數控車的加工工藝分析與工裝夾

摘 要：文章從零件圖的工藝分析、合理選擇切削用量、合理選擇刀具、夾具安裝要點、加工路線的擬定共五個方面淺析了數控車床的加工工藝分析與工裝夾。

關鍵詞：數控車床；加工工藝；分析

1 零件圖的工藝分析

1.1 構成兩件輪廓的幾何條件

在車削加工手工編程時，要計算每個節點坐標，在自動編程時，要對零件輪廓所以的幾何元素進行定義，因此在分析零件圖時要注意：零件圖上是否漏掉某尺寸，使其幾何條件不充分，影響到零件輪廓的構成；零件圖上的圖線位置是否模糊或標注不清，使編程無法下手；零件圖上給定的幾何條件是否不合理，造成數學處理困難；零件圖上的尺寸標注方法應適應數控車床加工的特點，應以同一基準標注尺寸或直接給出坐標尺寸。

1.2 尺寸精度要求

分析零件圖樣尺寸精度的要求，以判斷能否用車削工藝達到，并確定控制尺寸精度的工藝方法，在該項分析過程中，還可以同時進行一些尺寸的換算，如增量尺寸與絕對尺寸及尺寸鏈計算等等，在利用數控車床車削零件時，常常對零件要求的尺寸取最大和最小極限尺寸的平均值作為編程的尺寸依據。

1.3 形狀和位置的精度的要求

零件圖樣上給定飛形狀和位置公差是保證零件精度的重要依據，加工時要按照其要求確定零件的定位基準和測量基準，還可以根據數控車床的特殊需要進行一些技術性的處理，以便有效的控制零件的形狀和位置精度。

1.4 表面粗糙度要求

表面粗糙度是保證零件表面微觀精度的重要要求，也是合理選擇數控車床，刀具及確定切削用量的依據。

1.5 材料與熱處理要求

零件圖樣上給定的材料與熱處理要求，是選擇刀具，數控車床型號，確定切削用量的依據。

2 合理選擇切削用量

合理選擇切削用量的原則是：粗加工時，一般以提高生產率為主，但也應考慮經濟性和加工成本；半精加工和精加工時，應在保證加工質量的前提下，兼顧切削效率、經濟性和加工成本。具體數值應根據機床說明書、切削用量手冊，并結合經驗而定。具體要考慮以下幾個因素：切削深度ap、切削寬度L、切削速度V、主軸轉速n（r/min）、進給速度Vf等。

3 合理選擇刀具

3.1 刀具的分類

數控刀具根據刀具結構可分為：①整體式。②鑲嵌式。③特殊型式，如復合式刀具，減震式刀具等。根據制造刀具所用的材料可分為：①高速鋼刀。②硬質合金刀具。③金剛石刀具。④其他材料刀具，如立方氮化硼刀具，陶瓷刀具等。

從切削工藝上可分為：①車削刀具，分外圓，內孔，螺紋，切割刀具等多種。②鉆削刀具，包括鉆頭，鉸刀，絲錐等。③鏜削刀具。④銑削刀具等。

3.2 刀具選用的原則

刀具的選擇是在數控編程的人機交換狀態下進行的，應根據機床的加工能力，工件材料的性能，加工工序，切削用量已經其他相關因素正確選用刀具及刀柄。刀具選擇總的原則是：安裝調整方便，剛性好，耐用度和精度高。在滿足加工要求的前提下，盡量選擇較短的刀柄，以提高刀具加工的剛性，刀體一般均用普通碳鋼或者合金鋼制作，如焊接車刀，鏜刀，鉆頭，鉸刀的刀柄。尺寸較小的刀具或切削負荷較大的刀具宜選用合金工具鋼或整體高速鋼制作，如螺紋刀具，形成銑刀，拉刀等。選取刀具時，要使刀具的尺寸與被加工工件的表面尺寸相適應。

4 夾具安裝要點

目前液壓卡盤和液壓夾緊油缸的連接是靠拉桿實現的，液壓卡盤夾緊要點如下：首先用扳手卸下液壓油缸上的螺帽，卸下拉管，并從主軸后端抽出，再用扳手卸下卡盤固定螺釘，即可卸下卡盤。

5 加工路線的擬定

零件機械加工的工藝路線是指零件生產過程中，由毛坯到成品所經過的工序先后順序。在擬定工藝路線時，首先除考慮定位基準的選擇外，還應當考慮個表面加工方法的選擇，工序集中與分散的程度，加工階段的劃分和工序先后順序的安排等問題。

5.1 表面加工方法的選擇

5.1.1 加工經濟精度

由實踐可知，各種加工方法（如車，銑，刨，磨，鉆）所能達到的加工精度和表面粗糙度是有一定的范圍的。任何一種加工方法，如果由技術水平高的熟練工人在精密完好的設備上仔細的慢慢操作，必然使加工誤差減小，可以得到較高的加工精度和較小的表面粗糙度，但卻使成本增加。反之技術水平較低的工人在精度較差的設備上快速操作，雖然成本下降，但是得到的加工誤差不然較大，使加工精度降低。

5.1.2 選擇表面加工方法應考慮的因素

選擇表面加工方法時，首先應根據零件的加工要求，查表或根據經驗來確定哪些加工方法能達到所要求的加工精度。

5.1.3 各種表面的典型加工路線

確定了某個平面的最終加工方法后，還必須同時確定前面的預加工方法，形成一個表面加工路線，才能付諸實施。例如外圓表面的加工路線、孔的加工路線、平面加工路線等。

5.2 加工階段的劃分

工件上每一個表面的加工，總是先粗后精。粗加工去掉大部分余量，要求生產率高；精加工保證工件精度的要求。對于加工精度要求較高的零件，應當將整個工藝過程劃分成粗加工，半精加工，精加工等幾個階段，在各個階段之間安排熱處理工序。工藝過程劃分為幾個階段，必須根據工件的加工精度要求和工件的剛性來決定。一般來說，工件精度要求越高，剛性越差，劃分階段應越細。另一方面，粗精加工分開，使機床臺數和工序數增加，當生產批量較小時，機床負荷利率低，不經濟。所以，當工件批量小，精度要求不太高，工件剛性較好時也可以不分或少分階段。重型零件由于輸送及裝夾困難，一般在一次裝夾完成粗精加工，為了彌補不分階段帶來的弊端，常常在粗加工工步后松開工件，然后以較小的夾緊力重新夾緊，在繼續進行精加工工步。

參考文獻

[1]趙家齊.機械制造工藝課程設計指導書[M].哈爾濱：哈爾濱工業大學出版社，2009.

[2]王紹俊.機械制造工藝設計手冊[M].哈爾濱：哈爾濱工藝大學出版社，2008.

作者簡介：徐曉東（1966，11-），男，籍貫：黑龍江齊齊哈爾，學歷：大專，職稱：工程師，研究方向：技術管理。