工其他部位，同（tóng）時應盡量減少空行程。

2．確（què）定加工順序

製定加工順序一般（bān）遵循（xún）下列原則：

（1）先粗後精。按照粗車半精車精車的（de）順序進行，逐步提高加工精度（dù）。

（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（yí）動距離，減（jiǎn）少空行程（chéng）時間。此外，先近後遠車削還有利於保持（chí）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（yòu）有外表麵需加工的零件，應先進（jìn）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。用作精基準的表麵應優（yōu）先加工出來，定位基準的表麵越精確，裝夾誤差越小（xiǎo）。