數控車削加工工藝及分析

數控機床作為一種（zhǒng）高效率的設備，欲充分發揮其（qí）高性能、高精度和高自動化的特點，除了必須掌握機床的（de）性能、特點及操作方法外，還（hái）應在編程前進行詳細的工（gōng）藝分析和確定合理的加工工（gōng）藝（yì），以得到最優的加工方（fāng）案。

一（yī）、數控車削加工工藝的內容

數控車削加（jiā）工工藝是（shì）采用數控車床加（jiā）工零件時所運用的方法和技術手（shǒu）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（xuē）加（jiā）工內容；

（二）對零件（jiàn）圖紙（zhǐ）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、工步的設計；

（五）加工軌跡的計算和優化；

（六）數控車（chē）削加工程序的編寫、校（xiào）驗與修改；

（七）首件試加（jiā）工與現場問題的處理；

（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（yǔ）普（pǔ）通機床（chuáng）加工相似。

二（èr）、數（shù）控車削加工工藝分析

工（gōng）藝分析是數控車削加工（gōng）的前期工藝準備工作。工藝製定得合理（lǐ）與否，對程序的編製、機床的加（jiā）工效率和零件的（de）加工精度都有重要影（yǐng）響。為了編製（zhì）出一個合理的、實用的（de）加工（gōng）程序，要求編程者不僅要了（le）解數控車床的工作原理、性能特（tè）點及結構。掌握編程語言及編程格式，還應熟練（liàn）掌握工件加工工（gōng）藝，確定（dìng）合理的切削用（yòng）量、正確地選用刀（dāo）具和工件（jiàn）裝（zhuāng）夾方法。因此，應遵循一般（bān）的工藝原則並結合數（shù）控車床的（de）特點，認真而詳細地進行（háng）數控車削加工工藝分析。其主要內容有：根據圖紙分析（xī）零件的加工要求（qiú）及其合理性；確定工件在數（shù）控車床上的裝夾方式；各（gè）表麵的加工順序、刀具的進給（gěi）路線以及刀具、夾具和（hé）切削用量的選擇等。

（一）零件（jiàn）圖分析

零件圖分析（xī）是（shì）製定數控（kòng）車削工藝的首（shǒu）要任務。主要進行尺寸（cùn）標（biāo）注方法分析、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（xuǎn）擇工（gōng）藝基準。

1．尺寸標注方法（fǎ）分析

零件圖上（shàng）的尺（chǐ）寸標注方法應適應數控車床的加工特點（diǎn），以同一基準標注尺寸或直接給（gěi）出（chū）坐標尺寸（cùn）。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（líng）件圖上各方向的尺寸沒有統一的設（shè）計基準，可考慮在不影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，以簡化編程計算。

2．輪廓幾何要素分析

在（zài）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（jǐ）何元素進行定義。因（yīn）此在零件圖分析時，要分析幾何元素的給定條件是否充分。

3．精度和技術（shù）要求分析

對被加工零件的精度和技術進行分析，是零件工（gōng）藝性分析的重要內容，隻（zhī）有（yǒu）在分析零件（jiàn）尺寸精度和表麵粗糙度（dù）的基礎上，才能正（zhèng）確合理地選擇加工方法、裝夾方式、刀具及切削（xuē）用量（liàng）等。其主要內容包（bāo）括：分析精度及各項技術要求是否齊全、是否（fǒu）合理；分析（xī）本（běn）工序的數控車削加工（gōng）精度能否達到圖紙要（yào）求，若達不到，允許采取其（qí）他（tā）加工方式（shì）彌補時，應（yīng）給後續工序留有餘量（liàng）；對圖紙上有位置精度要求的表麵，應保證在一次裝夾下完成；對表麵粗糙度要求較高的（de）表麵，應采（cǎi）用（yòng）恒線速度切削（注意：在車（chē）削端麵時，應限製主軸最高轉速)。

（二）夾具和（hé）刀具的選擇

1．工件的裝夾與定位（wèi）

數控車（chē）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（jiǎn）少裝夾次數，以提高加工（gōng）效率、保證加工（gōng）精（jīng）度。對於軸類零（líng）件，通常（cháng）以零件（jiàn）自身的外圓柱（zhù）麵作定位基準（zhǔn）；對於套類（lèi）零（líng）件，則以內孔為定位基準（zhǔn）。數控車床（chuáng）夾具除了使（shǐ）用通用的三爪自動定心（xīn）卡盤、四爪卡盤（pán）、液壓（yā）、電動及氣動夾具外，還有多種通用性較好的專用夾具。實際操作時應合理選擇。金（jīn）屬加工微信，內容不（bú）錯，值得（dé）關注。

