數控車削加（jiā）工（gōng）工藝及分析

數控機床作為一種高效（xiào）率的設備，欲充分發揮其高性能、高精度和高（gāo）自動化的特點，除了必須（xū）掌握機床的性能（néng）、特點及操（cāo）作方法外，還應在編程前進行詳細的工藝（yì）分析和確定合理的（de）加（jiā）工工藝（yì），以（yǐ）得到最優的加工（gōng）方案。

一、數控車削（xuē）加工工藝的內容（róng）

數控車削加工（gōng）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。其主要內容包括（kuò）以（yǐ）下幾個方麵：

（一）選擇並確（què）定零件的數控車削（xuē）加工內容；

（二）對零件圖紙進（jìn）行數控車削加工工藝分析；

（三）工具、夾具的（de）選擇和調整設計；

（四）工序、工（gōng）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；

（七）首件試加工與現場問（wèn）題（tí）的（de）處理；

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

二、數（shù）控車削加工工藝分析

工（gōng）藝分析是數控車削加（jiā）工的前期工藝準備工作。工藝製（zhì）定得合理（lǐ）與否，對程序的編製、機床的加工效率和零件的加工（gōng）精（jīng）度都有重要影響。為了編製出一個（gè）合理（lǐ）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（néng）特點及結（jié）構。掌握編程語言（yán）及編程格式，還應熟練掌握工件加工工藝，確定合理的切削用（yòng）量、正確地（dì）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車床的特點，認真而詳細（xì）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要（yào）求及其合理性；確（què）定工件在數控車（chē）床上的裝夾方（fāng）式；各表麵的加工順序、刀具的進給路線以及刀具、夾具和切（qiē）削用量（liàng）的選擇等。

（一）零件圖（tú）分析

零件圖分析是製定數控車削工藝的首要任（rèn）務。主要（yào）進行尺寸標注（zhù）方法分（fèn）析、輪廓幾何（hé）要素分（fèn）析以及（jí）精度和技術要求分析。此外還應分析零件結構和加（jiā）工要求的合理性，選擇工藝基準。

1．尺寸標注方法（fǎ）分析（xī）

零件圖上的（de）尺寸標注方法應適（shì）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（biàn）於編（biān）程，又有（yǒu）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（líng）件圖上（shàng）各方向的尺寸沒有（yǒu）統一的設計基準，可考慮在不影響零（líng）件精度的（de）前提下選擇統（tǒng）一的工藝基準。計算轉化各尺寸，以簡化編程計算。

2．輪廓幾何要素分（fèn）析（xī）

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

3．精度和技（jì）術要求分析

對（duì）被加工零件的精度和技術進行分析（xī），是零件工藝性分析的重要內容，隻有在分析零件尺（chǐ）寸精度和表麵粗糙度的基礎上，才能正確合（hé）理地選擇加工方法、裝（zhuāng）夾（jiá）方式、刀具及切削用量等。其主要（yào）內容包括：分（fèn）析精（jīng）度及各（gè）項技術要求是否齊全（quán）、是否合理；分析本工（gōng）序的數控車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，應給後續工序留有餘量；對圖紙（zhǐ）上有位置精度要（yào）求的表麵，應（yīng）保（bǎo）證（zhèng）在一次裝夾（jiá）下完成；對（duì）表麵粗糙度要求較高的表麵，應采用恒線速度切削（注意：在車削端麵時，應限製主軸最高轉速)。

（二）夾具和刀具的選擇

1．工（gōng）件的（de）裝夾與定位（wèi）

數控車削加工中盡可能做到一次裝夾後能加工出全部（bù）或大部（bù）分（fèn）代加工表麵，盡量減少（shǎo）裝夾（jiá）次數，以提高（gāo）加（jiā）工效率、保證加工（gōng）精度。對於軸類零（líng）件，通常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。數控車床夾具除了使（shǐ）用通用的三爪自動定心卡盤（pán）、四爪卡盤、液壓、電動及氣動夾具外，還（hái）有多種通用性較好的專（zhuān）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（zhù）。

2．刀具選擇

刀具的使用壽命（mìng）除與刀具材料相關外，還與刀具（jù）的直徑有很大的關係。刀具直徑越大，能承（chéng）受的切削用（yòng）量也越大。所以在零件形狀允許的情況（kuàng）下，采（cǎi）用盡可能大的刀具直徑是延長刀具壽命，提高生（shēng）產率的有效措施。數控車削常用的刀具一般分為3類。即尖形車刀（dāo）、圓弧（hú）形車刀和成型車刀。

