關于數控車加工的相關分析與研究

一、前言

數控車床作為一種自動化車床，不僅能夠用于直線圓柱，圓弧和斜線圓柱等一般部件的生產，還可以完成直線和圓弧插補等高效率和高精度的工作，而且在加工的過程中還能做到自動變速。同時，數控車床在一些典型的零件加工中還具有非常大的優勢，例如高精密度的螺紋的加工。因此與普通車床相比，其工藝范圍更加廣泛，不僅可運用在一般的工業生產中，還可用于航天和航空等高精尖行業。數控車加工的過程是自動的，由加工程序控制，加工程序必須正確且合理，不然，絲毫的差錯都可能導致零件的不合格。而數控加工程序的編寫必須建立在對加工工藝流程靈活掌握的基礎上。

二、數控車加工工藝流程

1.加工方案的制定

數控車加工方案的制定一般遵循以下幾個原則：

（1）先粗加工后精加工。先進行粗加工可在較少的時間內去掉毛坯的加工余量，但應注意后期精加工余量的均勻性，這樣不僅能滿足精加工的質量，還可提高生產效率。粗加工之后是半精加工和精加工，在這個過程中可去除粗加工過程遺留的表面缺陷，使零件的質量和尺寸更加精準。值得注意的是，在精加工中最后一刀的工序需要連續完成，這樣就可避免零件表面劃傷或者滯留刀痕。

（2）先近處加工后遠處加工。這樣做一方面可縮短刀具移動的距離，另一方面可減少空走刀次數，提高效率。

（3）先內表面加工后外表面加工。這樣做可彌補刀具剛性較差和工件剛性不足的缺陷，可減小在加工過程中因振動而造成的表面和形狀精密度的誤差。

（4）加工程序段最少。遵循這個原則的好處在于可減少編程和檢查的時間、減少走刀次數和縮短走刀路線等，不僅可提高工作效率，還可增加經濟效益。

2.切削用量

粗加工和精加工時切削用量遵循的原則是不同的。

一是進行粗加工時，切削用量一方面選取盡可能大的背吃刀量，另一方面要考慮到車床動力等限制條件選取盡可能大的進給量，同時確定最佳的切削速度。粗加工遵循這樣的原則即可提高生產效率，又可增加經濟效益。

二是進行精加工或半精加工時，切削用量根據粗加工后的余量來設計背刀吃量，進給量的選擇要依據粗加工表面的粗糙度確定，而切削速度則盡可能選擇較高的。精加工的原則首先要考慮的就是加工質量，同時考慮經濟效益和切削效率等。

切削用量通常包括背吃刀量、進給量和切削速度和切削寬度等四個方面的內容。正確選擇這三者之間的參數關系，可大大的提高工作效率，縮短加工時間，保證產品質量。切削用量對刀具磨損、切削功率和加工質量等都會產生影響，例如，切削速度提高20%，刀具的壽命就要減少50%。一是背刀吃量。一般情況下，背刀吃量根據刀具的剛度、工件和機床確定。在中等功率車床上，背刀尺量為8～10mm，精加工時為0.2～0.4mm，半精加工時為0.25～2mm。粗加工時，全部余量要盡可能在一次進給時切除，但是系統剛性不足或者余量較大或者不均勻時，可分幾次進給，背刀吃量在第一和二次時要盡量大些。背刀吃量的公式可表示為：（工件待加工的表面直徑-工件已經加工的表面直徑）／2。二是進給量。進給量的定義是工件轉動一周車刀沿著進給方向移動的距離。進給量作為數控車切削量中重要的參數之一，需依據零件的表面粗糙度、刀具和加工精度等以參照機械手冊獲得。粗加工工件表面質量要求不是很高，可依據車床進給機構和刀桿的強度和剛性等條件，按照已經確定的背吃刀量對不同的加工材料，工件尺寸等來選擇不同的進給量；精加工或者半精加工按照不同的加工材料，表面粗糙度要求和切削速度來確定進給量。三是切削速度。切削速度一般按照進給量、背刀吃量和刀具耐磨度來確定。其經驗公式表示為：Vc=лdn／1000，其中d為零件待加工部位的直徑，n為主軸轉速，Vc為切削速度。四是切削寬度。一般情況下，切削寬度（L）和刀具的直徑(d)成正比，和切削的深度成反比的關系。在經濟型數控加工中，其經驗公式可表示為L=（0.6-0.9）d。

3.刀具和夾具的選擇

粗加工時刀具要求強度高、耐用度好；精加工時要求精度高、耐用度好。夾具的選擇要開敞其定位、能夾緊機構原件和不影響走刀路線。

4.走刀路線的選擇

走刀路線的選擇一般滿足以下三個條件：一是滿足零件加工精度和表面粗糙度；二是減少走刀時間使加工路線最短；三是編程時數值簡單，減小編程工作量。

三、結束語

掌握數控車的工藝流程不僅能提高工件的質量，同時對生產率和經濟效益的提高也具有重要的意義。

參考文獻：

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[3]沈浩，謝黎明，韓瑩.數控車削中切削用量的多目標優化[J].蘭州理工大學學報，2005(5).

[4]田先亮.數控加工中刀具選擇和切削用量的確定[J].科技資訊，2007(24).

（作者單位：煙臺工程職業技術學院）