數控車削（xuē）加工工藝及分析

數控機床作（zuò）為一（yī）種高效率的設備，欲充分發揮其高性能、高精度和（hé）高自動化的特點，除了必須掌握機床的性能、特點及操作方法外，還應（yīng）在編程前進（jìn）行詳細（xì）的工藝分析和確定合理的加工工藝（yì），以（yǐ）得到最優的加工方案。

一、數控車削加工工藝的內（nèi）容

數控車削加工工藝是采用數控車床加工（gōng）零件（jiàn）時所運用的方（fāng）法（fǎ）和技術手段的總和。其（qí）主要內容包（bāo）括以下幾個方麵：

（一）選擇並確定零件的（de）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、夾具的選擇和調整設計；

（四）工序、工步的設計（jì）；

（五（wǔ））加工（gōng）軌跡的（de）計（jì）算（suàn）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（tí）的（de）處理（lǐ）；

（八）編製數控加工（gōng）工藝技術文件；總之，數控加工工藝內容（róng）較（jiào）多，有些（xiē）與普通機床加工（gōng）相似。

二、數（shù）控車削加工工藝分析

工（gōng）藝分析是數（shù）控車削（xuē）加工（gōng）的前期（qī）工藝準備工作。工藝製定得合理與（yǔ）否，對程序的編製、機（jī）床的（de）加工效率和零件的加工精度都有重要影響。為了編製出一個合理的、實用的加工程（chéng）序，要求編程者不僅要了解數（shù）控車床的工作原理、性能（néng）特點（diǎn）及結構。掌握（wò）編程語言及編程格式（shì），還應熟練掌握工件加工工藝，確定合理（lǐ）的切削用量、正確地選用刀具和工件裝夾方法（fǎ）。因此，應遵循一般的工藝原則（zé）並結合數控（kòng）車床的特點（diǎn），認真而（ér）詳細地進行數控（kòng）車削加工工藝分析。其主要內容（róng）有：根據圖紙分析零件的加工要求（qiú）及其合理性；確（què）定工件在數控車床（chuáng）上的裝夾方式；各表麵的加工順序（xù）、刀具的（de）進給路線以及（jí）刀具、夾具和切削用量的選擇等（děng）。

（一）零件圖分（fèn）析

零件圖分析（xī）是製定數控車削工藝的首要任務。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（fèn）析。此外還（hái）應分析零件結構和（hé）加工要求的合理性，選擇工藝基準。

1．尺寸標注方法分析

零件圖上的尺寸標注方法應適應數控（kòng）車（chē）床的（de）加工特點，以同一基準標注尺寸或直（zhí）接給出坐標尺（chǐ）寸。這種標注（zhù）方法既便於編（biān）程，又有利於設（shè）計（jì）基準、工藝基準、測量基準和編程原點的（de）統（tǒng）一。如果零件圖上各方向的尺寸沒有統一的設計基準，可考慮在不影響零件精（jīng）度的前提下選擇統一的工藝基準。計算轉化各尺（chǐ）寸，以簡化編程計算。

2．輪（lún）廓幾何要素分析

在手工編程時，要計算每個節點坐標。在自動（dòng）編程時要對零件輪廓的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條件是（shì）否充分。

3．精度和技術要（yào）求分（fèn）析

對（duì）被加工零件的精度和技術（shù）進行（háng）分析，是零件工藝性分析的重要內容，隻有在分析零件尺（chǐ）寸精（jīng）度和表麵粗（cū）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（jí）切削用量等。其主要內容包（bāo）括（kuò）：分析精度（dù）及各項（xiàng）技術要求是否齊全、是否合理；分析本工序的數控車（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（shí），應給後續工序留（liú）有餘量；對圖紙（zhǐ）上有位置精（jīng）度（dù）要求的表麵，應保（bǎo）證在一次裝夾下完成；對表麵粗糙度要求較高的表（biǎo）麵，應采（cǎi）用恒線速度切削（注（zhù）意：在（zài）車削端麵時，應（yīng）限製主軸最高轉速)。

（二）夾具和刀具（jù）的選擇

1．工件的裝夾與定位

數控車削加工（gōng）中（zhōng）盡可能做到一次（cì）裝夾後（hòu）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（tí）高加工效率、保證（zhèng）加工精度。對於軸類（lèi）零件（jiàn），通常以零件自身（shēn）的外圓柱麵作定位基準；對於套（tào）類零件，則以內孔為定位基準。數控車床夾具除了使用通用的（de）三爪自動定心卡盤、四爪卡盤、液（yè）壓（yā）、電動及氣動夾具外，還有多種通用（yòng）性較好的專用夾具。實際操作時應合理選擇。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關外，還與刀具的（de）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（yǔn）許的情況下（xià），采用盡可能大的刀具直徑是延長刀具壽命，提高生產率的有效措施。數控車削常用的（de）刀具一般分為3類。即尖形車刀、圓弧形車（chē）刀（dāo）和成型車刀。

