數控車削（xuē）加工工藝及分析

數控機床作（zuò）為一種高效率的設備，欲（yù）充分發揮其高性能、高（gāo）精度和高自（zì）動化的特點，除了必須掌握機床（chuáng）的性能、特點及操（cāo）作方法外，還應在編（biān）程前進行詳細的工藝分析和確定（dìng）合理的加（jiā）工（gōng）工藝，以得到最優的加工方案。

一、數控（kòng）車削加（jiā）工工藝的內容

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

（一）選（xuǎn）擇並確定零件（jiàn）的數控車削加工內容；

（二（èr））對零件圖紙進行數控車削（xuē）加（jiā）工工藝分析；

（三）工具、夾具的選擇和調整設（shè）計；

（四）工序、工步的設（shè）計；

（五）加工軌跡的（de）計算和優化；

（六）數控車削加工程序的編寫、校驗（yàn）與修改；

（七）首件（jiàn）試加工與現場問題的處理；

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

二、數（shù）控車削加工（gōng）工藝分析

工藝分析是數（shù）控車削加工的前期工藝準備（bèi）工作。工藝（yì）製定得（dé）合理與否，對程序的（de）編製（zhì）、機床的加（jiā）工（gōng）效率和零件的加工精度（dù）都有重（chóng）要影響。為了編製（zhì）出一個合理的、實用的加工程序，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。掌握編程語言及編程格式，還應熟練掌握（wò）工件加工工藝，確定合理的切削用量（liàng）、正確（què）地選用刀具和工件裝夾方法。因此，應遵循一般的工（gōng）藝原則並結合數（shù）控車床的特點，認真而詳細地進行數控車（chē）削（xuē）加工工藝分析。其主要（yào）內容有：根（gēn）據圖紙分（fèn）析零件的加工要求及其合（hé）理性；確定工件在數（shù）控車床上的裝夾方式；各表麵的加工順序、刀（dāo）具的進給路線以及（jí）刀具、夾具和（hé）切削用量的選（xuǎn）擇（zé）等。

（一）零件圖分（fèn）析

零件圖分析是製定數控車削工藝（yì）的首要任務（wù）。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。

1．尺寸標注方法（fǎ）分析

零件圖（tú）上的尺（chǐ）寸（cùn）標注（zhù）方法應適應數控車床（chuáng）的加工特點，以同一基準（zhǔn）標注尺寸或直接給出坐標尺寸。這種標注方法既便於編程，又有利於設計基準、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（chǐ）寸沒有（yǒu）統一的設計基準，可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（chéng）計算。

2．輪廓（kuò）幾何要素（sù）分析

在手工編程時，要計算每（měi）個節點坐（zuò）標。在自動編程時要對零件輪廓的所有幾何元（yuán）素進行定（dìng）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（jiàn）工藝性（xìng）分析的重要內容，隻有在分析零件尺（chǐ）寸（cùn）精度和表麵粗糙度的基礎上，才能正確合理地選擇加（jiā）工方法、裝夾方式、刀具（jù）及（jí）切削用量等。其主要內容包括：分析精度（dù）及各項（xiàng）技術要求是（shì）否齊全（quán）、是否合理；分析本工序的數控車削（xuē）加（jiā）工精度能否達到圖紙要求，若達不（bú）到，允（yǔn）許采（cǎi）取其他加工方式彌補時，應給後續工序（xù）留有餘量；對圖紙上有位置精度要求的表麵，應保證（zhèng）在一次裝夾（jiá）下完成；對表麵粗糙度要求較高的表麵，應（yīng）采用恒線速度切削（注（zhù）意：在（zài）車削端麵時，應限製主軸最（zuì）高轉速)。

（二）夾具（jù）和刀具的選擇

1．工件的（de）裝（zhuāng）夾與定位

數控車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（jiā）工表麵（miàn），盡量減（jiǎn）少裝夾次數，以提高加工效率、保證（zhèng）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準；對於（yú）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（sì）爪（zhǎo）卡盤、液壓、電動及氣（qì）動夾具（jù）外，還有多種通用性較好的專用夾具。實際操作時應合理（lǐ）選擇。金屬加工（gōng）微信，內容不錯，值（zhí）得關注。

