數控車（chē）削加工工藝及分析

數控（kòng）機床作為（wéi）一種高（gāo）效（xiào）率（lǜ）的設備，欲充（chōng）分（fèn）發揮其高性（xìng）能、高精度和高自動化的特點，除（chú）了（le）必（bì）須（xū）掌握機床的性能、特點及操作方法外，還應在（zài）編程前（qián）進（jìn）行詳細的工藝分析和確定合理的加工（gōng）工藝，以得到最（zuì）優的加工方案。

一、數控車削加工工（gōng）藝的內容

數控車削加工工藝是采用數（shù）控車床加工零件時所運用的方法和技術手段的總和。其主要內容包括（kuò）以下幾個方（fāng）麵（miàn）：

（一）選擇（zé）並確（què）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；

（三）工具、夾具的選擇和（hé）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（shù）控車削加工程序的編寫、校驗與修改；

（七）首件試（shì）加（jiā）工與現場問題的處理；

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

二、數控車削加工工（gōng）藝分析（xī）

工藝分析是數（shù）控（kòng）車削加工（gōng）的前期工藝準備工作。工藝製定得合理與否，對程序的編製（zhì）、機床的加工效（xiào）率和零件的加工精度都有重（chóng）要影響。為（wéi）了編製出一個合（hé）理的、實用的加工程序（xù），要求編程者不僅要了解數控車床的工作原理、性能特點及結構。掌握（wò）編（biān）程語言及編程格式（shì），還（hái）應熟練掌握（wò）工件加工工藝（yì），確定合理的切削用量、正確地選用刀具和工件裝夾方法。因此，應遵循一般的工藝（yì）原則並結合數控（kòng）車床的特點，認真而詳細地進行數控車削（xuē）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（jí）其合理性；確定工件在數控車床上的裝夾方（fāng）式；各表麵的加工順序（xù）、刀具的進給路線以及刀具、夾具和切削用量的選擇等。

（一（yī））零（líng）件圖分析（xī）

零件圖分析是製定數控車削工藝（yì）的首要任務。主（zhǔ）要（yào）進行尺寸標注方法（fǎ）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（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（yīng）數控車床的加工特點，以同一基準標注尺寸或直接（jiē）給出坐標尺寸。這種標注方法既（jì）便於（yú）編程，又有利於設計基準、工藝基準、測量基準和編程原點（diǎn）的統一。如果（guǒ）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（yǐng）響零件精度的前提（tí）下選擇統一的工藝基準（zhǔn）。計算轉化各尺寸（cùn），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（jiē）點坐標。在自動編程（chéng）時要對零件輪廓的所有幾何元素進行定（dìng）義。因此在零件圖分（fèn）析時，要分析（xī）幾何元素的給定條件是否充分。

3．精度和技術要求分析

對被加工零件的精度和技術進行分析，是零件工藝性分析的重要內容（róng），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（fǎ）、裝夾（jiá）方式、刀具及（jí）切削用量等。其主要內容包括：分析精度（dù）及各項（xiàng）技術要（yào）求是否齊全、是否合理；分析本工序（xù）的數控車削加工精度能否達到圖紙要求，若達不到（dào），允許（xǔ）采取其他（tā）加工方式彌補時，應給後續工序（xù）留有餘（yú）量；對圖紙上有位（wèi）置精度要求的表麵（miàn），應保（bǎo）證在一次裝夾（jiá）下完成；對表麵粗糙度要求較高的表麵，應采用恒線（xiàn）速度切削（注意：在車削端麵（miàn）時，應限製主軸最高轉速)。

（二）夾（jiá）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能（néng）做到一次裝夾後能加工出（chū）全部或大部（bù）分代加工表（biǎo）麵，盡量減少裝夾次（cì）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（zì）身的外圓柱麵作定位基準；對於套類零件，則以內孔為定位基準。數控車床夾具除了使用通用的三爪自動定心卡盤、四爪卡盤、液壓、電動及氣動夾具外，還有多（duō）種通用性較好的專用夾具。實際操作時應合理選擇。金（jīn）屬加工微信，內容（róng）不錯（cuò），值得關（guān）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（dà）的關係。刀具直徑越大，能（néng）承受的切（qiē）削用（yòng）量也越大。所（suǒ）以在零件形狀允許的情況下（xià），采用盡可（kě）能大（dà）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（de）刀具一般分為（wéi）3類。即尖形車刀、圓（yuán）弧形車刀和成型（xíng）車刀。

