​數控（kòng）車削加工工藝及分析

數控機床作為一種高效率的設備，欲充分發揮其高性（xìng）能、高精度和高自動化的特點，除（chú）了必須掌握機床的性能、特點及操作方法外，還應在編程前進行詳細的工（gōng）藝（yì）分析和確定（dìng）合（hé）理的加工工藝，以得到最優的（de）加工方案。

　　一（yī）、數控（kòng）車削加工工藝的內容

　　數控車削加工工（gōng）藝是采用數（shù）控車床加工零件時所運用的方法和技術手段的總（zǒng）和。其主要內容包括以下幾（jǐ）個方麵：

　　（一）選擇並確定零件的數控車削加工（gōng）內容；

　　（二）對零件圖紙進行數（shù）控車（chē）削加工工藝分析；

　　（三）工具、夾具的選擇和調整（zhěng）設計；

　　（四）工序、工步的設計；

　　（五）加工軌跡的（de）計算和優化；

　　（六（liù））數控車削加工程序的編（biān）寫、校驗與修改；

　　（七）首（shǒu）件試加工與（yǔ）現場問題的處（chù）理；

　　（八）編（biān）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）與普通機床加工相似（sì）。

　　二、數控車削加工工藝分析

　　工藝分析（xī）是數（shù）控車削加工的前期（qī）工藝（yì）準備工作。工藝製定得合理與否，對程（chéng）序的編製（zhì）、機床的加工效率和（hé）零件的加工精度都有重要影（yǐng）響。為了編製出一（yī）個合（hé）理的、實用的加（jiā）工程（chéng）序，要求編程者（zhě）不僅要了解數控車床的工作（zuò）原理、性能特點及結構。掌握編（biān）程語言及編程格式，還應（yīng）熟練（liàn）掌握工件加工工藝，確定合理的切削（xuē）用量、正確地選用刀具和工件裝（zhuāng）夾方法。因此，應遵循一般（bān）的工藝原則並結合數控車（chē）床的特點，認真而詳細地進行數控車削加（jiā）工工藝分析。其主要內容有：根據圖紙分析零件的加工要（yào）求及其合理性；確定工件在數控車床（chuáng）上的裝夾（jiá）方式；各表麵的加工順序（xù）、刀（dāo）具的（de）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車削工藝的首要任務。主要進行尺（chǐ）寸標注方法分析、輪廓幾何要（yào）素分析以及精度和技術要求分（fèn）析。此外還應分析（xī）零件結構（gòu）和加工要求的合理性，選擇工藝基準（zhǔn）。

　　1．尺寸標注方法分（fèn）析

　　零件圖上（shàng）的（de）尺寸標注方法應適應數控車床的加（jiā）工（gōng）特（tè）點，以（yǐ）同一（yī）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（yòu）有利於設計基準、工藝基準（zhǔn）、測量基準和編程原點的統一。如果零（líng）件圖上各（gè）方向的尺寸沒有統一的（de）設（shè）計基準，可考慮在不影響零件精度（dù）的前提下選擇統一的工藝基（jī）準。計算轉化各尺寸（cùn），以簡化編程計算。

　　2．輪廓幾何要素分析

　　在手工編程時，要計算（suàn）每個節點坐標。在（zài）自動編程時要對零件輪廓的所有幾何（hé）元素進行定義。因此在零（líng）件圖（tú）分（fèn）析時，要（yào）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（xī）

　　對被加工零（líng）件的精度和技術進行分（fèn）析，是（shì）零件工藝性分析的重要內容，隻有在分析零件尺寸精度和表麵粗糙度的基礎上，才能正確（què）合理地選擇加工（gōng）方法、裝夾方式、刀具及切削用量等。其主要內容包括：分析精度（dù）及各項技術要求是否齊全、是否合理；分析本工序（xù）的數控車削（xuē）加工精度能否達到圖紙要求，若達不到，允許采取其他加工方式彌補時，應給後續工序留有餘量；對圖（tú）紙（zhǐ）上有位置精（jīng）度要求的表麵，應保證在一次裝夾下完成；對（duì）表麵粗糙度要求較高的表麵（miàn），應采用恒線速度切削（注意：在車削端麵時，應限製主軸最高轉速)。

