​数（shù）控车削加工工艺（yì）及分析

数控机床作为一种高效率的设备，欲充分发挥（huī）其高（gāo）性能、高精（jīng）度和高自（zì）动化的特点，除了必须掌握机床的性能、特点（diǎn）及操作方法外，还应（yīng）在编程前进行详细的工艺（yì）分（fèn）析和确定合理的加工工艺，以得到最（zuì）优的加工方案（àn）。

　　一、数控车削加工工艺的内容

　　数控车削加工工艺是采用数控（kòng）车床加工零件时所运用（yòng）的方法和技术手段（duàn）的总和。其主要内容包括以下几（jǐ）个方面：

　　（一）选择并确（què）定零件的（de）数控车削加工内容；

　　（二）对零件图（tú）纸进行（háng）数（shù）控（kòng）车削加工工艺分（fèn）析；

　　（三）工具、夹具的选择和调整（zhěng）设计；

　　（四）工序、工步的设计；

　　（五）加工轨迹的计算和优化；

　　（六）数控车削加工程序的（de）编写、校验与修改；

　　（七）首件试加工与现场问题的处理；

　　（八）编制数控加工（gōng）工艺技术文（wén）件；总之（zhī），数控加工工艺内（nèi）容较多（duō），有些与普通（tōng）机床加工相似。

　　二、数控车削加工工艺分（fèn）析

　　工艺分析是数控车削加工的前期工艺准备工作。工艺制定得合理与否（fǒu），对程序的编制、机床的加工效（xiào）率和零件的加工精度都有重要影响。为了（le）编制出一个合理的、实用的加工程序，要（yào）求编程者不（bú）仅要了解数（shù）控（kòng）车床的（de）工作原理、性能（néng）特点及结构。掌握编程语言及编程格式，还应熟练掌握工件（jiàn）加（jiā）工工艺，确定合理的切削用量、正确地选（xuǎn）用刀（dāo）具和工件装夹方法。因此，应遵循一般的工艺原则并（bìng）结合数控（kòng）车床的（de）特点，认真而详（xiáng）细地进行数控车（chē）削加工工艺分析（xī）。其主要内容有：根据图（tú）纸（zhǐ）分析（xī）零件的加工要（yào）求及其合理性；确定（dìng）工件在（zài）数控车（chē）床（chuáng）上的装夹方式；各表面的加工顺序、刀具的进给路线以及刀具、夹（jiá）具和切（qiē）削用量的选择等。

（一）零件图分析

　　零件图分析是制定（dìng）数控车削工艺的首要任务。主要进行尺寸标注方法（fǎ）分析、轮廓几（jǐ）何要素分（fèn）析以及精度和技术要求分析。此外还（hái）应分析零件结构（gòu）和加（jiā）工要求（qiú）的合理性，选（xuǎn）择工艺基准（zhǔn）。

　　1．尺（chǐ）寸标（biāo）注方法分析

　　零件（jiàn）图上的尺寸标（biāo）注方法应适应数控车床的加工特点，以同一基准标注尺寸或直接给（gěi）出坐（zuò）标尺寸。这种标（biāo）注方法既便于编程，又有利（lì）于设计基准（zhǔn）、工艺基准（zhǔn）、测（cè）量基准和编程原点的统一。如果零件图上（shàng）各方向的尺寸没有统一的设计（jì）基准，可考虑在不影响零件精度的前提下选择统一的工艺基（jī）准。计算（suàn）转化各尺寸，以简化（huà）编程计算。

　　2．轮廓几何要素（sù）分析（xī）

　　在手工编程时，要计算每个节点坐标（biāo）。在自动编程时要对零件轮廓的所有几何元素进行（háng）定义。因此在（zài）零（líng）件图分析时，要分（fèn）析几何元素的给（gěi）定条件是否充分。

　　3．精度和（hé）技术要求分析

　　对被加工零件（jiàn）的精度和技术进行分析，是零件工艺性分析的重要内容，只有在分析零件尺寸精度和表（biǎo）面粗糙度的基础上，才能正确（què）合理地选（xuǎn）择加（jiā）工方法、装夹方（fāng）式、刀具及（jí）切削（xuē）用量等。其主要内容包括（kuò）：分析精度及各项技术要求是否齐全、是否合理；分析本工序的数控车削加工精度能否达到（dào）图纸要求，若（ruò）达（dá）不到，允许采取其他加工（gōng）方式（shì）弥补（bǔ）时，应给后续工序留有余量；对图纸上有位置（zhì）精度要求的表（biǎo）面，应保证在一（yī）次装夹下完成；对表面粗糙度要求较高（gāo）的表（biǎo）面，应（yīng）采用恒线速度切削（xuē）（注意：在车削端面时，应限制主（zhǔ）轴最（zuì）高转速)。

（二）夹具和刀具的选择

　　1．工件的装夹与定位

　　数（shù）控车削加（jiā）工中（zhōng）尽可能做到一次装夹后能加工出全部或大部分代加工（gōng）表面（miàn），尽量减少装夹次数，以提高加工效率、保证加（jiā）工精度。对于轴类零件，通常以零件自身的外圆柱面作定位基准；对于套类零件，则以内孔为定位基准。数控车床夹具除了使用通用的三爪自动定（dìng）心（xīn）卡盘、四（sì）爪卡盘、液压、电动及气动夹具外，还有多种通用性（xìng）较好的专用夹具。实际操作时应（yīng）合理选择。金属加工微信（xìn），内容不错，值得关注。

