​數控車削（xuē）加工工藝及分析

數控機床作為一種高效率的（de）設備，欲充分發揮其高性能、高精度和高自動（dòng）化的特點，除了必（bì）須掌握機（jī）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，以得到最優的加工方案。

一、數控車削加工（gōng）工藝的內容

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

（一）選（xuǎn）擇並確定零（líng）件的數控車削加工內容；

（二）對零件圖紙進行數（shù）控車削加（jiā）工（gōng）工藝分析；

（三）工具、夾具的選擇和調整設計；

（四）工序（xù）、工步的設計（jì）；

（五）加工軌（guǐ）跡的計算和優（yōu）化；

（六（liù））數控車削加工程序（xù）的編寫、校（xiào）驗與修改；

（七）首件（jiàn）試加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（shù）控加工工藝內容（róng）較多，有些與普通機床加工相似。

二、數控車削加工工藝分析

工藝分析是數控車削（xuē）加工的前期（qī）工藝準備工作。工藝製定得合理與否，對程序的（de）編製、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（zhì）出一個合理（lǐ）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、性能特點及結構。掌握編程語言及編程（chéng）格式（shì），還應熟練掌握工件（jiàn）加工工藝，確定合（hé）理的切削用量（liàng）、正確地選用刀具和工件裝夾方法。因此，應遵循一（yī）般的工藝原則（zé）並（bìng）結合數控車床的特點，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（jù）圖紙分析零件的加工（gōng）要求及（jí）其合理性；確定（dìng）工件在數控車床上的裝夾方式；各表麵的加工順序、刀具的進給路（lù）線以及刀具、夾（jiá）具和切削用量的選擇等。

（一）零件圖分析（xī）

零件圖分析是製定數控車削（xuē）工藝的首要任務。主要進行尺寸標（biāo）注方法分析、輪廓幾何要（yào）素分析（xī）以及精度和技術要求分析。此外還（hái）應分析零件（jiàn）結（jié）構和加工要求的合理（lǐ）性（xìng），選擇工藝基準。

1．尺寸標注方法分析

零件圖（tú）上的尺（chǐ）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（chǐ）寸或直接給出坐標尺寸。這種標注方（fāng）法既便（biàn）於編程，又有利於設計基準、工藝基準、測量基準和（hé）編程（chéng）原點的統一。如果零件圖上各方向的尺（chǐ）寸沒有統一的設計基準，可（kě）考慮在不影響零件精度的前提下選擇統一的工（gōng）藝基準。計算轉化各尺寸，以簡化編程計算。

2．輪廓（kuò）幾何要素分析

在（zài）手（shǒu）工編程時，要計算每個節點坐標。在自（zì）動編程時要對零件（jiàn）輪廓的所（suǒ）有幾何元素進行定義（yì）。因此在零件（jiàn）圖分（fèn）析時，要分析幾何元素的給定條件是（shì）否充分。

3．精度和技（jì）術（shù）要（yào）求分析

對被加工零件的精度和技術進行（háng）分析，是（shì）零件工藝性分析的重要內容，隻（zhī）有在分析零（líng）件尺寸精度和表麵粗糙度（dù）的基礎上，才能正確合（hé）理地選擇加工方法、裝夾方式、刀具及（jí）切削用量等。其主要內（nèi）容包括：分析（xī）精（jīng）度及（jí）各項技術要求是否齊全、是否合理；分（fèn）析本（běn）工序的數控車削加工精度能否達到圖（tú）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）紙上（shàng）有位置（zhì）精度要求的表麵，應保證在一（yī）次裝夾下完（wán）成；對表麵粗糙（cāo）度要（yào）求較高的表麵，應采用（yòng）恒線速度切削（注意：在車削端麵時，應限製主軸最高轉速)。

