數控車床加工工藝標準化流程優化措施

丁文娟

【摘要】數控車床主要用于各類軸類或盤類零件的內外圓柱面、圓錐螺紋的切削加工。數控車床在各種零件加工中表現出加工精度高、生產進度高、技術要求高等特征，所以，對數控車床加工工藝標準化流程進行優化改進十分必要，這不僅能夠大幅度提高工藝生產水平，還能保證產品質量。

【關鍵詞】數控車床;加工工藝;標準化流程

【DOI 編碼】10.3969/j.issn.1674-4977.2022.02.035

Optimization Measures for Standardization Process of CNC Lathe Machining Process

DING Wen-juan

（Huai'an Technical College of Jiangsu Province，Huai'an 223001，China）

Abstract：CNC lathes are mainly used for cutting internal and external cylindrical surfaces and conical threads of various shaft or disc parts. CNC lathe shows the characteristics of high machining precision，high production progress and high technical requirements in the processing of various parts. Therefore，it is very necessary to optimize and improve the standardized process of CNC lathe processing technology，which can not only greatly improve the process production level，but also ensure the product quality.

Key words：CNC lathe;processing technology;standardized process

早期的數控機床以三坐標立式銃床為主，主要應用在連續空間曲面的加工。而伴隨著計算機技術以及傳感技術的快速發展，數控加工技術整體水平大幅度增長，不僅實現了生產效率的提升，還能應對一些更加復雜的零件加工需求。雖然國內的數控車床技術保持著良好的發展趨勢，但和發達國家相比仍有一定的差距，因此需要不斷完善數控車床加工水平，針對工藝標準化流程進行優化。

1數控車床的應用優勢及加工零部件工藝性分析

1.1數控車床加工工藝的應用優勢

數控車床搭載控制程序，能夠實現自動化生產，其主要原理是借助事先編輯的編碼或符號指令完成不同零件的自動化加工，在實際生產過程中表現出以下特征：1）有著較高的加工精度，并且能夠保證穩定的加工質量輸出。2）可以實現多級坐標的聯動，對一些相對較為復雜的零件也可以輕松完成加工。3）當加工零件內部結構發生變動時，只需要改變數控程序就可以完成整個調整過程，并且數控機床允許自由調整加工量，其整體的生產效率要高于普通車床。數控機床的一大優勢在于其具有自動化生產技術，完全可以替代人力，使整體的生產成本大幅度下降。4）數控機床對操作人員的專業素質有著較高的要求，尤其是維修工作，對相關人員的技術水平也有著較高的要求。

通過分析數控機床的特征并與傳統加工工藝進行對比，前者所表現出的優勢，無論是加工質量或是精度方面都更加突出，有著更高的生產效率。無論是在生產基準或誤差控制方面，數控車床表現更優，能夠確保加工零件的質量達到標準要求。這是因為數控機床可以通過零位補償的方式解決定位基準和設計標準無法完全重合的問題，以此實現測量和工序基準與設計基準的一致，大幅度簡化復雜的編程過程，極大地提高了計算精準性。并且其搭載的數字編程系統能夠實現精度定位，這也能夠確保所加工產品的精度。相比之下，傳統加工工藝的基準定位會受到夾具的影響，若涉及批量生產，勢必會表現出較大的誤差。

1.2加工零部件工藝性分析

在設計圖紙上，關于零件的各種尺寸標注必須要為加工提供便捷性支持，一般要求使用統一基準對加工零部件的坐標尺寸進行標明，利于后期加工過程中針對尺寸進行調節，并且也能夠在一定程度上使設計人員了解加工產品的使用特性。進行手工編制程序時，要保證數據的精確性，同時還需要關注是否匹配工件輪廓所需的幾何元素條件，尤其是在進行自動編程過程中，需要關注所有元素的定義。