（二）夾具和刀（dāo）具的選擇

　　1．工件的裝夾與（yǔ）定位

　　數控車削加（jiā）工中盡可能做到一次裝夾後能加（jiā）工出全部或大部分代加工表麵，盡量減少裝（zhuāng）夾次數，以提高加工效率、保證加工精度。對於軸類零件，通常（cháng）以零（líng）件自身的外圓柱（zhù）麵作定（dìng）位（wèi）基準；對於套（tào）類零件，則以（yǐ）內孔為定位基準。數控（kòng）車床夾具除了使用通用的三爪自動定心卡盤、四爪卡（kǎ）盤、液壓、電動及氣動夾具外（wài），還有多種通用性較好（hǎo）的專用（yòng）夾具（jù）。實際操作時應合（hé）理選（xuǎn）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具材料相關外，還與刀具的（de）直徑有很大的關（guān）係。刀具（jù）直徑越（yuè）大，能承受的切削用量也越（yuè）大。所以在零件形狀允許的情況下，采用盡可能大的刀具直（zhí）徑是延長刀具壽命，提高（gāo）生產率的（de）有效措施。數控車削常用的刀（dāo）具一般分（fèn）為3類。即尖形車刀、圓弧（hú）形車刀和成型車刀。

　　（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，如外圓偏刀、端麵車刀等。這類（lèi）車刀加工零件時，零件的輪廓形狀（zhuàng）主要由一個獨立的（de）刀尖或一條直線形主切削刃位移後（hòu）得到。

　　（2）圓弧形車刀。除可車削內外圓表麵外，特別適宜於車削各（gè）種光滑連接的成型麵。其特征為：構成主切削刃的刀刃形狀為一圓度（dù）誤差（chà）或線輪廓誤差很小（xiǎo）的圓弧，該圓弧刃的每一點都是圓弧形（xíng）車刀的刀尖，因此刀位點不在圓弧上，而在該圓弧的圓心上。

　　（3）成型車刀。即所加工零（líng）件的輪廓形狀完全由車刀刀（dāo）刃的形狀和尺（chǐ）寸決定。數（shù）控車削加工中，常用的成型車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方便對刀，便於實現機械加工的標準化。數控（kòng）車削加工中，應盡量采用（yòng）機（jī）夾可轉位式車（chē）刀。

（三（sān））切削用量選擇

　　數（shù）控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（或進給量f ）。

　　切（qiē）削用量的選（xuǎn）擇原則，合理選用切削用量對提高數控車床的加（jiā）工質量至關重要。確定數控車床的切（qiē）削用（yòng）量時（shí）一（yī）定要根據機床說明（míng）書中規定的要（yào）求，以（yǐ）及刀具的耐用度去選擇，也可結合實際（jì）經驗采用類比法來確定。一般的選擇原則是：粗車時，首（shǒu）先考（kǎo）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（de）進給量f；最後再根據（jù）刀（dāo）具允許的壽命確定一個（gè）合適（shì）的（de）切削速度υ。增大背吃刀量可減少走（zǒu）刀次數，提高加工（gōng）效率，增大進給量有利於斷屑。精車（chē）時，應著（zhe）重考慮如何保證加工質量，並在此基礎上（shàng）盡量提高（gāo）加工效率，因此宜選用較小（xiǎo）的背吃（chī）刀量和進給量，盡可能地提高（gāo）加工速度。主軸轉速S(r/min)可（kě）根據切削速度υ(mm/min)由公（gōng）式 S=υ1000／πD(D為（wéi）工件或刀／具直徑 mm)計算得出，也可以查表或根據實踐經（jīng）驗確定（dìng）。

（四）劃分工序及擬（nǐ）定加工（gōng）順序

　　1．工序劃分的原則

　　在數控車（chē）床上加工零件，常用的工序的劃分原則有兩（liǎng）種。

　　（1）保持精度原則（zé）。工序（xù）一（yī）般要求盡可能地集中，粗、精（jīng）加工通常會在一次裝夾中全部完成。

　　為減少熱（rè）變形和切削力變形對（duì）工件的（de）形狀、位（wèi）置（zhì）精度、尺寸精度和表麵粗糙度的影響，則應（yīng）將（jiāng）粗（cū）、精加工分開進行。

　　（2）提高（gāo）生產效率原則。為減少換刀次數，節省換刀時間（jiān），提高生產效率，應將需要用同一（yī）把刀加（jiā）工的加（jiā）工（gōng）部位都完成後，再（zài）換另一把刀來加工其他部位，同時應盡量減少空行程（chéng）。

　　2．確定加工順序

　　製定加（jiā）工順（shùn）序（xù）一般遵循下列原則：

　　（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（dāo）具移動距（jù）離，減少空行（háng）程時間。此外，先近後遠車削還有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（jì）有內表麵又（yòu）有（yǒu）外表麵需加工（gōng）的（de）零件，應先進（jìn）行內外表麵的粗加工，後進行內外表（biǎo）麵的（de）精加工。

　　（4）基（jī）麵（miàn）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（yuè）小。