​數控車削加工（gōng）工藝及（jí）分析（xī）

數控機床（chuáng）作為（wéi）一種高效率的設備，欲充分發揮（huī）其高性能、高精（jīng）度和（hé）高（gāo）自動化的特點，除了必（bì）須掌握機床的性能、特點（diǎn）及操作方法外，還應在編程前（qián）進行詳細的工藝（yì）分析（xī）和確定合理的（de）加工工（gōng）藝，以得到最優的加工方（fāng）案。

　　一、數控車（chē）削加工工藝的內容

　　數控車削加工工藝是（shì）采用數控車床加工零件時所運用的方法（fǎ）和技術手段的（de）總和。其主要內容包括以下幾個方麵：

　　（一）選擇並確定零（líng）件的數控車削加工內（nèi）容；

　　（二）對零件圖（tú）紙進行（háng）數（shù）控車削加工工藝分析；

　　（三）工具、夾具的選擇和調整設（shè）計；

　　（四）工序、工步的（de）設計；

　　（五）加工軌跡的計算和（hé）優化；

　　（六）數控車削加工程序的編（biān）寫、校驗與修改；

　　（七（qī））首件試加（jiā）工與現場問題的處理；

　　（八）編製數控加工工藝技（jì）術文（wén）件；總之，數控加工工藝內容較多，有些與普通機床加工相似。

　　二、數控（kòng）車（chē）削加工（gōng）工藝分析

　　工（gōng）藝分析是數控車削加工的前期工藝準備工作。工藝製定得合理與否，對程序的編製、機床的加工效（xiào）率和零件的加工精度（dù）都有重要影響。為了編製出一個合理的、實用的加工（gōng）程（chéng）序，要求編（biān）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（liàn）掌握工件加工工藝，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（yīng）遵循一般的工藝原則並結合數控車（chē）床的特點，認真而詳細地（dì）進行（háng）數控車（chē）削加工工（gōng）藝分析（xī）。其主要內容有：根據圖紙分析零件的加工要求及其合理性；確定工件在數控車床上的裝（zhuāng）夾方式；各表麵的（de）加工順序、刀（dāo）具的進給路線以及刀具、夾具和切削用量的選擇等。

（一）零件圖分析

　　零件圖分析（xī）是製定數控車削工藝的首要任務。主要進行尺寸（cùn）標（biāo）注方法分析、輪廓幾何（hé）要素分析以及精度和技術要求分析。此外還應（yīng）分析零（líng）件結構（gòu）和加工要求的（de）合理性（xìng），選擇工藝基準。

　　1．尺寸（cùn）標注方法分析

　　零件（jiàn）圖上的尺寸標注方法應適應數（shù）控車床的加工特點，以（yǐ）同一基準標注尺寸或直接給出坐標尺寸。這種標注方（fāng）法既便於編（biān）程，又有（yǒu）利於（yú）設計基準、工藝基（jī）準、測量基（jī）準和編程原點的統一。如果零件圖上各方向（xiàng）的尺（chǐ）寸沒（méi）有統一的設計基準，可考慮（lǜ）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（suàn）。

　　2．輪廓（kuò）幾何要素分析

　　在手工編程時（shí），要計算每個節點坐標。在自（zì）動編程時要（yào）對零件輪（lún）廓的所（suǒ）有幾何元（yuán）素進（jìn）行定義。因此在零件圖分析時（shí），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

　　對被加工零件的精度和技術進行（háng）分析，是零件工藝性分（fèn）析的重（chóng）要內容，隻有在分析零件尺寸精度和表（biǎo）麵粗糙度的基礎上，才能（néng）正確合理地選擇加工方法（fǎ）、裝夾方式、刀具及切削用量等。其主要內容包括：分析精度及各項技術要求是否齊全、是否合理；分析（xī）本工序的數控車削加工精度能否達到圖紙（zhǐ）要（yào）求，若（ruò）達不到，允許采取其他加工方式彌補時（shí），應給（gěi）後續工序留有餘量；對圖（tú）紙上有位置精度要求的表麵，應（yīng）保證在一（yī）次裝（zhuāng）夾下完成；對表麵粗糙度要求較高的表麵，應（yīng）采用恒線速度切削（注意：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（jiàn）的裝夾與定位

