數控車床加工工藝路線的確定

高媛媛

摘要： 數控機床加工工藝路線的研究理想的加工程序不僅應保證加工出符合圖樣的合格工件，而且應使數控機床的功能得到合理的應用和充分的發揮。數控機床是一種高效率的自動化設備，它的效率比普通機床高2—3倍，所以，要充分發揮數控機床的這一特點，必須熟練掌握其特性、特點、使用操作方法，同時必須在編程之前正確地確定數控機床加工工藝路線的研究。

關鍵詞： 數控機床加工工藝路線加工程序

與常規工藝路線擬定過程相似，數控加工工藝路線的設計，最初也需要找出零件所有的加工表面并逐一確定各表面的加工方法，其每一步相當于一個工步。然后將所有工步內容按一定原則排列成先后順序。再確定哪些相鄰工步可以劃為一個工序，即進行工序的劃分。最后將所需的其他工序如常規工序、輔助工序、熱處理工序等插入，銜接于數控加工工序序列之中，就得到了要求的工藝路線。數控加工的工藝路線設計與普通機床加工的常規工藝路線擬定的區別主要在于它僅是幾道數控加工工藝過程的概括，而不是指從毛坯到成品的整個工藝過程，由于數控加工工序一般均穿插于零件加工的整個工藝過程之中，因此在工藝路線設計中，一定要兼顧常規工序的安排，使之與整個工藝過程協調吻合。在數控機床加工過程中，由于加工對象復雜多樣，特點是輪廓曲線的形狀和位置千變萬化，加上材料不同、批量不同等多方面的因素的影響，在對具體零件制定加工方案時，應該進行具體分析和區別對待，靈活處理。只有這樣，才能使制定的加工方案合理，從而達到質量優、效率高和成本低的目的。

在對加工工藝進行認真和仔細的分析后，制定加工方案的一般原則為先粗后精，先近后遠，先內后外，程序段最少，走刀路線最短。由于生產規模的差異，對于同一零件的加工方案是有所不同的，應根據具體條件，選擇經濟、合理的工藝方案。

一、工序的劃分

在數控機床上加工的零件，一般按工序集中原則劃分工序。劃分方法如下。

1.按安裝次數劃分工序。以一次安裝完成的那一部分工藝過程為一道工序。該方法一般適合加工內容不多的工件，加工完畢就能達到待檢狀態。

2.按所用刀具劃分工序。以同一把刀具完成的那一部分工藝過程為一道工序。這種方法適用于工件的待加工表面較多，機床連續工作時間過長，加工程序的編制和檢查難度較大等情況。在專用數控機床和加工中心上常用這種方法。

3.按粗、精加工劃分工序。考慮工件的加工精度要求、剛度和變形等因素來劃分工序時，可按粗、精加工分開的原則來劃分工序，即以粗加工中完成的那部分工藝過程為一道工序，精加工中完成的那部分工藝過程為另一道工序。一般來說，在一次安裝中不允許將工件的某一表面粗精不分地加工至精度要求后再加工工件的其他表面。

4.按加工部位劃分工序。以完成相同型面的那一部分工藝過程為一道工序。有些零件加工表面多而復雜，構成零件輪廓的表面結構差異較大，可按其結構特點（如內型、外形、曲面或平面等）劃分成多道工序。綜上所述，在劃分工序時，一定要視零件的結構與工藝性、機床的功能、零件數控加工內容的多少、安裝次數、生產組織等實際情況靈活掌握。

二、加工順序的安排

加工順序安排得合理與否，將直接影響到零件的加工質量、生產率的高低和加工成本的多少。應遵循下列原則。

1.盡量使工件的裝夾次數、工作臺轉動次數、刀具更換次數及所有空行程時間減至最少，提高加工精度和生產率。

2.先內后外原則，即先進行內型內腔加工，后進行外形加工。

3.為了及時發現毛坯的內在缺陷，精度要求較高的主要表面的粗加工一般應安排在次要表面粗加工之前；大表面加工時，因內應力和熱變形對工件影響較大，一般也需先加工。

4.在同—次安裝中進行的多個工步，應先安排對工件剛性破壞較小的工步。

5.為了提高機床的使用效率，在保證加工質量的前提下，可將粗加工和半精加工合為一道工序。

6.加工中容易損傷的表面（如螺紋等），應放在加工路線的后面。

這里所說的普通工序是指常規的加工工序、熱處理工序和檢驗等輔助工序。數控工序前后一般都穿插其他普通工序，若銜接不好就容易產生矛盾。較好的解決辦法是建立工序間的相互狀態聯系，在工藝文件中做到互審會簽。例如是否預留加工余量，留多少、定位基準的要求、零件的熱處理等，這些問題都需要前后銜接，統籌兼顧。

三、加工路線的確定

在數控加工中，刀具（嚴格說是刀位點）相對于工件的運動軌跡和方向稱為加工路線，即刀具從對刀點開始運動起，直至結束加工程序所經過的路徑，包括切削加工的路徑及刀具引入、返回等非切削空行程。影響走刀路線的因素很多，有工藝方法、工藝材料及其狀態、加工精度及表面粗糙度要求、工件剛度、加工余量、刀具剛度、耐用度及狀態、機床類型與性能等。加工路線的確定首先必須保證被加工零件的尺寸精度和表面質量，其次考慮數值計算簡單，走刀路線盡量短，效率較高，等等。

四、車螺紋時軸向進給距離的分析

車螺紋時，刀具沿螺紋方向的進給應與工件主軸旋轉保持嚴格的速比關系。考慮到刀具從停止狀態到達指定的進給速度或從指定的進給速度降至零，驅動系統必有一個過渡過程，沿軸向進給的加工路線長度，除保證加工螺紋長度外，還應增加R1（2—5mm）的刀具引入距離和R2（1—2mm）的刀具切出距離，這樣保證切削螺紋時，在升速完成后使刀具接觸工件，刀具離開工件后再降速。

五、錐法切削路線車圓弧

為車圓弧的車錐法切削路線，即先車一個圓錐，再車圓弧。但要注意車錐時的起點和終點的確定，若確定不好，則可能損壞圓錐表面，也可能將余量留得過大。

六、結語

理想的加工程序不僅應保證加工出符合圖樣的合格工件，而且應使數控機床的功能得到合理的應用和充分的發揮。數控機床是一種高效率的自動化設備，它的效率比普通機床高2—3倍，所以，要充分發揮數控機床的這一特點，必須熟練掌握其性能、特點、使用操作方法，同時還必須在編程之間正確地確定加工方案。

參考文獻：

［1］數控加工工藝及編程.上海交通大學出版社，2006.

［2］數控加工基礎教程.電子工業出版社，2000.

［3］車工工藝學.中國勞動出版社，2003.

［4］數控機床編程與操作.中國勞動社會保障出版社，2001.