2．刀具選擇

刀具（jù）的使用壽命除與刀具材料相關外，還與刀（dāo）具的直徑有很大的關係。刀具直（zhí）徑越（yuè）大，能（néng）承受的切削用量也越大。所以在零件形狀允許的情況下（xià），采用盡可能大的刀具直（zhí）徑是延長刀具壽（shòu）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（jiān）形車刀、圓（yuán）弧形（xíng）車刀和成型車刀。

（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。其刀尖由（yóu）直線性的主、副切削刃構成，如外圓偏刀、端麵車刀等。這類（lèi）車刀加工零件時，零件的輪廓形狀主要由一個獨立的刀尖或一條直線形主切削刃位移後得到。

（2）圓弧形車刀。除可車削（xuē）內（nèi）外圓表麵外，特別適宜於車削各種光滑連接的成型麵（miàn）。其特征為：構（gòu）成主切削刃的刀刃形狀為一（yī）圓度誤差或線輪廓（kuò）誤差很小的圓弧（hú），該圓弧刃的每一點都是圓弧（hú）形車（chē）刀的刀尖，因此刀位點不（bú）在圓弧上，而在該圓弧的（de）圓心上。

（3）成型車（chē）刀。即所加工零件的輪廓形狀完全由（yóu）車刀（dāo）刀刃的形狀和尺（chǐ）寸決定。數控車削（xuē）加工（gōng）中（zhōng），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。為了（le）減少換刀（dāo）時間和方便對刀，便於實現機械（xiè）加工的標準化（huà）。數控車削加工中，應盡量采用機夾可轉位式車刀。

（三）切削用量選擇

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

切削用量的選擇原則，合理選用切（qiē）削用量對提高數（shù）控車床的加工質量至關重要。確定數控車床的切削用量時一定（dìng）要（yào）根據機床說明書中規定的要求，以及刀具的耐用度去選擇，也可結合實際（jì）經（jīng）驗采用類比法來（lái）確（què）定。一般的選擇原（yuán）則是：粗車時，首先考慮在機床剛度允許的情況下選（xuǎn）擇盡可能（néng）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（dìng）一個合適的切削速度υ。增大背（bèi）吃刀量可減少走刀次（cì）數（shù），提高加工效率，增大進給量有利於斷屑。精車時，應著重考慮如何保（bǎo）證加工質量，並在此基礎上盡量提高加工效率，因此宜選用較小的背（bèi）吃刀（dāo）量和進給量，盡可能地提高加工速度。主軸轉（zhuǎn）速S(r/min)可根據切削速度υ(mm/min)由公式 S=υ1000／πD(D為工（gōng）件（jiàn）或刀／具直徑 mm)計算得出（chū），也（yě）可以查表（biǎo）或根據實（shí）踐經驗確定。

（四）劃分（fèn）工序及擬（nǐ）定加工順序

1．工（gōng）序劃分的原則

在數控車床上加工零件（jiàn），常用的工序的劃分原則有兩種。

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

為減少熱變形和切削（xuē）力變形對工件的形狀、位（wèi）置精度（dù）、尺寸精（jīng）度和表麵（miàn）粗糙度的影響，則應（yīng）將（jiāng）粗、精加工分（fèn）開進行。

（2）提高生產效率原則。為（wéi）減少換刀次數，節省換刀時間，提高生產效率（lǜ），應將需（xū）要用同一把刀加（jiā）工的加（jiā）工部位都完成後，再換另一把刀來（lái）加工其他部位，同時應盡量減少空行（háng）程。

2．確定（dìng）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（zhào）粗車半精車精車的順序進行，逐步提高加工精度。

（2）先（xiān）近後（hòu）遠。離對刀點近的部位先（xiān）加工（gōng），離對（duì）刀點遠的部位後加工，以便縮短刀具移動距離，減少空行程（chéng）時間。此外，先近後遠車削還有利於保持（chí）坯件或半成品的剛性，改善其（qí）切削條件。

（3）內外交叉。對既有內表麵（miàn）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（jìn）行內外表麵的精加工。

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