​數控（kòng）車削加工工藝及分析

數控機床作為一種（zhǒng）高效率的設備，欲充分發揮其高性能、高（gāo）精度和高自動化的特點，除了必須掌握機床的性能、特點（diǎn）及操作方法外，還（hái）應在編（biān）程前進行詳細的（de）工藝分析（xī）和確定合理的加工工藝（yì），以得到最優（yōu）的加工方案。

　　一、數控車削加工工藝的內（nèi）容

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

　　（一）選擇並確定零件（jiàn）的數控車削加工內容；

　　（二）對零件圖紙進行數控車削加工工（gōng）藝分（fèn）析；

　　（三）工具、夾具的選擇（zé）和調整設計；

　　（四）工（gōng）序、工（gōng）步（bù）的設計；

　　（五）加工軌跡的計算和優化；

　　（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題的處理；

　　（八）編製數控加工工藝技（jì）術文件；總之，數控加工工藝內容較多，有些與普通機床加工相（xiàng）似。

　　二、數控車削加工工藝分析

　　工藝分析是（shì）數控車削加工的前期工藝準備工作。工藝製定得合理（lǐ）與否（fǒu），對程（chéng）序（xù）的編製（zhì）、機床的加工效（xiào）率和零（líng）件的加工精度都有重（chóng）要影響（xiǎng）。為了編製出一個合理的、實用的加工程序，要（yào）求（qiú）編程者（zhě）不僅要了解數控車床的工（gōng）作原理（lǐ）、性能特點及結構。掌（zhǎng）握編程（chéng）語言及編程（chéng）格式，還應熟練掌握工件加工工藝，確定合理的切削用量、正確地選用刀具（jù）和工件裝夾方法。因（yīn）此，應遵循一般的工藝原則並結合數控車（chē）床的（de）特點，認真而詳細地進行數（shù）控車（chē）削加工（gōng）工藝分析。其主要內（nèi）容有：根據圖紙分析零件的加工要求及其合理性；確定工件在數控車床上的裝夾方式；各表麵（miàn）的加工順序、刀具（jù）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車削工藝的首要任務。主（zhǔ）要（yào）進行尺（chǐ）寸（cùn）標注方法分析、輪廓幾何（hé）要素分析以及精度和技術要求分析。此外還應分析零件（jiàn）結構和（hé）加工要求的合（hé）理性，選擇工藝基準。

　　1．尺寸（cùn）標注方法分析

　　零件圖上的尺寸標注方法（fǎ）應適應數控車床的（de）加工特點，以（yǐ）同一基準標注尺（chǐ）寸或直接給出坐標尺寸。這種標注（zhù）方法既便於編程，又有利於設（shè）計基準、工藝（yì）基準、測量基準和編程原點的統一（yī）。如果零件圖上各方（fāng）向的尺寸沒有（yǒu）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。計算轉化各（gè）尺寸，以簡化編程計算。

　　2．輪廓幾何（hé）要素分析

　　在手工編程時，要計算每個節點坐標。在（zài）自（zì）動編程時（shí）要對零件輪（lún）廓的所有幾何元素（sù）進（jìn）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否充分。

　　3．精度和技術要求分析

　　對（duì）被加工零（líng）件的精度和技術進行（háng）分析，是零件工藝（yì）性分析的重要內容（róng），隻有在分析零件尺（chǐ）寸精度和表麵粗（cū）糙度的基礎上，才能正確合理地選擇加工方法、裝（zhuāng）夾方式、刀具及切（qiē）削用量等。其（qí）主要內容包括：分析精（jīng）度及各項技術要（yào）求是否齊全、是否合理；分析本工序的（de）數控車（chē）削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；對圖紙上有位（wèi）置精度要求的表麵，應保證在一次裝夾下完（wán）成；對表麵粗糙度要求較高的表麵，應采用恒線速度切削（注意：在車削端麵時，應限（xiàn）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（chē）削加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，盡量減少裝夾次數，以提高加（jiā）工效率、保證加工精度（dù）。對於軸類（lèi）零件，通常以零件自身的（de）外圓（yuán）柱麵作定位基準；對於套類（lèi）零件，則以內孔為定位基準。數控（kòng）車床夾具除（chú）了（le）使用通（tōng）用的三爪（zhǎo）自動定心卡盤、四爪卡盤（pán）、液壓、電動及氣動夾具外，還有多種通用性較好的專用夾（jiá）具。實際操作時應合理選擇。金屬（shǔ）加工微信，內容（róng）不錯，值得關注。