　　數控車削加工中（zhōng）盡可能做到一次裝夾後能加工出全（quán）部或大部分代加工表麵，盡量減少裝夾次數，以提高加（jiā）工效（xiào）率、保證加工精度。對於軸類零件（jiàn），通常以零件自身的外圓柱麵作（zuò）定位基準；對於套類零件，則以內孔為（wéi）定位基準。數控車床夾（jiá）具除了使用（yòng）通用的三爪自（zì）動（dòng）定心卡盤、四爪卡盤、液壓、電動及氣動夾具外，還有多種通（tōng）用性較好的專用夾具。實際操作時應合理選擇。金屬加工微信，內容不錯，值得關注。

　　2．刀具選擇

　　刀具（jù）的使用壽命除與刀具材料相關外（wài），還與（yǔ）刀（dāo）具的直徑有很大的關係。刀具直徑越大，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，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（cuò）施。數控（kòng）車削常用的刀具一般分為3類。即尖形車刀、圓弧形車刀和成型車刀。

　　（1）尖形車刀。以直線形切削刃為特征的車刀（dāo）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（zhè）類車刀加工零件時，零件（jiàn）的輪廓形狀主（zhǔ）要由（yóu）一個獨（dú）立的（de）刀尖或一條直（zhí）線（xiàn）形主（zhǔ）切削刃位移後得到。

　　（2）圓弧形車刀。除（chú）可車削內外（wài）圓（yuán）表麵外，特別適（shì）宜於車削各種光滑連（lián）接的成型麵。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（lún）廓誤差很小的圓弧，該圓弧刃的每一點（diǎn）都是（shì）圓弧形車刀的刀尖，因此刀位（wèi）點不在圓弧上（shàng），而在該圓弧的圓（yuán）心上。

　　（3）成型（xíng）車刀。即所加工零件的輪廓形狀完全由車刀刀刃的形狀和（hé）尺寸決定（dìng）。數控車（chē）削加工中，常用的成型車刀有小半徑（jìng）圓弧（hú）車（chē）刀、車槽刀和螺紋車刀等。為了減少換刀（dāo）時間和方便對刀，便於實現機（jī）械加工的標準化。數控車削加工中，應盡量采用（yòng）機夾可（kě）轉位式車刀。

（三）切削用量選擇

　　數控車削加工中的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（sù）度F（或進給量（liàng）f ）。

　　切削用量（liàng）的選擇原則，合理選用（yòng）切削用量對提高數控車床的（de）加工質量至關重要。確定數控（kòng）車床的切削用量時一定要根據機床說明書中規定的要求，以（yǐ）及刀具的耐用度去選擇，也可（kě）結合實際（jì）經驗采用類比法來確定。一般的選擇原則是：粗車時，首先考慮在機床剛度（dù）允許的情況下選擇盡可能大的背吃（chī）刀量ap；其次選擇較大的進給量f；最後再根據（jù）刀具允許的壽（shòu）命確（què）定一個（gè）合（hé）適的切削速度υ。增大背吃刀量可減少走刀次數，提高加（jiā）工效率，增（zēng）大進給量有利（lì）於斷屑。精車時，應著重考慮如（rú）何保證加工質量，並在此基礎上盡量提（tí）高加工效率，因此宜選用較小的背吃刀量（liàng）和進給（gěi）量，盡可（kě）能地（dì）提高加工速度。主軸轉速S(r/min)可（kě）根據切削速度υ(mm/min)由公（gōng）式 S=υ1000／πD(D為工件或刀／具直徑 mm)計算（suàn）得（dé）出，也（yě）可以查表或根據實踐經驗確定。

（四）劃分工序及擬定加工順（shùn）序

　　1．工序劃分的原則

　　在數控車床（chuáng）上（shàng）加工零件，常用的工序的劃分原則有兩（liǎng）種。

　　（1）保持精度原則。工序一般要求盡可能地集中，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力變形對工件的形狀、位置精（jīng）度、尺寸精度和表麵粗糙（cāo）度的影響，則應將粗、精加工分開進行。

　　（2）提高生產效率原則。為減少換（huàn）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（gōng）部位都（dōu）完成後，再換另一把刀來加工其他（tā）部位，同時（shí）應盡量減少空行程。

　　2．確定加工順序

　　製定加工順序一般（bān）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（zhú）步提高加工精度。

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

　　（3）內外交叉。對既（jì）有內（nèi）表麵又有外表麵（miàn）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。用作精基準的表麵應優先加工出來，定位基準的表麵越精確，裝夾誤差越小。