數(shù)控車床加工工藝路線的確定

高媛媛

摘要： 數(shù)控機(jī)床加工工藝路線的研究理想的加工程序不僅應(yīng)保證加工出符合圖樣的合格工件，而且應(yīng)使數(shù)控機(jī)床的功能得到合理的應(yīng)用和充分的發(fā)揮。數(shù)控機(jī)床是一種高效率的自動(dòng)化設(shè)備，它的效率比普通機(jī)床高2—3倍，所以，要充分發(fā)揮數(shù)控機(jī)床的這一特點(diǎn)，必須熟練掌握其特性、特點(diǎn)、使用操作方法，同時(shí)必須在編程之前正確地確定數(shù)控機(jī)床加工工藝路線的研究。

關(guān)鍵詞： 數(shù)控機(jī)床加工工藝路線加工程序

與常規(guī)工藝路線擬定過程相似，數(shù)控加工工藝路線的設(shè)計(jì)，最初也需要找出零件所有的加工表面并逐一確定各表面的加工方法，其每一步相當(dāng)于一個(gè)工步。然后將所有工步內(nèi)容按一定原則排列成先后順序。再確定哪些相鄰工步可以劃為一個(gè)工序，即進(jìn)行工序的劃分。最后將所需的其他工序如常規(guī)工序、輔助工序、熱處理工序等插入，銜接于數(shù)控加工工序序列之中，就得到了要求的工藝路線。數(shù)控加工的工藝路線設(shè)計(jì)與普通機(jī)床加工的常規(guī)工藝路線擬定的區(qū)別主要在于它僅是幾道數(shù)控加工工藝過程的概括，而不是指從毛坯到成品的整個(gè)工藝過程，由于數(shù)控加工工序一般均穿插于零件加工的整個(gè)工藝過程之中，因此在工藝路線設(shè)計(jì)中，一定要兼顧常規(guī)工序的安排，使之與整個(gè)工藝過程協(xié)調(diào)吻合。在數(shù)控機(jī)床加工過程中，由于加工對(duì)象復(fù)雜多樣，特點(diǎn)是輪廓曲線的形狀和位置千變?nèi)f化，加上材料不同、批量不同等多方面的因素的影響，在對(duì)具體零件制定加工方案時(shí)，應(yīng)該進(jìn)行具體分析和區(qū)別對(duì)待，靈活處理。只有這樣，才能使制定的加工方案合理，從而達(dá)到質(zhì)量?jī)?yōu)、效率高和成本低的目的。

在對(duì)加工工藝進(jìn)行認(rèn)真和仔細(xì)的分析后，制定加工方案的一般原則為先粗后精，先近后遠(yuǎn)，先內(nèi)后外，程序段最少，走刀路線最短。由于生產(chǎn)規(guī)模的差異，對(duì)于同一零件的加工方案是有所不同的，應(yīng)根據(jù)具體條件，選擇經(jīng)濟(jì)、合理的工藝方案。

一、工序的劃分

在數(shù)控機(jī)床上加工的零件，一般按工序集中原則劃分工序。劃分方法如下。

1.按安裝次數(shù)劃分工序。以一次安裝完成的那一部分工藝過程為一道工序。該方法一般適合加工內(nèi)容不多的工件，加工完畢就能達(dá)到待檢狀態(tài)。

2.按所用刀具劃分工序。以同一把刀具完成的那一部分工藝過程為一道工序。這種方法適用于工件的待加工表面較多，機(jī)床連續(xù)工作時(shí)間過長(zhǎng)，加工程序的編制和檢查難度較大等情況。在專用數(shù)控機(jī)床和加工中心上常用這種方法。

3.按粗、精加工劃分工序。考慮工件的加工精度要求、剛度和變形等因素來劃分工序時(shí)，可按粗、精加工分開的原則來劃分工序，即以粗加工中完成的那部分工藝過程為一道工序，精加工中完成的那部分工藝過程為另一道工序。一般來說，在一次安裝中不允許將工件的某一表面粗精不分地加工至精度要求后再加工工件的其他表面。

4.按加工部位劃分工序。以完成相同型面的那一部分工藝過程為一道工序。有些零件加工表面多而復(fù)雜，構(gòu)成零件輪廓的表面結(jié)構(gòu)差異較大，可按其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)（如內(nèi)型、外形、曲面或平面等）劃分成多道工序。綜上所述，在劃分工序時(shí)，一定要視零件的結(jié)構(gòu)與工藝性、機(jī)床的功能、零件數(shù)控加工內(nèi)容的多少、安裝次數(shù)、生產(chǎn)組織等實(shí)際情況靈活掌握。

