​數控車削加（jiā）工工藝及分析

數控機床作為一種高效率的設（shè）備，欲充分發揮其高性能、高（gāo）精度和高自動化的特點，除了必須掌握機（jī）床的性能、特點及操作方（fāng）法外（wài），還應在編（biān）程（chéng）前進行詳細的工（gōng）藝分析和確定合（hé）理的加工工藝，以得到最優的加工方案。

　　一、數控車（chē）削加工工藝的內容

　　數（shù）控車削加工工藝是（shì）采用（yòng）數控車床加工零件時所運用的方法和技術手段（duàn）的總和。其主要內容包（bāo）括以（yǐ）下幾個方麵：

　　（一）選擇並確定零件的數控（kòng）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（gōng）具、夾具的（de）選擇和調整設計；

　　（四）工序、工步的設計；

　　（五）加工軌跡的（de）計算和優化；

　　（六）數控車削加工程序的編（biān）寫（xiě）、校驗與（yǔ）修改；

　　（七）首（shǒu）件試加工與（yǔ）現場問題的處理；

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

　　二、數控車削加工工藝分析

　　工藝分析是數控車削加工的前期工藝準備工作（zuò）。工藝製定（dìng）得合理（lǐ）與否，對（duì）程（chéng）序的編製、機床（chuáng）的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（gè）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（jí）結構。掌握編程語言及編程格式，還應熟練掌握工件加工工藝，確（què）定合（hé）理的切削（xuē）用量、正（zhèng）確地選用刀具和工件裝（zhuāng）夾方法。因此，應遵循（xún）一般的（de）工藝原則並結合數控車床的特點，認真而詳細地進行數控車削加工工藝分析。其主要內容有：根據圖紙分析零件的加工（gōng）要（yào）求及其合理性；確定工件在數控車床上的裝夾方式；各表麵（miàn）的加工順序、刀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

　　零件圖分析是製定數控車削工藝的首要任務。主要進（jìn）行尺寸（cùn）標注方法分析、輪廓幾何要素分析以及精度和技術（shù）要求分析。此外還應（yīng）分析零件（jiàn）結（jié）構和加工要求的合理性（xìng），選擇工藝基準（zhǔn）。

　　1．尺寸（cùn）標注方法分析

　　零件圖上的尺寸標（biāo）注方法應適應數控車床的加工特點，以同一基準標注尺寸或直接給出坐標尺寸。這種標注方法既便於編程（chéng），又有利於設（shè）計基準、工藝基準、測（cè）量基準和編程原點（diǎn）的統一。如果零件圖上各方（fāng）向的（de）尺寸沒有統一（yī）的設（shè）計基準（zhǔn），可考慮在不（bú）影響零件精度的前提下選擇統一的工藝基準。計（jì）算轉化各尺寸，以（yǐ）簡化編程（chéng）計算。

　　2．輪廓幾何要素分（fèn）析

　　在手工編程時，要計算每個節點坐標。在自動編程時要對零件輪廓的所有幾（jǐ）何元素進行定義。因此在零件（jiàn）圖分析時，要分析幾何元素的給定條件是否充分。

　　3．精度（dù）和技術（shù）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，隻有在分析零件尺寸精度和表（biǎo）麵粗糙度的基礎上，才能正確合理地選擇加工（gōng）方法、裝（zhuāng）夾方式、刀具及切削（xuē）用（yòng）量等。其主要內容包括：分（fèn）析精度及各項技術要求是否齊全、是否合理；分（fèn）析本工（gōng）序的數（shù）控車削（xuē）加工（gōng）精度能否達到圖紙要求，若達不到，允許采（cǎi）取（qǔ）其他（tā）加（jiā）工方式彌補（bǔ）時，應給後續工序留有餘量（liàng）；對圖紙上有位置精度要求的（de）表麵，應保證在一次裝夾下完成；對表麵粗糙度要求較高的表麵，應采用恒線速度切（qiē）削（注意：在車削端（duān）麵時（shí），應限製主軸最高轉速)。

（二）夾具和刀具的選擇

　　1．工件的裝夾與定位

　　數控車削加工中盡可能做到一次裝夾後能（néng）加（jiā）工（gōng）出全部（bù）或大（dà）部分代加工表麵，盡量減少裝夾次數，以提高加工（gōng）效率、保證加工精度。對（duì）於（yú）軸類零（líng）件，通常（cháng）以零件自身的外圓柱麵（miàn）作定位基準；對於套類零件，則以內孔為定位基準。數控（kòng）車床夾具除了使用通用的三爪自動定（dìng）心卡盤、四爪卡盤、液壓、電動及氣動夾具外，還有多種通用性較好（hǎo）的專用夾具。實際操（cāo）作（zuò）時應（yīng）合理選擇。金屬加工微信（xìn），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（cái）料相關（guān）外，還與刀具的（de）直徑有很大的（de）關係。刀具直徑越大（dà），能承受的切削（xuē）用量（liàng）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（chǎn）率的有效措施。數控車削常用的刀具一般分為3類。即尖形車刀、圓弧形（xíng）車刀和成（chéng）型車刀。