（1）尖形車刀。以直線形切削刃為特征的（de）車刀一般稱為尖形車刀。其（qí）刀尖由直線性的主、副切削（xuē）刃構成，如外圓偏刀、端麵（miàn）車刀等。這類車刀加工（gōng）零件時，零件的輪廓形狀主要由（yóu）一個獨立的（de）刀尖或（huò）一條（tiáo）直線形主切削刃位移後（hòu）得到。

（2）圓弧形車刀。除可車削內外圓表麵外，特別適宜於車削各種光滑連接的成型麵。其特征為：構成主（zhǔ）切削刃的刀刃形狀為（wéi）一圓度誤差或線輪廓誤差（chà）很（hěn）小的圓弧（hú），該圓弧刃的每一點都是圓弧（hú）形車刀的（de）刀尖，因此刀位點（diǎn）不在圓弧上，而在該圓弧的圓心上。

（3）成型車刀。即所（suǒ）加工零件（jiàn）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（chéng）型車刀有小半徑圓（yuán）弧車刀、車槽（cáo）刀和螺（luó）紋車刀等（děng）。為了減（jiǎn）少（shǎo）換刀時間和方便對刀，便於（yú）實（shí）現機械加工的標準化。數控車（chē）削加工中，應盡量采用機夾可轉位式車刀。

（三）切削用（yòng）量選（xuǎn）擇

數控車（chē）削加工（gōng）中的切（qiē）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（或進給量f ）。

切削用量的選（xuǎn）擇原則，合理選（xuǎn）用（yòng）切削用量對提高數控車床的加工質量至關（guān）重要。確定數控車床（chuáng）的切削用量（liàng）時一定要根據機床（chuáng）說明書中規定的要求，以及刀具（jù）的耐用（yòng）度（dù）去選擇，也可結合實際經（jīng）驗采用類比法來確（què）定。一般的選（xuǎn）擇原則是：粗車時，首先（xiān）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；其次選擇（zé）較大的進給量f；最後再根據刀具允許的（de）壽命確定一（yī）個合適的切削（xuē）速度υ。增大背吃（chī）刀量可（kě）減少走刀次數，提高加工效率，增大進給量（liàng）有利於斷屑。精車時，應著（zhe）重考慮如何保證加工質量，並在此基礎上盡量提高（gāo）加工效率，因此宜選用較小（xiǎo）的背吃刀量和進給量（liàng），盡可能地提高加工速度（dù）。主軸轉速S(r/min)可根據切削速度υ(mm/min)由公式（shì） S=υ1000／πD(D為工（gōng）件或刀／具直徑 mm)計（jì）算得出，也可以查表或根據實踐經（jīng）驗確（què）定。

（四）劃分工序及擬定加（jiā）工順序

1．工序劃分的原則

在數（shù）控車床上加工零件，常用（yòng）的工序的劃分原（yuán）則有兩（liǎng）種。

（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（yī）次裝夾中全（quán）部完成。

為減（jiǎn）少熱變形和切削力（lì）變（biàn）形對（duì）工件的形狀、位置精度、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）提高生產效率原則。為減少（shǎo）換刀（dāo）次數，節省換刀時間，提高生產效率，應將需要（yào）用同一把刀加工的加工部位（wèi）都完（wán）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（chéng）。

2．確（què）定加工順（shùn）序（xù）

製定加工順（shùn）序一般遵循下列原則：

（1）先粗後精。按照粗（cū）車半精車精（jīng）車的順（shùn）序進行，逐步提高加工精度。

（2）先近後遠。離對刀點近的（de）部位（wèi）先加工，離對（duì）刀點遠的部位（wèi）後加（jiā）工，以便縮短刀具移動距離，減少空行程時間。此外，先近後遠車削還有利於保（bǎo）持坯件或半成品的剛性，改善其切削條件。

（3）內外交叉。對既有內表麵又有外表麵需加工的零件，應（yīng）先進行內外表麵的（de）粗加工，後進行內（nèi）外表麵的精加工。

（4）基麵先行。用作精基準的表麵應優（yōu）先加工出來，定位（wèi）基（jī）準的表麵（miàn）越精確，裝夾誤差越小。