​數控車削加（jiā）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（gāo）精度和高自動化的（de）特（tè）點，除了（le）必須掌握機床的性能、特點及操作方（fāng）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（dé）到最優的加工方案。

一（yī）、數控車削加工工藝的內容

數控車削加工工藝是采用數控車（chē）床加工零（líng）件時所運用的方法和技術手段的總和。其主要內容包括以下（xià）幾個方麵：

（一）選擇並確定零件的數控車削加工內容；

（二）對（duì）零件圖紙（zhǐ）進行數控（kòng）車削加工工藝分析；

（三）工具、夾具（jù）的（de）選擇和調（diào）整設計；

（四）工序、工步的設計；

（五）加工軌（guǐ）跡（jì）的計算和優化；

（六）數控車（chē）削加工（gōng）程序的編寫、校驗與修改；

（七）首（shǒu）件試加工與現場問題的處理（lǐ）；

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

二、數控車削加工（gōng）工（gōng）藝（yì）分析

工藝分（fèn）析是數（shù）控車（chē）削加工的前期工藝準備工（gōng）作。工（gōng）藝製定得合理與否，對程序的編製、機床的加工效率和零（líng）件（jiàn）的加工精度都有重要影響。為了編製出一（yī）個合理的、實（shí）用的加工程序（xù），要求編程（chéng）者不僅要了（le）解數控車床（chuáng）的工（gōng）作原理、性能特點及結構。掌握編程語言及編程格式，還應熟練掌握（wò）工件（jiàn）加工工藝，確定合理的切（qiē）削（xuē）用量、正確地選用刀具和工件裝夾方（fāng）法。因此，應遵循一般的工藝原則（zé）並結合數控車床的特（tè）點，認真而詳細地（dì）進行數控車削加工工藝分析。其主要內容有：根據圖紙分析零（líng）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；各表麵的加工順序、刀具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。主要進行尺寸標（biāo）注（zhù）方法分析、輪廓幾何要素分析以及精度（dù）和技術要求分析。此外還應（yīng）分析零件結構和加工要求的合理性，選（xuǎn）擇工藝（yì）基（jī）準。

1．尺寸標注方法（fǎ）分析

零件圖上（shàng）的尺寸標注方法應適應數控車床的加工特點，以同一基準標（biāo）注尺寸或直接給出（chū）坐（zuò）標尺寸。這種標注方法既便於編程，又有利於設計（jì）基準、工藝基準、測量基準和編程原點的統一。如果零件圖上各方向的尺寸沒（méi）有統一的設計基準，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。計算轉化各尺寸，以簡化編程計算。

2．輪廓幾何要素分析

在手工編程時，要計算每個節點坐標（biāo）。在（zài）自動編程時要對零件輪廓的所有幾何元素進行（háng）定義。因此在零件圖分析時，要分（fèn）析幾何元素的給（gěi）定條件是否充分。

3．精度和技術要（yào）求（qiú）分析

對被加工零（líng）件的精度（dù）和技術進行分析，是零件工藝性分析的重要內容，隻有（yǒu）在（zài）分析零件尺寸精度和表麵粗（cū）糙度的基礎上，才能正確合理地選擇加工方法（fǎ）、裝夾方式、刀具及（jí）切（qiē）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（shì）否合理；分析本（běn）工序的數控車削加工精度能否達（dá）到圖紙要求，若達不到，允許采取其（qí）他加工方式彌補時（shí），應給後續工序留有餘量（liàng）；對圖紙上有位置精度（dù）要（yào）求的表麵，應保證在一次（cì）裝夾下完成；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，應限製主（zhǔ）軸最高轉速)。

（二）夾具和刀具（jù）的選擇

1．工件（jiàn）的裝夾與定（dìng）位

數（shù）控車削加工中盡可能做（zuò）到一次裝夾後（hòu）能加工出全部或大部分代加工（gōng）表麵，盡量減（jiǎn）少（shǎo）裝夾次數，以提高加（jiā）工效率、保證加工精度。對於軸類零件，通常以零件自身的外圓柱麵（miàn）作定位基（jī）準；對於套（tào）類（lèi）零件，則以內孔為定位基準。數控車床夾具除了使用通（tōng）用的三爪自動定心（xīn）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（jiào）好的專用夾具。實際操作時應合（hé）理選擇。金屬加工微信，內容不錯，值得關注。

