淺談數(shù)控車削加工工藝性分析

呂雅妍

摘 要：數(shù)控機(jī)床是我國(guó)機(jī)械設(shè)備領(lǐng)域的高精度設(shè)備之一，其自動(dòng)化程度較高，屬于高科技產(chǎn)品，目前已成為機(jī)械設(shè)備領(lǐng)域的主流設(shè)備。數(shù)控機(jī)床的高精準(zhǔn)性使其成為加工行業(yè)的重要設(shè)備，同時(shí)其加工工藝雖然傳承了普通機(jī)床設(shè)備的諸多優(yōu)點(diǎn)，但還是有許多不同之處的。為此，對(duì)數(shù)控車削加工工藝的內(nèi)容進(jìn)行了分析，并進(jìn)一步對(duì)數(shù)控加工工藝進(jìn)行了具體的闡述。

關(guān)鍵詞：數(shù)控車床；車削加工工藝；工藝分析；車削

前言

數(shù)控機(jī)床作為一種高效率的自動(dòng)化設(shè)備，其工作效率是普通機(jī)床所無法比擬的，因此在使用時(shí)要對(duì)其功能進(jìn)行充分的發(fā)揮，需要在編程之前就做好工藝分析，確保數(shù)控加工的工藝更加詳細(xì)，從而對(duì)充分提高數(shù)控機(jī)床的加工質(zhì)量、生產(chǎn)效率及除低加工成本。

1 數(shù)控車削加工工藝的內(nèi)容

數(shù)控車床在加工零件時(shí)需要運(yùn)用一定的方法和技術(shù)手段來完成加工任務(wù)，這即是數(shù)控車削加工工藝。其具體包含以下幾個(gè)方面：

（1）選擇并確定零件的數(shù)控車削加工內(nèi)容；（2）對(duì)零件圖紙進(jìn)行數(shù)控車削加工工藝分析；（3）工具、夾具的選擇和調(diào)整設(shè)計(jì)；（4）工序、工步的設(shè)計(jì)；（5）加工軌跡的計(jì)算和優(yōu)化；（6）數(shù)控車削加工程序的編寫、校驗(yàn)與修改；（7）首件試加工與現(xiàn)場(chǎng)問題的處理；（8）編制數(shù)控加工工藝技術(shù)文件。

總之，數(shù)控加工工藝內(nèi)容較多，雖然部分與普通機(jī)床有很多相似的地方，但因其精度高，自動(dòng)化程度較高等特點(diǎn)與普通加要還有許多區(qū)別的地方。

2 數(shù)控車削加工工藝分析

工藝分析是根據(jù)圖紙上對(duì)零件加工要求分析其合理性，同時(shí)確定加工零件在數(shù)控車床上采取何處裝夾方式，并對(duì)零件各表面的加工順序、進(jìn)給路線及用量等進(jìn)行合理的選擇。這是車削加工的前期準(zhǔn)備階段，對(duì)工藝制定的分析直接影響著以后編程、加工效率和零件加工精度。同時(shí)車削加工工藝中對(duì)于程度的編制非常嚴(yán)格，對(duì)編程者的要求較高，為了保證程度的合理和實(shí)用性，要求編程者不僅要熟悉程序語言還要對(duì)數(shù)控車床的工作原理、性能、加工工藝熟練掌握，這樣才能保證加工工藝的合理、實(shí)用性。因此，在對(duì)數(shù)控車削工藝分析時(shí)要根據(jù)數(shù)控車床的特點(diǎn)和加工工藝原則進(jìn)行，確保其加工工藝合理、實(shí)用。

2.1 零件圖分析

2.1.1 尺寸標(biāo)注方法分析

零件圖上的尺寸標(biāo)注方法應(yīng)適應(yīng)數(shù)控車床的加工特點(diǎn)，以同一基準(zhǔn)標(biāo)注尺寸或直接給出坐標(biāo)尺寸。這種標(biāo)注方法既便于編程，又有利于設(shè)計(jì)基準(zhǔn)、工藝基準(zhǔn)、測(cè)量基準(zhǔn)和編程原點(diǎn)的統(tǒng)一。

2.1.2 輪廓幾何要素分析

在手工編程時(shí)，要計(jì)算每個(gè)節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)。在自動(dòng)編程時(shí)要對(duì)零件輪廓的所有幾何元素進(jìn)行定義。因此在零件圖分析時(shí)，要分析幾何元素的給定條件是否充分。

2.1.3 精度和技術(shù)要求分析

對(duì)被加工零件的精度和技術(shù)進(jìn)行分析，是零件工藝性分析的重要內(nèi)容，只有在分析零件尺寸精度和表面粗糙度的基礎(chǔ)上，才能正確合理地選擇加工方法、裝夾方式、刀具及切削用量等。其主要內(nèi)容包括：分析精度及各項(xiàng)技術(shù)要求是否齊全、是否合理；分析本工序的數(shù)控車削加工精度能否達(dá)到圖紙要求，若達(dá)不到，允許采取其他加工方式彌補(bǔ)時(shí)，應(yīng)給后續(xù)工序留有余量；對(duì)圖紙上有位置精度要求的表面，應(yīng)保證在一次裝夾下完成；對(duì)表面粗糙度要求較高的表面，應(yīng)采用恒線速度切削。

