​數控車削加工工藝（yì）及分析

數控機床（chuáng）作（zuò）為一種高效率（lǜ）的設（shè）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藝分析和確（què）定合理（lǐ）的加（jiā）工工藝，以得到（dào）最優的加工方案。

一、數（shù）控車削（xuē）加工工藝的內容

數控車削加工工藝（yì）是采用數控車床加工零件時所運用（yòng）的方法和（hé）技術手段的總和。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加工內容；

（二）對零件圖紙進行數控車削加工工藝分析（xī）；

（三）工具、夾具（jù）的選擇和調整設計；

（四）工序、工步的設計；

（五（wǔ））加工軌跡（jì）的計算和優化；

（六（liù））數控車削（xuē）加工程序的編寫、校驗與修改；

（七）首件（jiàn）試加工與現場問題的處理；

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

二、數控車削加（jiā）工工藝分析

工藝分析（xī）是數控車削加工的前期工藝準（zhǔn）備工作。工藝（yì）製定得合理與否，對程序的（de）編製、機床的加工效率和零件的加工精度都有重要影響。為了（le）編製（zhì）出一個合理的、實用的加工程序，要求編程（chéng）者不僅要了解數控車床的工作（zuò）原（yuán）理、性能（néng）特點及結構。掌握（wò）編程語言及編程格（gé）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（jiá）方（fāng）法。因此，應遵循一般的工藝原則並結合（hé）數控車床的特點，認真而詳（xiáng）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（jiàn）的加工要（yào）求及其合理性；確定工件在數控車床上的裝夾方式；各表麵的加工（gōng）順序、刀具的進給路線以及刀（dāo）具、夾具和切削用量的選擇等。

（一）零件（jiàn）圖（tú）分析

零件圖分析是製定數控車削工藝（yì）的首要任務。主要進行尺寸標注方法分析、輪廓幾何要素分（fèn）析以及精度和技術要求分析。此外還（hái）應分析零件（jiàn）結構和加工要求的（de）合理性，選擇工藝基準。

1．尺寸標注（zhù）方法分（fèn）析

零（líng）件圖上的尺寸標注（zhù）方法應適應數控車床的加工特點，以同一基準標注（zhù）尺寸或直接給出坐標尺寸。這種標注方法既（jì）便於編程，又有利於設計基準（zhǔn）、工（gōng）藝基準、測量基準和編程原點的統一。如果零件圖上（shàng）各方向的尺寸沒有統一的設計基準，可考慮在不影（yǐng）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（jiǎn）化編程計（jì）算。

2．輪廓幾何要素分析

在手（shǒu）工編程時，要計算每個節點坐標（biāo）。在自（zì）動編程時（shí）要對零件輪廓的（de）所有幾何元素進行定義。因此在零件圖分（fèn）析時，要分析幾何元素的給定（dìng）條件是否充分。

3．精度和技術要求分析

對被加工零件的（de）精度和技術進行分析，是零件工藝性分析的（de）重要內容，隻有在分析零件尺寸精度和表麵粗糙度的基礎（chǔ）上，才能正確合理地選擇加工方法、裝夾方式、刀具（jù）及切削（xuē）用量等。其主要內容包括：分析精度及各項技術要求是否齊全、是否合理；分析本工（gōng）序的數控車削加工精度能（néng）否達到圖紙要求，若達不（bú）到，允許采取其他加工方式彌（mí）補（bǔ）時，應給後續工序留有餘量；對（duì）圖紙上有位置精度要求的表麵，應保證在一次裝夾（jiá）下完成；對表麵粗糙度要求較（jiào）高的表麵，應采用恒線速度（dù）切削（注意：在車削（xuē）端（duān）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（kě）能做到（dào）一次裝夾後能加工出（chū）全部或大部（bù）分代加（jiā）工表麵，盡量減（jiǎn）少裝夾（jiá）次數，以提高加工效率（lǜ）、保證加工精（jīng）度。對於軸類零件，通（tōng）常以（yǐ）零件自身的外（wài）圓柱麵作定位基準；對（duì）於套類零件，則以內孔為定位（wèi）基準。數控車床夾具除了使用通（tōng）用的三（sān）爪自（zì）動（dòng）定心卡盤、四爪卡盤、液壓、電動及氣動夾具（jù）外，還有多種通用性（xìng）較好（hǎo）的（de）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，還與刀具的直徑有很大的關係。刀（dāo）具直徑越大，能承受的切削用量也（yě）越（yuè）大。所以在零件形狀允許的情（qíng）況下，采用盡可能大的刀具直徑是延長刀具壽命，提高生產率的有效措施。數控車（chē）削常用的刀具一般分為3類。即（jí）尖形車刀、圓弧形車刀和成型車刀。

