​數控車削加工工藝及分（fèn）析

數控機床作為一種高（gāo）效率的設備，欲充分發揮其高性能、高精度和高自動化的特點，除了必（bì）須掌握機床的性能、特點及操作方法外，還應在編程前進行（háng）詳細的工藝分（fèn）析和確定合理的加工工（gōng）藝，以得到最優的加（jiā）工方案。

一、數控車（chē）削加工（gōng）工藝的內（nèi）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（yào）內（nèi）容包括以下幾個方（fāng）麵：

（一）選擇並確定零件的數控車削加工內容；

（二）對零（líng）件圖紙進行（háng）數控車削加工（gōng）工藝分析；

（三）工具、夾具（jù）的選擇（zé）和調整設計；

（四）工（gōng）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、校驗與修改（gǎi）；

（七）首件試加（jiā）工（gōng）與現場問題的處理；

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

二、數控車削加（jiā）工工藝分析

工藝分析是數控車削加（jiā）工的前期工藝（yì）準備工作。工藝（yì）製定得合理與否，對程（chéng）序（xù）的編製、機床的加（jiā）工效（xiào）率和零件的加工精度都有重要（yào）影響。為了編製出一個合理的、實用的加工程序，要求編（biān）程者不僅要（yào）了解數（shù）控車床的工作原理、性能特點（diǎn）及結構。掌握編程語言及編程格式，還應熟練掌握工件（jiàn）加（jiā）工工藝，確定合理的切削用量、正（zhèng）確地選用刀具和工件裝夾方法。因此，應遵循一般的工藝原則並結合數控（kòng）車床的特點，認真而詳細地（dì）進行數控車削加工工藝（yì）分析。其主（zhǔ）要內容（róng）有：根據圖紙分析零件的加工要求及（jí）其合理性；確（què）定工件在數控車床上的裝夾方式（shì）；各表麵的加工（gōng）順序、刀具的進給路線以及刀具、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（kòng）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（zhǔn）。

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車床的加工特點，以同一基準（zhǔn）標注尺寸或直接給出（chū）坐標尺寸。這種標注方法既便於編程，又有利於設計基準（zhǔn）、工藝基準、測量基準和編程原點（diǎn）的統（tǒng）一。如果零件圖上各方向的尺寸沒有統一（yī）的設計基準，可考慮在不影響零（líng）件精度的前提下選擇統一的（de）工藝基準（zhǔn）。計算（suàn）轉化各尺寸，以簡化編程計（jì）算。

2．輪廓幾何要素分析

在手工編程時，要（yào）計算每個節點坐標（biāo）。在自動編程時要對零件輪廓的（de）所有幾（jǐ）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定條件是否充分。

3．精度和（hé）技術要求分析

對被（bèi）加工零件的精度和技術進（jìn）行分析，是零（líng）件工藝性分析（xī）的重要內容，隻有在分析零件尺寸精度和表麵粗糙度的基礎上，才能正確合理地選擇加工方法、裝夾方式、刀具及切削用（yòng）量等。其主要內容包括：分（fèn）析精度及各項技（jì）術要（yào）求是（shì）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（gōng）序留有（yǒu）餘量；對圖紙上（shàng）有位置精度要求的表麵，應（yīng）保證在（zài）一次裝夾下完成；對表麵粗糙（cāo）度要求較高的表麵，應采用恒線速度切削（注意（yì）：在車削端麵時，應（yīng）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（chē）削加工中盡可能做到一次裝夾後能加工出全部或大部分代加工表麵，盡量減少裝夾次數，以提高加工效率、保（bǎo）證加工精度。對於軸（zhóu）類零件，通（tōng）常以零件（jiàn）自身的外圓柱（zhù）麵作定位基準；對於套類（lèi）零件，則以內孔（kǒng）為定位基準。數控車床夾具除了使用通用的三爪自動定心（xīn）卡盤、四（sì）爪卡盤、液壓、電動及氣動夾具外，還有（yǒu）多種通用性較好的專用夾具。實際操作時（shí）應合理選擇。金屬加工（gōng）微信，內容不錯，值得（dé）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（yǔ）刀具的直徑有很大的（de）關係。刀具直徑越大，能承受的切削用量（liàng）也越大。所以在零件形狀允許的情況下，采（cǎi）用（yòng）盡（jìn）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。數控車削常用的刀具一般分為3類。即尖形（xíng）車刀、圓弧形車刀和成型車刀。