2．刀具選（xuǎn）擇

刀具的使用壽命除（chú）與（yǔ）刀具材料相關外，還與刀具（jù）的直徑有很大的關係。刀具直徑越大，能承受的切（qiē）削用量也越（yuè）大。所以在零件形（xíng）狀允許的情況下，采用盡（jìn）可能大的刀具直徑是延長刀（dāo）具壽命（mìng），提高生產率的有效措施。數（shù）控車削常用的刀具一般分為（wéi）3類。即尖形車刀、圓弧形車刀和成型車刀。

（1）尖形車刀（dāo）。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（xìng）的主、副切削刃構成，如外圓偏刀、端麵（miàn）車刀等。這類車（chē）刀加工零件時，零件（jiàn）的輪廓形狀主要由一個獨立的刀尖（jiān）或一（yī）條直線形主切削刃位移後得到。

（2）圓弧形車刀。除可車削內外圓表麵外（wài），特別適（shì）宜於車削各種（zhǒng）光滑連接的成型麵。其特征為：構成（chéng）主切削刃的刀刃形狀為一圓度誤差（chà）或線輪廓（kuò）誤差很小的圓弧，該（gāi）圓弧刃的每（měi）一點（diǎn）都是圓弧（hú）形車刀的刀（dāo）尖，因（yīn）此刀位點不在圓弧上，而在該圓弧的圓心上（shàng）。

（3）成型車刀。即所加工零件的輪（lún）廓形狀完全（quán）由車刀刀刃的（de）形狀和尺寸決定。數控車削（xuē）加工（gōng）中，常用的成型車刀有（yǒu）小半徑（jìng）圓弧車刀（dāo）、車槽刀和螺紋車刀等。為了（le）減少換刀時間和方（fāng）便對刀，便於實現（xiàn）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（wèi）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量ap、主軸轉速S（或切削速度（dù）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（yòng）量對提高（gāo）數控（kòng）車（chē）床的加工質量至關重要。確定數控車床的切削用量（liàng）時一定要根據機床（chuáng）說明書中規定的要求，以（yǐ）及刀具的耐用度去選擇（zé），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，首先考慮在機床剛度允許的（de）情況（kuàng）下選擇盡可能大的背吃刀量ap；其次選（xuǎn）擇較大的進給量f；最後再根據刀具允許（xǔ）的（de）壽命確定（dìng）一個合適（shì）的（de）切削速度υ。增大背吃刀量可減少（shǎo）走刀次數，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（bǎo）證加工質量，並在此基礎上盡量提（tí）高加（jiā）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)可根據切削速度υ(mm/min)由公式 S=υ1000／πD(D為（wéi）工件（jiàn）或刀／具直徑 mm)計算得出，也可以查表（biǎo）或（huò）根據實踐經驗確定。

（四）劃分工序及擬定加工（gōng）順序

1．工序劃（huá）分的原則

在數控車床上加（jiā）工零件，常用的工序的劃分原則有（yǒu）兩（liǎng）種。

（1）保（bǎo）持精度原則。工序一般（bān）要求盡可能地集（jí）中，粗（cū）、精加工通常會在一次裝夾（jiá）中全部完成。

為減少熱變形和切削力變形對（duì）工件的形狀（zhuàng）、位置精度、尺寸精度和表麵粗糙度的影響（xiǎng），則（zé）應（yīng）將粗、精加工分開進行。

（2）提高生產效率原則。為減少換刀次數（shù），節省換刀時間，提（tí）高生產效率，應（yīng）將需要用同一把刀加工的加工部位都完成後，再換另一把刀來加工其（qí）他部（bù）位，同時應盡量減少空行程。

2．確定加工順序

製定加工順序一般遵循下列原則：

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

（2）先近後遠。離對刀點近的部位先加工，離對刀點遠的部（bù）位後加工，以便縮短刀具移動距離，減少空行程時間。此外，先近後遠車削（xuē）還有利於保持坯件或半成品的剛（gāng）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，應先進行內外表麵（miàn）的粗加工（gōng），後進行內外表麵的精加（jiā）工。

（4）基麵先行。用作精（jīng）基準的表麵應優先加（jiā）工出來，定位基（jī）準的表麵越（yuè）精確，裝夾誤差越小。