數控（kòng）車削加工工藝及分析

數控機床作為一種高效率的（de）設備，欲充分發揮（huī）其高（gāo）性能、高精度和高（gāo）自動化的（de）特點（diǎn），除了必須掌握機床的性能、特點及操作方法外，還應在編程前進（jìn）行詳細的工藝分析和（hé）確定合理的加工工藝，以得到最優的加工方案（àn）。

一（yī）、數（shù）控車削加工工藝（yì）的內容

數控車削加工工藝是采用數控車床加工零件時所運用的方法和技術手段的總和。其主要內容包（bāo）括（kuò）以下幾個方麵：

（一）選擇並確定零件的數控車削加工內容；

（二）對零件圖紙進行（háng）數（shù）控車削加（jiā）工工藝分析；

（三）工具、夾具的（de）選擇和調整設計；

（四）工序、工步的設計（jì）；

（五）加工軌跡的計算和優化；

（六）數（shù）控車削加工程序的編寫（xiě）、校驗與修改；

（七）首件（jiàn）試加工（gōng）與現場問題的（de）處理；

（八）編製數控加工工藝技術文件；總（zǒng）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（yì）分析

工藝分析是數控車削加工（gōng）的前期工藝準（zhǔn）備（bèi）工作（zuò）。工藝製定得合理與否，對程序的編製（zhì）、機床的加工效率和零件的加工精度都有重（chóng）要影響。為了編製出一（yī）個合理的、實用的加工（gōng）程序，要求（qiú）編程者不僅要了（le）解數控車床的工作原理、性能（néng）特點及結構。掌握編程（chéng）語（yǔ）言及編程格式，還應熟練掌握工件加工（gōng）工藝，確定合理的切削用量、正確地選用刀具和工件裝夾方法。因此（cǐ），應遵循一般的工藝原則並結合數控車床的特點，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（yǒu）：根據（jù）圖（tú）紙分析（xī）零件的加工要求及其合理性（xìng）；確定工件在數控車床上的裝夾方式；各表麵的加工順序、刀具的（de）進給路線以及刀具（jù）、夾具和切削用量的選擇（zé）等。

（一）零件圖分析（xī）

零件圖分析是製定數控車削工（gōng）藝的首要任務。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，選擇工藝基準。

1．尺寸標注方法（fǎ）分析

零件（jiàn）圖上的尺寸標注方法應適（shì）應（yīng）數控車床（chuáng）的加工（gōng）特點，以同一基準標注尺寸或直接給出坐標尺寸。這種（zhǒng）標（biāo）注（zhù）方法既便於編程（chéng），又有利於設（shè）計（jì）基準、工藝基準、測量基（jī）準和編程原點的統一。如果零件圖上（shàng）各方（fāng）向的尺寸沒有統一（yī）的設計（jì）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（suàn）轉化各尺寸，以簡化編程計算。

2．輪廓幾何（hé）要素分析

在手工編程（chéng）時（shí），要計算每（měi）個節點坐標。在自動編（biān）程時要（yào）對零件（jiàn）輪廓的所有幾何（hé）元素進行定義。因此（cǐ）在零件圖分析時，要分析（xī）幾何元素的給定條件是否（fǒu）充分。

3．精度和技術要求分（fèn）析

對被加工零（líng）件的精度和技（jì）術進行分析，是零件工藝性分析的重要內容，隻有在分析（xī）零件（jiàn）尺寸精度和（hé）表麵粗糙度的基礎上，才能正確合理地選擇加工（gōng）方法、裝夾方式、刀具及切削用量等。其（qí）主要內容包括：分析（xī）精度及各項技術要求是否齊全、是否合理（lǐ）；分析本工序（xù）的數控車削加工精度能否達到圖紙要求，若達（dá）不到，允許采取其他加工方式彌補時，應給後續（xù）工序留有餘量；對（duì）圖紙上（shàng）有位置精度要求的表麵（miàn），應保證在（zài）一（yī）次裝夾下完成；對表麵（miàn）粗糙度要求較高的表（biǎo）麵，應（yīng）采用恒線速度切削（注意：在（zài）車削端麵時，應限製主軸最（zuì）高轉速)。