（1）尖形車刀。以直線形（xíng）切（qiē）削刃為特征的車刀一般稱為尖形車刀。其刀尖由直線性的主、副（fù）切削刃構成，如（rú）外圓偏（piān）刀、端麵車刀等。這類車刀加（jiā）工零（líng）件時，零件的輪廓（kuò）形狀主要由一個獨立的刀尖或一條直（zhí）線（xiàn）形主切削刃位移後得到。

（2）圓弧形車刀。除可車削內外（wài）圓表麵外，特別適宜於車削（xuē）各種光（guāng）滑連接的成型麵。其特征為：構成主切削刃的刀刃形狀為一圓度誤差或線輪廓（kuò）誤（wù）差很小的圓弧，該圓弧刃的（de）每一點都是圓弧形車刀的刀尖，因此（cǐ）刀位點不在圓弧上，而在該圓弧的圓心上。

（3）成型車刀。即所加（jiā）工零件的輪廓形狀完全由車刀刀刃的形（xíng）狀和尺寸（cùn）決定。數（shù）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（děng）。為了減少換刀時間和方便（biàn）對刀，便於實現機（jī）械加工的標準化（huà）。數控車削加工中，應盡量采用機夾可（kě）轉（zhuǎn）位式車刀。

（三）切（qiē）削用量選（xuǎn）擇

數控車削加工中的（de）切（qiē）削用量包括背吃刀量ap、主軸轉速S（或切（qiē）削速度υ）及進給速度F（或進給量f ）。

切削（xuē）用量（liàng）的選（xuǎn）擇原（yuán）則，合理（lǐ）選用切削用量對提高數控（kòng）車床的加工質量（liàng）至關重要。確定（dìng）數控車床的切削用量時一定要根據機床說明書中規定的要（yào）求，以及刀具的耐用度去選擇，也可結合實際經驗采用類比法來確定。一般的選擇原（yuán）則是（shì）：粗車（chē）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（qí）次選擇較（jiào）大的進給量f；最後再根據刀（dāo）具允許的壽命確定一個合適的切削速度υ。增大背吃刀量可減少走刀次數，提高（gāo）加工效（xiào）率，增大進給量有利於斷（duàn）屑。精（jīng）車（chē）時，應著重考慮如何保證加（jiā）工質量，並在此基礎（chǔ）上盡量提高加工效率，因（yīn）此（cǐ）宜選用較小（xiǎo）的背吃（chī）刀量和進給量，盡（jìn）可能地提高加工速度。主軸轉速（sù）S(r/min)可根據（jù）切削速度υ(mm/min)由公（gōng）式 S=υ1000／πD(D為工（gōng）件或刀／具直徑 mm)計算得出（chū），也可以查表或根據實踐（jiàn）經驗確定。

（四）劃分工（gōng）序及擬定加工順（shùn）序

1．工序（xù）劃分的原則

在數控車（chē）床上加工零（líng）件，常用的工序的劃分原則有兩種。

（1）保持（chí）精度原（yuán）則。工序一般要求盡可能（néng）地集中，粗、精加工通（tōng）常會在一次裝夾中（zhōng）全部完成。

為減少（shǎo）熱變（biàn）形（xíng）和切削力變形對工件的形狀、位置精度（dù）、尺寸精度和表麵粗糙度（dù）的影響，則應將粗、精加工分開進行。

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

2．確定加工（gōng）順序

製定加工順序一般遵循下列原則：

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

（2）先（xiān）近後遠。離對刀點近的部位先加工，離對刀點遠的（de）部位後加工，以便（biàn）縮短刀具移動距離（lí），減少空行程時間。此（cǐ）外，先近後遠車削還有利於保（bǎo）持坯件或半成品的剛性（xìng），改善其切削條件（jiàn）。

（3）內外（wài）交叉。對既有內（nèi）表麵又有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。

（4）基麵（miàn）先行。用作（zuò）精基準的表麵應優先（xiān）加（jiā）工出來，定位基準的表麵越精確（què），裝夾誤（wù）差（chà）越小。