　　（1）尖形車刀。以直線（xiàn）形切削刃為特征的車刀一般稱（chēng）為尖形車（chē）刀。其刀尖由直線性的主、副切（qiē）削刃構成（chéng），如外圓偏刀、端麵車刀等。這類車刀加（jiā）工零（líng）件時，零件的輪廓形狀主要由一個獨立的刀尖或一條（tiáo）直線（xiàn）形主切削刃位移後得到。

　　（2）圓弧形車刀。除可車削內外圓表麵外，特別適宜於車削（xuē）各種光滑連接的成型麵。其特征為：構（gòu）成主切削刃的刀刃形（xíng）狀為一圓度誤差或（huò）線輪廓誤差很小（xiǎo）的圓弧，該圓弧刃的每（měi）一點都是圓弧形（xíng）車刀（dāo）的刀尖，因此刀位點不在（zài）圓弧（hú）上，而在該圓弧的圓心上。

　　（3）成（chéng）型（xíng）車刀。即所加工（gōng）零件的輪廓（kuò）形狀完全由車刀刀刃的形狀和尺寸決定。數控車削（xuē）加工中，常用的成（chéng）型車刀有小半徑圓弧車刀、車槽刀和螺紋車刀等。為了（le）減少（shǎo）換刀時（shí）間（jiān）和方便對刀，便於實現機械（xiè）加工的標準化。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（zé）

　　數（shù）控車（chē）削加工（gōng）中的切削用量包括背吃（chī）刀量ap、主軸轉速S（或（huò）切削速（sù）度υ）及進給速（sù）度F（或進給量f ）。

　　切削用量的選（xuǎn）擇原（yuán）則，合理選用切削用量對提高數控車床的加工質量至關重要。確定數（shù）控車（chē）床的切削用量時一定要根據機床說明書中規定的要求，以及刀具的耐用度（dù）去選擇（zé），也（yě）可結合實際經（jīng）驗（yàn）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允許的（de）情況下選擇（zé）盡可能大的背（bèi）吃（chī）刀量ap；其次選擇較大（dà）的進（jìn）給量f；最後再（zài）根據（jù）刀具允許的壽命確定一個（gè）合適的切削速度υ。增大背吃刀量可減少走刀（dāo）次數，提（tí）高加工效率（lǜ），增大進給量（liàng）有利於斷屑。精（jīng）車時，應著重考慮如何保證加（jiā）工質量，並在此基礎上盡量提高加工效率，因此宜選用較小（xiǎo）的背吃刀量和進給量，盡可能地（dì）提高加工速度。主軸轉速S(r/min)可根據切削速度υ(mm/min)由公式 S=υ1000／πD(D為工件或（huò）刀／具直徑 mm)計算得出，也可以查表或根據實踐經驗確（què）定。

（四）劃分工序及（jí）擬定加工順序

　　1．工序劃分的原則

　　在數控（kòng）車床上加工零件，常用的工（gōng）序的（de）劃分原則有兩種。

　　（1）保持精度原則。工序一（yī）般要求盡可能地集中，粗、精加工通（tōng）常會在（zài）一次（cì）裝夾中（zhōng）全（quán）部完（wán）成。

　　為減少熱變形和（hé）切削力變形對工件的形狀（zhuàng）、位置精度、尺寸（cùn）精度和表麵粗糙度的（de）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（huàn）刀時間，提高（gāo）生（shēng）產效率，應將需要用同一把（bǎ）刀加工的加工部（bù）位都完成後，再換另一把（bǎ）刀來加工其他部位，同時應盡量（liàng）減少（shǎo）空行程。

　　2．確定加工順（shùn）序

　　製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（jìn）行，逐步提高加（jiā）工精（jīng）度。

　　（2）先近後遠。離對刀點近（jìn）的（de）部位先加工，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。此外，先近後遠車削還有（yǒu）利於（yú）保持坯（pī）件或半成品的剛性，改善其切削條件。

　　（3）內外交叉。對既有內（nèi）表麵又有外表麵需加工的零件（jiàn），應先進（jìn）行內外表麵的粗加工，後進行內外（wài）表麵（miàn）的精加（jiā）工。

　　（4）基麵先行（háng）。用作精（jīng）基準（zhǔn）的表（biǎo）麵應優先加工出來，定位（wèi）基準（zhǔn）的表麵越精確，裝（zhuāng）夾誤差越小。