2.2 夾具和刀具的選擇

2.2.1 工件的裝夾與定位

數(shù)控車削加工中的裝夾對(duì)加工效率和精度的影響都較大，因此盡量做到一次裝夾即完成需要加工的全部零部件的加工表面，這樣不僅提高了加工的效率，同時(shí)也能保證加工的精準(zhǔn)度。同時(shí)對(duì)于不同類型的零件其選擇定位的基準(zhǔn)也不一樣，其中軸類以外圓柱面、套類以內(nèi)孔為定位基準(zhǔn)。另外對(duì)于數(shù)控車床的夾具也有多種選擇，可根據(jù)實(shí)際操作和自己的需要選擇合理的夾具。

2.2.2 刀具選擇

刀具的切削力度與刀具的直徑有直接的關(guān)系，刀具的直徑越來，所切削的力量越大，因此在切削零件時(shí)盡可能選擇直徑大的刀具，這樣不僅有利于切削效率的提高，同時(shí)對(duì)延長(zhǎng)刀具的壽命也具有積極的作用。數(shù)控車削常用的刀具一般分為3類。即尖形車刀、圓弧形車刀和成型車刀。

（1）尖形車刀。以直線形切削刃為特征的車刀一般稱為尖形車刀。其刀尖由直線性的主、副切削刃構(gòu)成。

（2）圓弧形車刀。除可車削內(nèi)外圓表面外，特別適宜于車削各種光滑連接的成型面。

（3）成型車刀。即所加工零件的輪廓形狀完全由車刀刀刃的形狀和尺寸決定。數(shù)控車削加工中，常用的成型車刀有小半徑圓弧車刀、車槽刀和螺紋車刀等

2.3 切削用量選擇

數(shù)控車削加工中的切削用量包括背吃刀量ap、主軸轉(zhuǎn)速S（或切削速度υ）及進(jìn)給速度F（或進(jìn)給量f）。

數(shù)控車床的加工質(zhì)量與切削用量的選擇有十分重要的關(guān)系，因此在數(shù)控車床的加工中，合理的選用切削用量具有重要意義。因此在數(shù)控車床加工中可以根據(jù)車床的說明書規(guī)定的要求，同時(shí)根據(jù)刀具的耐用度來選擇，也可結(jié)合實(shí)際經(jīng)驗(yàn)采用類比法來確定。

2.4 劃分工序及擬定加工順序

2.4.1 工序劃分的原則

在數(shù)控車床上加工零件，常用的工序的劃分原則有兩種。

（1）保持精度原則。在加工工序中通常情況下會(huì)要求把粗、精加工在一次裝夾中全部完成，但為了保持切削的精度，應(yīng)該把粗、精加工分開進(jìn)行，這樣就能在很大程度上減少熱變形和切削力變形對(duì)所加要的零件的形態(tài)、精度和粗糙度的影響。

（2）提高生產(chǎn)效率原則。一把刀能加工的加工部位需要在換刀前全部完成，這樣就有效的減少了換刀的時(shí)間，對(duì)生產(chǎn)效率的提高起到促進(jìn)作用，同時(shí)在換刀時(shí)盡量避免空行程。

2.4.2 確定加工順序

制定加工順序一般遵循下列原則：

（1）先粗后精。在加工過程中應(yīng)該按照粗車、半精車、精車的順序進(jìn)行，不可能一次就達(dá)到精車的目的，應(yīng)該逐步提高加工精度。

（2）先近后遠(yuǎn)。這是針對(duì)對(duì)刀點(diǎn)近的位置來說的，對(duì)于離對(duì)刀點(diǎn)近的部位要先加要，這樣刀具移動(dòng)的距離會(huì)有所縮短，避免了刀具的空程時(shí)間，同時(shí)對(duì)車削的半成品的剛性和改善切削條件都是具有十分重要意義的。

（3）內(nèi)外交叉。對(duì)于內(nèi)外表面都需要進(jìn)行加工的零件，則需要先進(jìn)行粗加工，然后再進(jìn)行精加工。

（4）基面先行。首先應(yīng)把用作精基準(zhǔn)的表面先加工出來，這樣就有效的減少了裝夾的誤差。

3 結(jié)束語

隨著數(shù)控機(jī)床的不斷發(fā)展，其做為一種高科技技術(shù)集于一身的全自動(dòng)化機(jī)械設(shè)備，其自身的高性能、高精度和高自動(dòng)化的特點(diǎn)使其在使用過程中需要具有較強(qiáng)的專業(yè)知識(shí)，熟練掌握數(shù)控的編程程序，對(duì)加工工藝進(jìn)行詳細(xì)的分析，從而確定最優(yōu)的加工方案，提高機(jī)床加工工藝的合理性和實(shí)用性，從而確保加工的零件滿足規(guī)定的質(zhì)量要求。

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