（二）夾具和（hé）刀（dāo）具的選擇

1．工件的裝夾與定（dìng）位

數控車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（miàn），盡量減少裝夾次數，以提高加工效率、保證加工精度。對於（yú）軸類零件，通常以零件自身的外圓柱麵（miàn）作定位基準；對（duì）於套類零件，則（zé）以內孔為（wéi）定位基準（zhǔn）。數控車床夾（jiá）具除了使用通用的三爪自動（dòng）定（dìng）心卡盤、四爪卡盤、液壓、電動及氣動夾具外，還有多（duō）種通用性較好的專用夾具。實際操作時應（yīng）合理（lǐ）選擇。金屬加工微信（xìn），內容不錯，值得關注。

2．刀具選擇

刀具的使用壽命除（chú）與（yǔ）刀具材料（liào）相關（guān）外，還與刀具的直徑有很大的關係。刀具直徑越大，能承（chéng）受的切削用量也越大。所以在（zài）零件形狀允許的情況下（xià），采用盡可能大的刀具直徑是延長刀具壽命，提高生產（chǎn）率的有（yǒu）效措施。數控車削常用的刀具一般分為3類。即尖形車刀、圓弧形車刀和成型車刀（dāo）。

（1）尖形車刀。以直線形切削刃為特征的（de）車刀一般稱為尖形車刀。其刀尖由直線性（xìng）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（líng）件時，零件的輪廓形狀（zhuàng）主（zhǔ）要由一個獨（dú）立的刀尖或一條直線形主（zhǔ）切削刃位移後得到。

（2）圓弧形車刀。除可車削內（nèi）外圓表麵（miàn）外，特別適宜於車削各種光滑連接（jiē）的成型麵。其特征為：構成主切（qiē）削（xuē）刃的刀刃形狀為一圓度誤差或線輪廓誤差很小的圓（yuán）弧（hú），該圓弧刃的每一點都是圓弧形車刀的（de）刀尖，因此刀位點不在圓弧上，而在該圓弧（hú）的（de）圓心上。

（3）成（chéng）型車（chē）刀。即所加工零件（jiàn）的（de）輪廓形狀完全由車刀刀刃的形狀和尺寸決定（dìng）。數控車削加工中，常用的成型車刀有小半徑（jìng）圓弧車刀（dāo）、車槽刀和螺紋（wén）車刀等。為了減少換（huàn）刀時間和方便對刀，便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（chē）刀。

（三）切削用量（liàng）選擇

數控車削加工中的（de）切削用量包括背吃（chī）刀量ap、主軸轉速（sù）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（liàng）對提高數（shù）控車床的加工質量至關重要。確定數控（kòng）車床的切削用（yòng）量時一定要根據機床說明書中規（guī）定的要求，以及刀具的耐用度去選（xuǎn）擇，也（yě）可結（jié）合（hé）實（shí）際經驗采用類比法來確定。一般的選擇原則是：粗（cū）車時，首先考（kǎo）慮在機（jī）床剛度允許（xǔ）的情況下選（xuǎn）擇盡可能大的背吃刀量ap；其（qí）次選擇（zé）較大的進給量f；最後再根據刀具允許的壽（shòu）命確定一個（gè）合適的切削速度υ。增大背吃刀量可減少走刀次數，提高加工效率，增（zēng）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（chǔ）上盡量提高加工效率，因此宜選（xuǎn）用較小的（de）背吃刀量和（hé）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（zhí）徑 mm)計算得出，也可（kě）以查表（biǎo）或根據實踐（jiàn）經驗確定。

（四）劃分工（gōng）序及擬定（dìng）加工順序

1．工序劃分的原則

在數控車床上加（jiā）工（gōng）零件，常（cháng）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、位置精度、尺寸精度和表麵粗糙度的影響，則應將粗、精加工分開（kāi）進行。

（2）提高生產效（xiào）率原（yuán）則。為減少換刀次數，節省換刀時（shí）間，提（tí）高生產效率，應將需要用同（tóng）一把刀加工的加工部（bù）位都完成後，再換另一把刀來加工其他部位，同時應（yīng）盡量減少空行程。

2．確定加工順序

製定加工（gōng）順序一般遵循下列原（yuán）則（zé）：

（1）先（xiān）粗後精。按照粗車半精車精車的順序進行，逐步提（tí）高加工精度。

（2）先近後遠（yuǎn）。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（duǎn）刀具移動距離，減少空行程時間。此外，先近後遠（yuǎn）車削還有利於保持（chí）坯件或半（bàn）成品的剛性，改善其切削條件。

（3）內外（wài）交叉（chā）。對既有（yǒu）內表（biǎo）麵又有外表麵需加工的零件，應先進（jìn）行內外（wài）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先加工出（chū）來，定位基準的表麵越精確，裝夾誤差越小。