　　2．刀具选择

　　刀具的使（shǐ）用寿命除与刀具材料相关外，还与刀具的直径有（yǒu）很大的（de）关系。刀具直径越大，能承受的切削用量也越大。所以在零件形状允许的（de）情况下，采用（yòng）尽可（kě）能大的刀具直径是延（yán）长刀（dāo）具寿命，提高生产率的有效措施。数控车削常（cháng）用的刀具一（yī）般分为3类。即尖形车刀、圆弧形车刀和成型车刀（dāo）。

　　（1）尖形车刀。以直线形切削刃为特征的车刀一般称为尖形（xíng）车刀。其刀尖由直线性的主、副切削刃（rèn）构成，如外（wài）圆偏刀、端面（miàn）车刀等。这类车刀（dāo）加工零件（jiàn）时，零件的轮廓形状主要由一个独立的刀尖或一（yī）条直线形主切削刃位移后得到。

　　（2）圆（yuán）弧形车刀。除可车削内外圆表面（miàn）外（wài），特别适宜于车削各种光滑连接的成（chéng）型面。其特征为（wéi）：构成主切削刃的刀刃形状（zhuàng）为一圆度误差或线轮廓误差很小的圆弧，该圆弧刃的每一（yī）点都是圆（yuán）弧形车刀的刀尖，因此刀位点不在圆弧上，而在该圆（yuán）弧的圆心上。

　　（3）成型车刀。即所加工零件的轮廓形状完全由车刀（dāo）刀刃（rèn）的形状和尺寸决定。数控（kòng）车削加工中，常用的成（chéng）型车（chē）刀有小半径圆弧车（chē）刀、车槽刀和螺纹车刀等。为了减少换刀时间和方便对刀，便（biàn）于实现机械加工的标准化（huà）。数控车削加工中，应尽量采用机夹可转位式车刀（dāo）。

（三）切（qiē）削用量选择（zé）

　　数控车削加工中的切削用量包括背吃刀量ap、主轴（zhóu）转速S（或切削速度υ）及进给速度F（或（huò）进给量（liàng）f ）。

　　切削用量的选择原则，合理选用切削（xuē）用量对提（tí）高数控车床的加工质量至关重要。确定（dìng）数控车床的切削（xuē）用量时一定（dìng）要根据机床说明书中规定的要求，以及刀具的耐用度去选择，也可结合实际经验采用类比法来确定。一般的选择原则是：粗车时，首先考虑在（zài）机床刚度（dù）允许（xǔ）的情况下选择尽可能大的背吃刀量（liàng）ap；其次选择较大的进给（gěi）量f；最（zuì）后再根据刀具允许的寿命确定一个合适的切削速（sù）度υ。增大背吃（chī）刀量可减少走刀次数，提（tí）高（gāo）加工效（xiào）率，增大进（jìn）给量有利于断屑。精车（chē）时，应着重考虑如何保证加工质量，并在此基础上尽量提高加工效率，因此宜选用较小的背（bèi）吃刀量和进给（gěi）量，尽可能地（dì）提高加工（gōng）速度。主轴转速S(r/min)可根据切削速度υ(mm/min)由公（gōng）式 S=υ1000／πD(D为工件或刀／具直径 mm)计算得出，也可以查表或根据实践经验确（què）定。

（四）划分工序及拟定加工顺序

　　1．工序划（huá）分的原则

　　在数控车床上加工零件，常用的工序的划分原则有两种。

　　（1）保持精度原（yuán）则（zé）。工序一般要（yào）求尽（jìn）可（kě）能地集（jí）中，粗、精加工通常会在一次装夹中全部完（wán）成。

　　为减少热变形和切削力变形对工（gōng）件的形状、位置精度、尺寸精度和（hé）表面（miàn）粗糙度的影响，则应将粗、精加工分开进行。

　　（2）提高生产效率原则。为减少换刀次数，节省换刀时间，提高生产（chǎn）效（xiào）率，应（yīng）将（jiāng）需要用同一把刀加工的加工部位都完（wán）成后，再换另一把刀来（lái）加工其他部位，同时应尽量减少空行程（chéng）。

　　2．确定加工顺序

　　制定加工顺序一般遵循下列原则：

　　（1）先粗后精（jīng）。按照粗车半精车精车的顺序进行，逐步（bù）提高加工精度。

　　（2）先近后远。离对刀（dāo）点近的部位先加工，离对刀点远的（de）部位后加工，以便缩短刀具移动（dòng）距离，减少空行程时间。此外，先近（jìn）后远车削还（hái）有利于保持坯件或半成（chéng）品的刚性，改善其（qí）切削条件。

　　（3）内外交（jiāo）叉。对（duì）既有内表（biǎo）面又有外表面需加工的零件，应先进行内外表面的粗加工，后进行内外表面（miàn）的精（jīng）加工。

　　（4）基面先（xiān）行（háng）。用作精基准的表面应优先加工出来（lái），定位基准的表面越精确，装夹误差越小。