　　2．刀（dāo）具選擇

　　刀具的使用壽命除與刀具材（cái）料相關外，還與刀具的直徑有很大的關係。刀（dāo）具直徑越大，能承受的切削用量（liàng）也越大。所以在零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（tí）高生產率的有效措施。數控車削常用的刀具一（yī）般分為3類。即尖形（xíng）車刀（dāo）、圓弧形車刀和（hé）成型車刀。

　　（1）尖（jiān）形車刀。以直線形切削刃（rèn）為（wéi）特征的（de）車刀（dāo）一般稱為尖形車刀。其（qí）刀尖由直線性的主、副切削（xuē）刃構成，如外圓偏刀、端麵車刀等。這類車刀加工零件（jiàn）時，零件的輪廓（kuò）形狀主要由一個獨立的刀（dāo）尖或一條直線形主切削刃位移後得到。

　　（2）圓弧形車刀。除（chú）可（kě）車（chē）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：構成主切削刃的刀刃形狀為一（yī）圓度誤差或線輪廓誤差很小的圓弧（hú），該圓弧刃的每一點都是圓弧形車刀的刀尖，因此刀位點（diǎn）不（bú）在圓弧上，而在該圓弧的圓心上。

　　（3）成型車刀。即（jí）所加工零件的輪廓形狀完全由車刀刀刃的形（xíng）狀和尺寸（cùn）決定。數控車削加（jiā）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（xiàn）機械加（jiā）工的（de）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（gōng）中的切（qiē）削用量（liàng）包括（kuò）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（liàng）的選擇原則，合（hé）理選用切（qiē）削用（yòng）量（liàng）對提高數控車（chē）床的（de）加工質量至關重要。確定數（shù）控（kòng）車床的切削（xuē）用量（liàng）時一定要根據機床說明書中規定的要求（qiú），以及（jí）刀具的（de）耐用（yòng）度去選（xuǎn）擇，也可結合實際經驗采用（yòng）類比法來確定。一般的選（xuǎn）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（jìn）可能大的背吃刀量ap；其次選擇較大的（de）進給量（liàng）f；最（zuì）後再根據刀（dāo）具允許的壽命確定（dìng）一個合適的切削速（sù）度υ。增大背吃刀（dāo）量可減少走刀次數（shù），提高加工效率，增大進（jìn）給量有利於斷屑。精車時，應著重考（kǎo）慮如何保證加工（gōng）質量，並在此基礎上盡量提高加工效率（lǜ），因此宜選用（yòng）較小的背吃刀量和進給量，盡可能地提（tí）高加工速度（dù）。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為工件或刀／具直徑（jìng） mm)計算得出，也可以查（chá）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，常用的工序的劃分原則有兩種。

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

　　為減少熱變形和切削力變形對工件的形狀、位置（zhì）精度、尺寸精度（dù）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（xiào）率原則。為減少換刀次數（shù），節省換（huàn）刀時間，提高生產效率，應將需要用同一把刀加（jiā）工的加工部位都完成後，再換另（lìng）一（yī）把刀來加（jiā）工其他部位，同時應（yīng）盡量減少空行（háng）程。

　　2．確定加工（gōng）順序

　　製定加（jiā）工順（shùn）序一般遵循下列原則：

　　（1）先粗後精。按（àn）照（zhào）粗車半精車精車的順序進行（háng），逐（zhú）步提高加工精（jīng）度。

　　（2）先近後遠。離對刀點近的部（bù）位先加工，離對刀點遠（yuǎn）的部位（wèi）後加工，以便縮短刀具移動（dòng）距（jù）離，減少空行程時間。此外，先（xiān）近後遠（yuǎn）車削還有利於保持坯件或半成品的（de）剛性，改善其切削條件。

　　（3）內外交叉。對既有內表麵（miàn）又有外表麵需加工的零件，應（yīng）先進行內外表麵的粗加工，後（hòu）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先（xiān）加工出來，定位基準的表（biǎo）麵越精確（què），裝夾誤差越小。