使用數控車床對零部件進行加工時要對零部件的外部形狀進行控制。通常會選取較為統一的尺寸或多個類型的工具，盡量避免在進行加工過程中出現更換刀具的情況。開槽內圓角過于狹小的情況，不僅容易導致沒有相應的加工要具進行匹配，同時也可能引發一系列的問題。若加工零件結構存在質量問題，并且表現出較為集中的邊緣應力，勢必會導致加工零部件本身的使用壽命縮減，并且為了避免在加工中出現重復裝夾的情況，應關注加工面尺寸和輪廓位置是否匹配。有關數控車床加工工藝流程的安排，通常需要遵循統一的定位標準。

2數控車床的選用原則

2.1前期準備

前期準備階段的主要工作內容包括對零件加工所需工具和生產批量數量進行確定，目的在于擬定對應的功能，保證前期準備工作的充足。關于數控車床的選擇，必須確保滿足零件基本工藝標準，例如對應的結構尺寸以及有關零件工藝生產的具體質量要求或相關標準等。精度要求具體是指依據工件的尺寸、定位精度和零件粗糙程度對車床的控制精度進行設定。車床的可靠性決定著最終產品的質量以及生產效率，因此可靠性分析必不可少。關于可靠性的理解，是指在特定條件下，數控車床的執行功能以及長時間的功能正常運行狀態，要求在長時間生產過程中不出現故障或出現故障能夠在短時間內進行調整并恢復生產。總的來說，關于加工生產之前的數控車床準備工作主要涉及結構、制造等分析工作，確保最終所選擇的數控車床滿足工件生產工藝要求。

2.2機床附件及刀具

數控車床所使用的附件以及刀具質量將直接決定最終的生產效率以及產品質量。因此關于數控車床的選用必須關注其附件和刀具的質量水平，要求所使用的刀具和附件必須配套。

2.3控制系統

關于控制系統的選擇，通常會使用同一家供貨商的產品，但同時也需要橫向比較其性價比以及機床防護功能。性價比方面主要是指數控車床的功能性以及精度表現，提高其在日常生產過程中的利用效率，避免出現閑置浪費的情況，強調數控車床功能和生產需求之間的匹配。而機床防護方面則是指機床所搭配的全封閉或者是半封閉防護裝置，自動排屑裝置等，能夠有效確保機床運行過程中的安全性，提高其使用壽命。

2.4選擇適當的加工方法

確保使用的加工方法合適是保證最終加工精度達標，并且表面粗糙程度符合設計標準的關鍵舉措。關于加工方法的選擇需要參考的依據通常為零件的形狀、尺寸以及熱處理等相關技術要求。盡可能選擇效率最高且最為合適的加工方法。例如依據生產設備的實際情況，箱體表面的孔洞加工一般使用鉸孔方法，如果對于孔洞的面積要求較大會選擇鏜孔。除了考慮方法的合適性之外，還需要兼顧方法對應的生產成本，以追求低成本、高效率和高質量為核心要素。

2.5選擇適當的加工工序

在數控車床加工時，考慮在裝夾時能否一次性的完成全部工序或大部分工序，工序盡可能集中，這就需要先來分析圖樣中零件在加工中是否可以一次裝夾完成，如果達不到一次裝夾，要減少裝夾的次數和刀具的更換次數，并且在劃分工步中，加工精度和加工效率兩個方面因素要重點考慮，在同一個工件的加工表面上加工順序是粗加工一半精加工一精加工，也可所有表面粗加工、精加工分著進行。

2.6優化數控車床加工路線

針對數控車床的加工路線進行優化，通常需要遵循以下原則：首先，避免刀具出現較多的閑置時間，盡可能縮短加工線路，必要的情況下可以刪減一些無效程序;其次，零部件表面粗糙程度以及表面精度要達到設計標準;再次，通過簡化編程的方式實現數值精確;最后，重視數控車床點位的控制以及定位的精準度。使用數控車床加工，刀具的運動路線并非最為關鍵的因素，關鍵點在于刀具走刀路線行程最短。