二、加工順序的安排

加工順序安排得合理與否，將直接影響到零件的加工質(zhì)量、生產(chǎn)率的高低和加工成本的多少。應(yīng)遵循下列原則。

1.盡量使工件的裝夾次數(shù)、工作臺(tái)轉(zhuǎn)動(dòng)次數(shù)、刀具更換次數(shù)及所有空行程時(shí)間減至最少，提高加工精度和生產(chǎn)率。

2.先內(nèi)后外原則，即先進(jìn)行內(nèi)型內(nèi)腔加工，后進(jìn)行外形加工。

3.為了及時(shí)發(fā)現(xiàn)毛坯的內(nèi)在缺陷，精度要求較高的主要表面的粗加工一般應(yīng)安排在次要表面粗加工之前；大表面加工時(shí)，因內(nèi)應(yīng)力和熱變形對(duì)工件影響較大，一般也需先加工。

4.在同—次安裝中進(jìn)行的多個(gè)工步，應(yīng)先安排對(duì)工件剛性破壞較小的工步。

5.為了提高機(jī)床的使用效率，在保證加工質(zhì)量的前提下，可將粗加工和半精加工合為一道工序。

6.加工中容易損傷的表面（如螺紋等），應(yīng)放在加工路線的后面。

這里所說的普通工序是指常規(guī)的加工工序、熱處理工序和檢驗(yàn)等輔助工序。數(shù)控工序前后一般都穿插其他普通工序，若銜接不好就容易產(chǎn)生矛盾。較好的解決辦法是建立工序間的相互狀態(tài)聯(lián)系，在工藝文件中做到互審會(huì)簽。例如是否預(yù)留加工余量，留多少、定位基準(zhǔn)的要求、零件的熱處理等，這些問題都需要前后銜接，統(tǒng)籌兼顧。

三、加工路線的確定

在數(shù)控加工中，刀具（嚴(yán)格說是刀位點(diǎn)）相對(duì)于工件的運(yùn)動(dòng)軌跡和方向稱為加工路線，即刀具從對(duì)刀點(diǎn)開始運(yùn)動(dòng)起，直至結(jié)束加工程序所經(jīng)過的路徑，包括切削加工的路徑及刀具引入、返回等非切削空行程。影響走刀路線的因素很多，有工藝方法、工藝材料及其狀態(tài)、加工精度及表面粗糙度要求、工件剛度、加工余量、刀具剛度、耐用度及狀態(tài)、機(jī)床類型與性能等。加工路線的確定首先必須保證被加工零件的尺寸精度和表面質(zhì)量，其次考慮數(shù)值計(jì)算簡(jiǎn)單，走刀路線盡量短，效率較高，等等。

四、車螺紋時(shí)軸向進(jìn)給距離的分析

車螺紋時(shí)，刀具沿螺紋方向的進(jìn)給應(yīng)與工件主軸旋轉(zhuǎn)保持嚴(yán)格的速比關(guān)系?？紤]到刀具從停止?fàn)顟B(tài)到達(dá)指定的進(jìn)給速度或從指定的進(jìn)給速度降至零，驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)必有一個(gè)過渡過程，沿軸向進(jìn)給的加工路線長(zhǎng)度，除保證加工螺紋長(zhǎng)度外，還應(yīng)增加R1（2—5mm）的刀具引入距離和R2（1—2mm）的刀具切出距離，這樣保證切削螺紋時(shí)，在升速完成后使刀具接觸工件，刀具離開工件后再降速。

五、錐法切削路線車圓弧

為車圓弧的車錐法切削路線，即先車一個(gè)圓錐，再車圓弧。但要注意車錐時(shí)的起點(diǎn)和終點(diǎn)的確定，若確定不好，則可能損壞圓錐表面，也可能將余量留得過大。

六、結(jié)語(yǔ)

理想的加工程序不僅應(yīng)保證加工出符合圖樣的合格工件，而且應(yīng)使數(shù)控機(jī)床的功能得到合理的應(yīng)用和充分的發(fā)揮。數(shù)控機(jī)床是一種高效率的自動(dòng)化設(shè)備，它的效率比普通機(jī)床高2—3倍，所以，要充分發(fā)揮數(shù)控機(jī)床的這一特點(diǎn)，必須熟練掌握其性能、特點(diǎn)、使用操作方法，同時(shí)還必須在編程之間正確地確定加工方案。

參考文獻(xiàn)：

［1］數(shù)控加工工藝及編程.上海交通大學(xué)出版社，2006.

［2］數(shù)控加工基礎(chǔ)教程.電子工業(yè)出版社，2000.

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