2．刀（dāo）具選（xuǎn）擇

刀具的使用壽（shòu）命除（chú）與刀具材料相關外，還與刀具的直徑有很大的關（guān）係。刀（dāo）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（kě）能大的刀（dāo）具直徑是延長（zhǎng）刀具壽（shòu）命（mìng），提高生產（chǎn）率的（de）有效措施。數控車削常用的（de）刀具一般分為（wéi）3類。即尖形車（chē）刀、圓弧形車刀和成（chéng）型車刀。

（1）尖形車刀。以（yǐ）直線形切削刃（rèn）為特征的車刀一般稱為尖形車（chē）刀。其刀尖由直線性的主（zhǔ）、副切削刃構成（chéng），如外圓偏刀、端麵車刀等。這（zhè）類車刀加工零件（jiàn）時，零件的輪廓形狀主要由一個（gè）獨立的刀尖（jiān）或一條直線形主切削刃（rèn）位移後得到。

（2）圓弧形車刀。除（chú）可車削內外圓表麵外，特別適宜於車削各種光滑連接的成（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（hú）刃的（de）每一點都是圓弧形（xíng）車（chē）刀的刀尖，因（yīn）此刀位點不在圓弧（hú）上，而在該圓弧的圓心上。

（3）成型車刀。即所加（jiā）工零件的輪廓形狀完（wán）全由車刀刀刃的形狀和尺寸決定（dìng）。數控車削加工中（zhōng），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（shí）間（jiān）和方便對刀，便於實現機械加工的標準化。數控車削加（jiā）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包括背吃刀（dāo）量ap、主軸轉速S（或切削速度υ）及（jí）進給（gěi）速度F（或進給量f ）。

切削用（yòng）量的選擇原則，合理選用切削用量（liàng）對提高數控車床的加工質（zhì）量至關重要。確定（dìng）數控車床的切削用量時一定要根據（jù）機（jī）床說明書中（zhōng）規定的要求，以及刀具的耐（nài）用度去選擇，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（cū）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壽命確定一個合適的切削速（sù）度υ。增大（dà）背吃刀量可減少走刀次數，提高加工效率，增大進給量有（yǒu）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（jìn）量提高加工效率，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)計算得出，也可以查表或根據實踐經驗確定（dìng）。

（四）劃分工序及擬定加工順序

1．工序劃分（fèn）的原則

在數控車床上加工零件，常用的工序的劃分原則有（yǒu）兩種。

（1）保（bǎo）持精度原則。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（quán）部完成。

為減（jiǎn）少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的影響，則（zé）應將粗、精加工（gōng）分開進行。

（2）提高生產效率原則（zé）。為（wéi）減少換刀次數（shù），節省換刀時間，提高生產效率（lǜ），應將需要用同（tóng）一把刀加工的加工（gōng）部位都完成後，再換另一把刀來加工其他部位，同時應盡量減少空（kōng）行程。

2．確定加工順序

製定（dìng）加工順序一般遵循下列（liè）原則：

（1）先粗後精。按照粗車半精車（chē）精車的順（shùn）序進行，逐步提（tí）高加（jiā）工精度。

（2）先近後遠。離對刀（dāo）點近的部位先加工，離對刀（dāo）點遠的部位後加工，以便縮短刀具移（yí）動距離，減少空行程時間（jiān）。此外（wài），先近後遠車削還有利於保持坯件或半（bàn）成品的剛性，改善其切削條件。

（3）內外（wài）交（jiāo）叉。對既有內（nèi）表麵又有外表麵（miàn）需（xū）加（jiā）工的零件，應先進行內外表麵的（de）粗（cū）加（jiā）工，後進行內外表麵（miàn）的精加工。

（4）基麵先行。用作精（jīng）基準的表麵（miàn）應優先加工（gōng）出來（lái），定位（wèi）基準的表麵越精確，裝夾誤差越小（xiǎo）。