淺議數控車削典型零件工藝路線的制定

摘要：本文對零件圖樣進行了分析、確定數控車削加工內容，闡明了機械類數控車削加工工藝主要內容及加工工藝，擬定數控車削加工方案。探討了工程實踐中加工表面的加工方法、安排工序的先后順序、確定刀具的走刀路線等內容。

關鍵詞：加工工藝 零件圖樣 走刀路線

1 概述

本文根據數控機床的特點，針對具體的零件，進行了工藝方案的分析，工裝方案的確定，刀具和切削用量的選擇，確定加工順序和加工路線，數控加工程序編制。通過整個工藝的過程的制定，充分體現了數控設備在保證加工精度，加工效率，簡化工序等方面的優勢。

數控車床的加工的適應性分析，包括：填寫數控加工工藝技術文件；編制數控加工程序；確定切削用量、選用刀具、確定裝夾方案、選擇定位基準等，數控加工工序的設計；處理與非數控加工工序的銜接、安排加工順序，劃分工序等，確定加工方案，制定數控加工工藝路線；分析零件圖，明確加工內容和技術要求；確定進行數控加工的零件內容（即加工對象）。

2 數控車削加工工藝

根據車削加工的一般工藝原則并結合數控車床的特點，制訂零件的數控車削加工工藝顯得非常重要。其主要內容有：分析被加工零件圖樣，確定在數控車床上加工內容，在此基礎上確定在數控車床上的工件裝夾方式、加工順序、刀具的進給路線以及刀具、夾具、切削用量的選擇等。

3 分析零件圖樣

3.1 確定數控車削加工內容

3.2 數控車削加工方案的擬定

數控車削加工方案的擬定是制定數控車削加工工藝的重要內容之一，其主要內容包括：選擇各加工表面的加工方法、安排工序的先后順序、確定刀具的走刀路線等。

數控車削加工工序劃分常有以下幾種方法：

①按粗、精加工劃分工序。

②按所用刀具劃分工序。

③按加工部位劃分工序。

④按安裝次數劃分工序。

3.3 設計內容

數控車削加工工序劃分后，對每個加工工序都要進行設計。設計主要包括選擇定位基準、確定裝夾方案、選用刀具、確定切削用量等內容。

3.3.1 確定裝夾方案

數控車削加工在零件加工定位基準的選擇上相對比較簡單。定位基準的選擇包括定位方式的選擇和被加工零件定位面的選擇。

3.3.2 選用刀具

選擇刀具主要考慮如下幾方面的因素：有合理的刀具強度和壽命；有利于提高加工效率和加工表面質量；在切削加工過程中，刀具不能與工件輪廓發生干涉；一次連續加工的表面盡可能多。

3.3.3 確定切削用量

在編制加工程序的過程中，選擇合理的切削用量，背吃刀量、主軸轉速和進給速度三者間能互相適應，以形成最佳切削參數，這是工藝處理的重要內容之一。

①選擇切削用量的一般原則：粗車切削用量選擇；精車、半精車切削用量選擇。

②背吃刀量（ap）的確定。

在車床主體、夾具、刀具和零件這一系統剛性允許的條件下，盡可能選取較大的背吃刀量，以減少走刀次數，提高生產效率。當零件的精度要求較高時，則應考慮留出精車余量，常取0.1～0.5mm。

③進給速度的確定。

進給速度是指在單位時間里，刀具沿進給方向移動的距離（mm/min）。進給速度的大小直接影響表面粗糙度的值和車削效率，因此進給速度的確定應在保證表面質量的前提下，選擇較高的進給速度。

④主軸轉速的確定。

a內外徑車削時主軸轉速

內外徑車削時主軸轉速的確定應根據零件上被加工部位的直徑，并按零件和刀具的材料及加工性質等條件所允許的切削速度來確定。

b車螺紋時主軸轉速

車削螺紋時，車床的主軸轉速將受到螺紋的螺距（或導程）大小、驅動電機的升降頻特性及螺紋插補運算速度等多種因素影響，故對于不同的數控系統，推薦有不同的主軸轉速選擇范圍。

3.3.4 工件的定位和定位基準的選擇

①工件定位的方法：直接找正法、劃線找正法、夾具定位法。

②定位基準的選擇：根據工件加工的工藝過程，主要有粗、精基準的選擇。

3.4 分析零件圖樣

3.4.1 零件圖樣（如圖1）

3.4.2 精度分析

本零件精度要求較高的尺寸有：外圓■、Φ20■

長度■等。對于尺寸精度要求，主要通過在加工過程中的準確對刀、正確設置刀補及磨耗，以及正確制定合適的加工工藝等措施來保證。

3.4.3 表面粗糙度

本例中，加工后的外圓■ 、■表面粗糙度要求為Ra1.6μm，切槽與其他表面的粗糙度為Ra3.2μm。

對于表面粗糙度要求，主要通過選用合適的刀具及其幾何參數，正確的粗、精加工路線，合理的切削用量及冷卻液等措施來保證。

3.4.4 確定加工參數

主軸轉速（n）：高速鋼刀具材料切削中碳鋼件時，切削速度v取45～60m/min根據公式n=1000v/πD及加工經驗，并根據實際情況，本課題粗加工主軸轉速選取600r/min，精加工的主軸轉速選取800r/min。

進給速度（F）：粗加工時，為提高生產效率，在保證工件質量的前提下，可選擇較高的進給速度，粗車時一般取為0.3～0.8mm/r，精車時常取0.1～0.3mm/r，切斷時宜取0.05～0.2mm/r。本課題粗加工進速選取0.3mm/r，精加工進速選取0.1mm/r，切斷及切槽時取0.1mm/r。

背吃刀量（aP）：在車床主體、夾具、刀具和零件這一系統剛性允許的條件下，盡可能選取較大的背吃刀量，以減少走刀次數，提高生產效率。當零件的精度要求較高時，則應考慮留出精車余量，常取0.1～0.5mm。本課題粗加工背吃刀量取2mm，精加工背吃刀量取0.2mm。

3.4.5 制定加工工藝

經過上述分析，本課題的加工工藝見表1：

4 結束語

隨著數控技術的不斷發展和應用領域的擴大，數控加工技術對國計民生的一些重要行業（IT、汽車、輕工、醫療等）的發展起著越來越重要的作用，因為效率、質量是先進制造技術的主體。

高速、高精加工技術可極大地提高效率，提高產品的質量和檔次，縮短生產周期和提高市場競爭能力。而對于數控加工，無論是手工編程還是自動編程，在編程前都要對所加工的零件進行工藝分析，擬定加工方案，選擇合適的刀具，確定切削用量，對一些工藝問題（如對刀點、加工路線等）也需做一些處理。并在加工過程掌握控制精度的方法，才能加工出合格的產品。

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