3數控車床加工工藝標準化流程優化

3.1確認工件加工部位和內容

正確的加工工序是保證工藝生產質量的關鍵，同時也影響著數控車床和其他生產作業工序之間的銜接順暢性。通常零件的工程圖只會針對工件的具體形狀、大小進行標識，而涉及毛坯材料并未給出明確的要求。因此在數控車床編程過程中，需要針對材料的規格、大小、形狀以及熱處理的情況進行詳細分析。這是因為工件的工程圖紙、內容、材料、數據等都屬于原始信息范疇，而對這些信息的準確把控直接決定著規劃設計的最終質量，同時也影響著數控車床的加工表現。除了上述信息之外，還需要關注工件原始信息之外的一些要求，例如在進行加工之前的形狀、尺寸或鍛件等參數。這是因為在完成上一道工序之后，上一道工序的基準面基準孔會對加工部位的形狀、尺寸產生一定的影響，而這些數據信息是保證各加工工序之間順利銜接的關鍵。

3.2確認車床類型和控制系統

首先，針對車床的型號和規格進行確定。確定依據在于所需要加工生產的工件對應的加工空間和具體的生產區域，以此獲得數控車床的額定功率范圍、換刀系統和各種附件配套情況。一般會選擇額度功率較低且主軸速度較高的數控車床，而涉及大車床的確定，則需要選擇較高額定功率以及主軸速度較低的數控車床。其次，關于控制系統的選擇。控制系統是決定數控車床加工表現的關鍵，必須保證控制系統的穩定性，尤其是各種控制器的功能可靠。同時還需要對控制系統對應的編程方式（如子程序和加工循環功能）進行檢驗。

3.3確認工件的安裝方式

關于工件的安裝方式進行確認十分關鍵，在進行該項操作之前，需要針對具體的加工部位、定位、基準和夾緊要求的條件進行確定，以此獲得正確的夾具和輔助工具應用。夾具部分的設計合理性，直接決定著最終的加工效率，同時也影響著工件質量，這是因為夾具會決定加工質量的一致性。目前常用的數控車床在夾持工件時多用三爪自定心卡盤，在維持較高轉速的情況下，能夠實現對工件的有效固定。現階段所使用的卡盤，轉速一般維持在4000～6000 r/min，所提供的夾緊力處于2000～8000 N之間，在實際生產中的應用優勢突出。

3.4確認工件加工的工藝方案

第一，先粗后精。涉及切削加工過程，出于提高工件質量的考慮，必須保證加工工序的合理性。多數情況下會對精加工之前的加工余量進行精簡，其目的在于確保加工余量匹配精加工的要求。完成加工工序的合理設計之后，首要任務是完成換刀操作，依次完成半精加工和精加工操作。半精加工的主要目的是對余量均勻性進行調整，為精加工的順利展開奠定基礎。第二，先近后遠。主要是依據加工部位完成對刀點距離的確認，遵循由近及遠的加工原則，如此操作的主要原因是縮短刀具移動距離，避免過多的空行程。車削加工順序應當遵循由遠及近，這種加工順序能夠保證毛坯件的剛性。第三，遵循先內后外的加工順序。主要適用于需要內外表面均進行加工的零件。關于加工方案的制定，要考慮內型和內腔的設計，隨后逐步延伸到外表面的加工，目的在于保證工件尺寸和形狀的精準性，同時也有利于加工過程中切屑的清除。

4結語

綜上所述，為了更好地彰顯數控車床應用優勢，關注相關工藝標準化流程的優化策略，不僅能夠提高加工工件的產品質量，同時也能夠使數控車床的生產效率提高。相關優化策略包括對加工工件的各項參數進行確定，對車床類型和系統類型進行確定，明確工件的安裝方式以及針對工件加工工藝方案進行科學設計等，同時，在進行工藝流程優化的過程中，需要依據實際情況做出靈活調整。

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