（二）夾具和刀具的選擇

1．工件的裝夾與定位

數控車削加工中盡可能做到一次（cì）裝夾後能（néng）加工出（chū）全部或大部分代加（jiā）工表麵，盡量（liàng）減少裝夾（jiá）次數，以提高加工效率、保證加工精度。對（duì）於軸類零（líng）件，通常以（yǐ）零件自身的外圓柱麵作定位（wèi）基準；對於（yú）套類零件，則以內孔（kǒng）為定位基準。數控車床夾具除了使用通用的三爪自動定心卡盤、四爪卡盤、液壓、電（diàn）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。金屬加工微信，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（wài），還與（yǔ）刀具的直徑（jìng）有很大的關係。刀具（jù）直徑越大，能承受的切削用量也越大（dà）。所以在零件形狀允（yǔn）許的情況（kuàng）下，采用盡可能大的刀具（jù）直徑是延長刀具壽命，提高生產率的有效措施（shī）。數控車削常用（yòng）的刀具一般分為3類。即尖（jiān）形車刀、圓弧形車刀和成型車刀。

（1）尖形車（chē）刀。以（yǐ）直線形（xíng）切削刃為特征的車刀一般稱為尖形車（chē）刀。其刀尖由直線性的主、副切削刃（rèn）構成，如外圓偏刀、端麵（miàn）車刀等。這類車刀加工零（líng）件（jiàn）時，零（líng）件的輪（lún）廓形狀主要由一個獨立（lì）的刀尖（jiān）或（huò）一條直線形主（zhǔ）切（qiē）削刃位移後得到。

（2）圓弧形車刀（dāo）。除可車削內外圓表麵外，特別適宜於車削各種（zhǒng）光滑連接的成型麵。其（qí）特征為：構成主切（qiē）削刃的刀刃形狀為一圓度誤（wù）差或線輪廓誤差很小（xiǎo）的圓弧，該圓弧刃（rèn）的每一點（diǎn）都是圓弧（hú）形車刀的（de）刀尖，因此刀位點（diǎn）不在圓弧上，而在該圓弧的圓心上。

（3）成型車刀（dāo）。即所加工零（líng）件的輪（lún）廓（kuò）形狀完全由車刀刀刃的形（xíng）狀和尺（chǐ）寸決定。數控車削加工中，常用的成型車刀有小半徑圓弧車刀、車（chē）槽刀和螺（luó）紋車刀等。為了減（jiǎn）少（shǎo）換刀時間和（hé）方便對刀，便於實現機械加工的標準化（huà）。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（kòng）車（chē）削（xuē）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 ）。

切削用量的（de）選（xuǎn）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（chóng）要。確定數控車床的切削用量時一定（dìng）要（yào）根據機床說明書中規定的要求，以及刀具的耐用（yòng）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：粗車時，首（shǒu）先考慮在（zài）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（shòu）命確定一個合適的切削（xuē）速度υ。增大背吃刀量可減少走刀次數，提高加工效率，增大進給量有利於（yú）斷屑。精車時，應著重考慮如何保證加工質量，並在此（cǐ）基（jī）礎上（shàng）盡量提高加工效率，因此宜選用（yòng）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)可根據切削速度υ(mm/min)由公式 S=υ1000／πD(D為工件或刀／具直徑 mm)計算（suàn）得出，也可（kě）以查表或根據實踐經驗確定。

（四（sì））劃分（fèn）工序及擬（nǐ）定加工順序

1．工序劃（huá）分的原則

在數控車床（chuáng）上加工零件，常用的工序（xù）的（de）劃分原則有（yǒu）兩種。

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

為減少熱變形和（hé）切削力變形對工件的形狀、位（wèi）置精度、尺寸精度和表麵粗糙度的（de）影（yǐng）響，則應將粗、精加工分開進（jìn）行。

（2）提高生產（chǎn）效率（lǜ）原則。為減少換刀次數，節省換刀時間，提高生產效率，應（yīng）將需要用同（tóng）一（yī）把刀加工的加工部位都（dōu）完成後，再換另一把刀來加工（gōng）其他部位，同（tóng）時應盡量減少空（kōng）行程。

2．確（què）定加工順序

製定（dìng）加工順序一般遵循下列原則：

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

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

（3）內外（wài）交叉。對既有（yǒu）內表麵又有外表麵需加工的零件，應先進（jìn）行（háng）內外表麵的粗加工，後（hòu）進行內外表麵的精加（jiā）工。

（4）基麵先（xiān）行。用作精（jīng）基準的表麵應優先加工出來（lái），定位基準的表麵越精（jīng）確，裝夾誤（wù）差越小。