​數控車削加工工藝及（jí）分（fèn）析

數控（kòng）機床作為一種（zhǒng）高（gāo）效率的設備，欲充（chōng）分發揮其高性能、高精度和高自（zì）動化的特點，除了必須（xū）掌（zhǎng）握機床的性能、特點及操作方（fāng）法外，還應在編程前進行（háng）詳細的工藝分析和確定（dìng）合理的加工工藝，以得到最優的加工方案。

一、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床加工（gōng）零件時所（suǒ）運（yùn）用（yòng）的方法和技術手段的總（zǒng）和。其主要內（nèi）容包括以下幾個方麵（miàn）：

（一（yī））選擇並（bìng）確定零件的數控車削加（jiā）工內容；

（二）對（duì）零件圖紙進行數控車削加工工藝分析；

（三（sān））工具、夾具的選擇和調整設計；

（四）工序、工步的設計；

（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（xiū）改；

（七）首件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（róng）較多，有些與普通機（jī）床加工相似。

二、數控（kòng）車削加工工藝（yì）分析

工藝分析是數控車削加工的前期工（gōng）藝準備工作。工藝製定得合理與否，對程序的編製、機床的加工（gōng）效率（lǜ）和零件的加工精度都有重要影響。為了編製出一個合理的、實（shí）用的加工程序，要求編程者不僅要了（le）解數控車床的工作原理、性能特點及結構（gòu）。掌握編程語言及（jí）編程（chéng）格式，還應熟練掌握工件加工工（gōng）藝，確定合理的切（qiē）削用量、正確地選（xuǎn）用刀具和工件裝夾方法。因此，應遵循一般的工藝原則（zé）並（bìng）結合數控車（chē）床的特點（diǎn），認真而詳細地進行（háng）數控車（chē）削加工工藝分析。其主要內容有：根據圖紙分析零件的加工要求及其合理（lǐ）性；確定工件在數控車床（chuáng）上的裝夾方式；各表麵的加工順序、刀（dāo）具的進給（gěi）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（xuē）工藝的首（shǒu）要任務（wù）。主要進行尺寸標注方法分析、輪廓（kuò）幾何要素分析以及精（jīng）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（jī）準。

1．尺寸標注（zhù）方（fāng）法分析

零件圖上的尺（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（zhù）尺寸或直接給出坐標尺（chǐ）寸。這（zhè）種標注方法既便於編程，又有利（lì）於設計基準、工藝基（jī）準、測量基準和編程原點的統（tǒng）一。如果零件圖上各方向的尺寸沒有統一的（de）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（měi）個節點坐標。在自動編程時要對零件輪（lún）廓的（de）所有幾何元素進行定義。因此在零件圖分析時，要分析幾何元素的給（gěi）定條件（jiàn）是否充分。

3．精度和技術要求分析

對被加工零件（jiàn）的精度和技術進行分析，是零件工藝性分析的重要內容，隻有在分析零件尺寸精度和表麵（miàn）粗糙度的基礎上，才能正確合理地選擇加工方法（fǎ）、裝夾方式、刀（dāo）具及切削用量等。其主要內容包括：分析精度及各項技術要求是否齊全（quán）、是否合理；分析本工序的數控車削加工精度能否達到圖紙要求，若達不到，允許采取其（qí）他加工方式彌補時，應給（gěi）後續工序留有餘量；對圖（tú）紙上有位置精度要（yào）求的表麵，應保證在一次裝夾下完成；對（duì）表麵粗糙度（dù）要求較高的表麵，應采（cǎi）用恒線速度（dù）切削（注意：在車削端麵時，應限製（zhì）主軸最高轉速)。

（二）夾具和（hé）刀具的選擇（zé）

1．工件的裝夾與定（dìng）位

數控車削加工中盡可能做到一（yī）次裝夾後能加工出全部或大部分代加工表麵，盡量減少裝夾次（cì）數，以提高加工效率、保證加工精度。對於軸類零件，通常以零件自身的外圓柱麵作定位基（jī）準；對於套類零件，則以內孔為（wéi）定（dìng）位基準。數控車床夾具除了使用通用（yòng）的三爪自動定心卡盤、四爪（zhǎo）卡盤、液壓、電動及氣動夾具外，還有多種通用性較好的專用夾具。實際（jì）操作時應合理選擇。金（jīn）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（xiàng）關外，還與（yǔ）刀具的直徑（jìng）有很大（dà）的關係。刀具直徑越（yuè）大，能承受的（de）切削用量也越大。所以在零件形狀允許的情況下（xià），采用盡可能大的刀具（jù）直（zhí）徑是延長刀具壽命，提高生產率的有（yǒu）效措施。數控車削常用的刀具一般分為3類。即尖形車（chē）刀、圓（yuán）弧形車刀和成型車刀。