（1）尖形（xíng）車（chē）刀。以直線形切削刃為特征的車（chē）刀（dāo）一般（bān）稱為尖（jiān）形車刀。其刀（dāo）尖由直線性的主、副切削刃構成，如外圓偏刀、端（duān）麵車刀等。這類車刀加工零（líng）件時，零件的輪廓形狀（zhuàng）主要由一個獨立的刀尖或一條直（zhí）線形主切削刃位移後得（dé）到。

（2）圓弧形車刀。除可車削（xuē）內外圓表（biǎo）麵外，特別適宜（yí）於（yú）車削各種光滑連接（jiē）的成（chéng）型麵。其特（tè）征為：構成主切削刃的刀刃形狀為一圓度誤差或線輪廓誤差很小的圓弧，該圓弧刃的每一點都是圓弧形（xíng）車刀的刀尖（jiān），因此刀（dāo）位點不在圓弧上，而在該圓弧（hú）的圓心上。

（3）成型車（chē）刀。即所加工零件的輪廓形狀完全由車刀刀刃的形狀和尺寸決定。數控車削加工中，常用的成型車刀有小半徑圓弧車刀、車槽刀和（hé）螺紋車刀等。為（wéi）了減少換刀時（shí）間和方便對刀，便於實現機械加工的標準化。數控（kòng）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（jiā）工中的切削用（yòng）量包括背吃刀量ap、主（zhǔ）軸轉速S（或切削速度υ）及進給速度F（或進給量（liàng）f ）。

切削（xuē）用（yòng）量的選擇原（yuán）則，合理選用切削用（yòng）量對提高數控車床的加工質量至關重要。確定數控車（chē）床的切削用量時一定要根據機床說明書（shū）中規定的要求，以及刀具的耐用度去選擇，也可結（jié）合實際經驗采用類比法來確定。一（yī）般的選擇原則是：粗車時，首先考慮在機床剛度允許的（de）情況下選（xuǎn）擇盡可能大的背吃刀量ap；其次選擇較大的進給量f；最後再根據刀具允許的壽命確定一個合適（shì）的切削速度υ。增大背吃刀量可減少走刀次數（shù），提高加（jiā）工（gōng）效率，增大進給（gěi）量有利於斷屑。精車時，應著重考慮如何（hé）保證加工（gōng）質量，並在此基礎上盡量提高加工效率，因此（cǐ）宜選（xuǎn）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（zhuǎn）速（sù）S(r/min)可根據切削速度υ(mm/min)由（yóu）公式 S=υ1000／πD(D為工件或刀／具直徑 mm)計算得出，也可以查表（biǎo）或根據實踐經驗確定。

（四）劃分工序及擬（nǐ）定加工順（shùn）序

1．工（gōng）序劃（huá）分的原則

在數控車床上加工零件，常用的工序的（de）劃分原則有兩種（zhǒng）。

（1）保持精度原則。工序一般要求盡可能地集中（zhōng），粗、精加工通常會在一次裝夾中全部完成。

為減少熱變形和切削（xuē）力（lì）變形對工件的形狀（zhuàng）、位置（zhì）精度、尺寸精度和表麵粗糙度的影響，則應將粗、精加工分開進行。

（2）提高生（shēng）產效率原則。為減少換刀次數，節省換刀時間，提高生產效率，應將需要用同（tóng）一把刀加工（gōng）的加工部位都完成後，再換另一把（bǎ）刀來加工（gōng）其他部位，同時應盡量減少空行程。

2．確定加工順序

製（zhì）定加工順序一般遵循下列原則：

（1）先粗後精。按照粗車（chē）半精（jīng）車精車的順序進行，逐（zhú）步提高加工（gōng）精度（dù）。

（2）先近後遠。離對刀點（diǎn）近的部位先（xiān）加工，離對刀（dāo）點遠的部位後加工，以便縮短刀（dāo）具移動（dòng）距離，減（jiǎn）少空（kōng）行程時間（jiān）。此（cǐ）外，先近後遠車削還（hái）有（yǒu）利於保持（chí）坯件或（huò）半成品的剛性，改善其切（qiē）削條件。

（3）內外交叉（chā）。對既有內（nèi）表麵又有外表麵需加工的（de）零件（jiàn），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（háng）。用作精基準的（de）表麵應優先加工出來，定位基準的表麵越精確（què），裝夾誤差越小。