（1）尖形車刀。以直線形（xíng）切削刃為特征的車刀一般稱為尖形車刀。其刀尖（jiān）由直線性的主、副切削刃構成，如外圓偏刀、端麵車刀等。這類（lèi）車刀加工（gōng）零件時，零件的輪廓形狀主要（yào）由一個獨立的刀尖（jiān）或一條直（zhí）線形主切削刃位移（yí）後得到。

（2）圓弧（hú）形車刀。除可車（chē）削內外（wài）圓表麵外，特別適宜於車削（xuē）各種光滑連接的成型麵。其（qí）特征為：構（gòu）成主切削（xuē）刃的刀刃形狀為一圓度誤差或（huò）線輪廓誤差很小的圓弧，該圓（yuán）弧刃的（de）每一點都是圓弧形車刀的刀尖，因此刀位點不在圓弧（hú）上，而（ér）在該圓弧（hú）的圓心上（shàng）。

（3）成型（xíng）車（chē）刀。即所加工零件（jiàn）的輪廓形狀完全由車刀刀刃的形狀和尺寸決定。數控車削加（jiā）工中，常用（yòng）的成（chéng）型車刀有小半徑圓弧車刀、車（chē）槽刀和螺紋車刀等。為了減少換刀時間和方便對刀，便於（yú）實（shí）現機械加工的標準化（huà）。數控車（chē）削加工中，應盡量采用機夾（jiá）可（kě）轉位式車刀。

（三）切削用量選擇

數控車削加（jiā）工中（zhōng）的切削用量包括背吃刀量ap、主軸轉（zhuǎn）速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（qiē）削用量對提高數控車床的加工質（zhì）量（liàng）至關重要。確定數控車床的切（qiē）削用量時一定要根據機床說（shuō）明書中規定的要求，以及刀具的耐用度去（qù）選擇（zé），也可結合實際經驗采用類比法來確定。一般的（de）選擇（zé）原則（zé）是：粗車時，首先考慮在機床剛度允許的（de）情況下選擇盡可能大（dà）的背吃刀量ap；其次選擇較大的進給量f；最後再根據刀（dāo）具允許的（de）壽命（mìng）確定一個合適的切削速度（dù）υ。增大背（bèi）吃刀量可減少走刀次數，提高（gāo）加工效率，增大進給量有利於斷屑。精車時，應著重考慮如何保證加工（gōng）質量（liàng），並在此基礎上盡量提高加工效率，因此宜（yí）選（xuǎn）用較小的背吃刀量和進給量，盡可能地（dì）提高加工速度。主軸轉（zhuǎn）速S(r/min)可根據（jù）切削速度υ(mm/min)由公式 S=υ1000／πD(D為工件或（huò）刀／具（jù）直徑 mm)計算得出，也可以查表或根據實踐經驗確定（dìng）。

（四）劃分工序（xù）及擬定加工順序（xù）

1．工序劃分的原則

在數控車床上加（jiā）工零件，常用（yòng）的工序的劃（huá）分原則（zé）有兩種。

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

為減少熱變形和切削力變形對工件的形狀、位置（zhì）精（jīng）度、尺寸（cùn）精度和表麵粗糙度的（de）影（yǐng）響，則應將粗、精加工分開進行。

（2）提高生產效率原則。為減少換刀（dāo）次數，節省換刀時間，提高生產效率，應將需要用同一把刀加工的加工部（bù）位都完成後，再換另一把刀（dāo）來加工其他部位，同（tóng）時應盡量減少空（kōng）行程（chéng）。

2．確（què）定加工順序（xù）

製定加工順序（xù）一般遵循下列原則：

（1）先粗後精。按照粗車半精車精車的順序進行，逐步提高加工精度（dù）。

（2）先近後遠。離對刀點（diǎn）近的部位（wèi）先加工，離對刀點遠的部位後（hòu）加（jiā）工（gōng），以便縮短刀具移動距離，減少空行（háng）程時間。此（cǐ）外，先近後遠車削還有（yǒu）利於保持坯件或半成品的剛性，改善其（qí）切削條件。

（3）內（nèi）外交叉。對（duì）既（jì）有內表麵（miàn）又有（yǒu）外表麵需加工的零件，應先進行內外表麵的粗加工，後進行內外表麵的精加工（gōng）。

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