（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（de）主（zhǔ）、副切削刃構成，如外圓偏刀（dāo）、端（duān）麵車刀（dāo）等。這類車刀加工零件時，零件的輪廓形狀（zhuàng）主要由一個（gè）獨立的刀尖或一條直線形主切削刃位（wèi）移後得到。

（2）圓弧形車刀。除可車削內外（wài）圓表麵外，特別適宜於車削各種光（guāng）滑連接的成型麵。其（qí）特征為：構成主切削刃的刀刃（rèn）形狀為一圓度誤差或線輪廓誤差很小的圓弧，該（gāi）圓弧刃的每一點都是圓弧形車（chē）刀的刀（dāo）尖，因此刀位點不在（zài）圓弧上，而在該圓弧（hú）的圓心上。

（3）成型車（chē）刀。即（jí）所加工零件的輪廓形狀完全由車刀刀刃的形狀和尺寸（cùn）決定。數控車削加工中，常用的成型車刀有小半徑圓弧車刀、車槽刀和螺紋車刀等。為了減少換刀時間和方便對（duì）刀，便於實現機械（xiè）加工（gōng）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）中的切削用量包括背吃刀量ap、主（zhǔ）軸（zhóu）轉速S（或切削速度υ）及（jí）進給速度F（或進給量f ）。

切削用量的選擇原則，合（hé）理（lǐ）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（chē）床的切（qiē）削用量時一定要根據機床說明書中規定的要求，以及刀具的耐用度（dù）去選擇（zé），也可結合實際經驗采用類（lèi）比法來確定。一般的選擇原則是：粗車時，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（xuǎn）擇較大（dà）的進給量（liàng）f；最（zuì）後再根據刀（dāo）具允許（xǔ）的壽命確定一（yī）個合適（shì）的切削速度υ。增大背吃（chī）刀量可減少走刀次數，提高加工效率，增大進（jìn）給（gěi）量有利於斷屑。精車時，應著重考慮如（rú）何保證加工質量，並在此基（jī）礎上盡（jìn）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（dì）提（tí）高加工速度。主軸轉速S(r/min)可根據切削速（sù）度υ(mm/min)由公（gōng）式 S=υ1000／πD(D為工件或刀／具直徑 mm)計算得出，也可以查表或根（gēn）據實（shí）踐經驗確定。

（四）劃分工序及擬定（dìng）加（jiā）工順序

1．工序劃分的原（yuán）則（zé）

在數控車床上加工零件，常用的工序的劃分原（yuán）則有兩種。

（1）保（bǎo）持精度原則。工序（xù）一般要求盡可能地集中，粗、精（jīng）加工通常會在一次裝夾中（zhōng）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（chǐ）寸精度和（hé）表麵粗糙（cāo）度的影響，則應將粗（cū）、精加工分開（kāi）進行。

（2）提高生（shēng）產效（xiào）率原則。為減少換刀次數，節省換刀時間，提高生（shēng）產效（xiào）率，應將（jiāng）需要用同一（yī）把刀加工（gōng）的加工部位都完成後，再換另一把刀來加工其他（tā）部位，同時應（yīng）盡量減少空行程。

2．確定加工順序

製定加工順序一般遵循下列原（yuán）則：

（1）先粗後精。按照粗車半精車精車的順序進行，逐步提高（gāo）加工精度。

（2）先近後遠。離對刀點近的部位先加工，離對刀（dāo）點（diǎn）遠的部位後加（jiā）工，以便縮短刀具移動距離，減少空行程時間。此外，先近（jìn）後遠車削還有（yǒu）利於（yú）保持坯（pī）件或半成品（pǐn）的剛性，改善其切削條件。

（3）內外交叉。對既有內表麵又有外表麵需加工的零件，應先進行內外（wài）表麵的粗加工，後進行內外表麵的精（jīng）加工。

（4）基麵先行。用作（zuò）精基準的表（biǎo）麵應優先加工出來，定位（wèi）基準（zhǔn）的表麵越精確，裝夾誤差越小。