（1）尖形車刀。以直線形切削刃（rèn）為特征的車刀一般稱為尖形車刀。其刀（dāo）尖由（yóu）直線性的主、副切（qiē）削刃構成，如外圓偏（piān）刀、端麵車刀等（děng）。這類車刀（dāo）加工零件時，零件的輪廓形狀主要（yào）由一個獨立的刀尖或一條直線形主切（qiē）削刃（rèn）位移（yí）後得到。

（2）圓弧形車（chē）刀。除可（kě）車削內（nèi）外圓表麵外，特別適宜於車削各種光（guāng）滑連接的成（chéng）型麵。其特征為：構成主切削刃的刀刃形狀（zhuàng）為（wéi）一圓度誤差或線輪廓誤差很小（xiǎo）的圓弧，該圓弧刃的每一點（diǎn）都是圓弧形車（chē）刀的刀尖，因此刀位點不在圓弧上，而在（zài）該圓弧的圓心上。

（3）成型車刀。即所加工零件的輪廓形狀完（wán）全由車刀（dāo）刀刃的形（xíng）狀和尺寸決定。數控車削加工（gōng）中，常用（yòng）的成型車刀（dāo）有小半徑圓（yuán）弧車刀、車槽刀和螺紋車刀（dāo）等。為了減少換刀時間和方便對刀，便於（yú）實現機械加工（gōng）的（de）標準化（huà）。數控車削（xuē）加工中，應盡量采用機夾可轉位式（shì）車刀。

（三（sān））切削（xuē）用量選擇

數控車削加工中的切削（xuē）用量包括背吃（chī）刀量ap、主（zhǔ）軸（zhóu）轉速S（或切（qiē）削速度υ）及進給速度（dù）F（或進給量f ）。

切削用量的選（xuǎn）擇原則，合理選用切削用量對提高數控車（chē）床的（de）加工質量至關重要。確定數控車床的切削用量時一定要根（gēn）據（jù）機床說明書（shū）中規定的要求，以及刀具的耐（nài）用度去選擇，也可結合實際經驗采用類比法來確定（dìng）。一般的選擇原則是：粗車時，首先考慮在機（jī）床（chuáng）剛度允許的情況下選擇盡可能大的背（bèi）吃刀量ap；其次（cì）選（xuǎn）擇較大的進給量f；最後再根據刀具（jù）允許的壽命確定一個合適的切削速度υ。增大背吃刀量（liàng）可減少走刀次數，提（tí）高加工效率，增大進給量有利於斷屑。精車時，應著（zhe）重考慮如何保證加工（gōng）質量，並在此（cǐ）基礎（chǔ）上盡量提高加工效率，因此宜選用較小（xiǎo）的背吃刀量和進給（gěi）量，盡可（kě）能地提高（gāo）加工（gōng）速度。主軸轉速S(r/min)可（kě）根據切削速度υ(mm/min)由公式（shì） S=υ1000／πD(D為工件或刀／具直徑 mm)計算得出，也可以查表或根據實踐經驗確定。

（四）劃（huá）分工序及（jí）擬定加工順（shùn）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（yuán）則（zé）有兩種。

（1）保（bǎo）持精度原則。工序一般要求盡可能地集中，粗、精加工通常會（huì）在一（yī）次（cì）裝夾中全部完成。

為減少（shǎo）熱變形（xíng）和切削力變形對工件的形狀、位置精度、尺寸（cùn）精度和表麵（miàn）粗糙度的（de）影響，則應將粗、精加工分開進行（háng）。

（2）提高生（shēng）產（chǎn）效率（lǜ）原則。為減少換刀次數，節省（shěng）換刀時（shí）間，提高生（shēng）產效率，應將需要用同一把刀加工的加工部位都完（wán）成（chéng）後，再（zài）換（huàn）另一把刀來加工其他部位，同時應（yīng）盡（jìn）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（cū）車半精車精車（chē）的順序進行，逐步提高加工精度。

（2）先近後遠。離（lí）對刀點近的部位先加工（gōng），離對刀點遠的部位後加工（gōng），以（yǐ）便（biàn）縮短刀具移動距離，減少空行程時間（jiān）。此外，先近後遠車削還有利於保持坯件或半成品的剛性，改善其切削條件。

（3）內（nèi）外交叉。對既有內表麵又有外表麵需加工的零件，應先進行（háng）內外表麵的粗（cū）加工，後進行內外表麵（miàn）的精加工。

（4）基麵先行。用作精基準的表（biǎo）麵應優先（xiān）加工出（chū）來，定位基準的（de）表麵越精確，裝（zhuāng）夾誤（wù）差越（yuè）小。