淺談數(shù)控車削加工工藝性分析

溫紅 姚傳峰

摘 要：數(shù)控加工工藝路線設(shè)計(jì)往往不是指從毛坯到成品的整個(gè)工藝過程，而是僅僅對(duì)于幾道數(shù)控加工工序工藝過程的具體描述，因此進(jìn)行零件的數(shù)控加工時(shí)，需要對(duì)零件圖樣進(jìn)行詳細(xì)的加工工藝分析，選擇最適合最需要的加工內(nèi)容和工序，充分發(fā)揮數(shù)控加工優(yōu)勢(shì)。

關(guān)鍵詞：數(shù)控車床 車削 工藝分析

一、數(shù)控車削加工的主要對(duì)象

數(shù)控車削是數(shù)控加工中用的最多的加工方法之一，與常規(guī)的車削加工相比較，數(shù)控車削加工的主要對(duì)象有以下幾類：（1）幾何形狀復(fù)雜、尺寸繁多、精度要求高的回轉(zhuǎn)體零件。（2）表面粗糙度要求高的回轉(zhuǎn)體零件。（3）輪廓形狀特別復(fù)雜或者是難以控制尺寸的回轉(zhuǎn)體零件。（4）帶特殊螺紋的回轉(zhuǎn)體零件。

二、數(shù)控車削加工工藝分析

數(shù)控車床加工工藝的主要內(nèi)容包括各加工表面的加工方法，安排工序的先后順序、確定刀具的走刀路線、切削用量等等。

（一）分析零件圖是制定加工工藝的首要任務(wù)

對(duì)被加工零件的精度及技術(shù)要求進(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，才能正確合理的選擇加工方法、裝夾方式、刀具及切削用量等。

精度及技術(shù)要求分析的主要內(nèi)容，一是分析精度及各項(xiàng)技術(shù)要求是否齊全、是否合理；二是分析本工序的數(shù)控車削加工精度能否達(dá)到圖樣要求，若達(dá)不到，須采用其它措施補(bǔ)救時(shí)，則應(yīng)該給后續(xù)工序留有一定的余量；三是找圖樣上位置精度要求的表面，這些表面應(yīng)該在一次裝夾下完成；四是對(duì)表面粗糙度要求高的表面，應(yīng)確定用恒線速度切削。

（二）數(shù)控車削加工方案的確定

1.確定裝夾方案

數(shù)控加工時(shí)選擇夾具盡量選擇通用夾具如：三爪卡盤、頂尖、四爪卡盤等，避免采用專用夾具。在成批生產(chǎn)時(shí)，才考慮采用專用夾具，并力求結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。盡量減少裝夾次數(shù)，盡可能在一次裝夾后，加工出全部待加面。

2.確定加工順序

安排零件車削加工順序時(shí)一般遵循以下原則：

（1）基面先行原則：用作基準(zhǔn)表面應(yīng)優(yōu)先加工出來，因?yàn)槎ㄎ换鶞?zhǔn)表面越精確，裝夾誤差就越小。例如軸類零件加工時(shí)，總是先加工中心孔，再以中心孔為基準(zhǔn)加工外圓表面和端面。

（2）先粗后精原則：按照粗車-半精車-精車的順序進(jìn)行。

（3）先近后遠(yuǎn)原則：一般情況下，離對(duì)刀點(diǎn)遠(yuǎn)的部位后加工，以縮短刀具移動(dòng)距離，減少空行程時(shí)間。

（4）內(nèi)外交叉原則：對(duì)于既有外表面又有內(nèi)表面需要加工的零件，安排加工順序時(shí)，應(yīng)該進(jìn)行內(nèi)外表面粗加工，后進(jìn)行內(nèi)外表面精加工。切不可將零件的上一部分表面加工完畢，再進(jìn)行其他表面加工。上述原則在實(shí)踐中靈活運(yùn)用，以不斷提高解決實(shí)際工藝問題的能力。

3.刀具的選擇

按照切削刃形狀不同，數(shù)控車刀可以分為尖形車刀、圓弧車刀及成形車刀三類。

尖形車刀以直線形切削刃為特征的車刀。如90？?jī)?nèi)外圓車刀，左右端面車刀，切槽車刀等。圓弧形車刀特征是構(gòu)成主切削刃的刀刃形狀為一圓度誤差或輪廓度誤差很小的圓弧。圓弧車刀可以用于車削內(nèi)、外圓表面，特別適用于車削精度要求較高的凹曲面或大外圓弧面。成型車刀俗稱樣板車刀，其加工零件的輪廓形狀完全由車刀刀刃的形狀和尺寸決定，在數(shù)控加工中，應(yīng)盡量減少或者不要成型車刀。

4.確定切削用量

切削用量包括主軸轉(zhuǎn)速、背吃刀量及進(jìn)給速度等。切削用量的選擇原則是：保證零件加工的精度和表面粗糙度，充分發(fā)揮刀具的切削性能，保證合理的刀具耐用度；并發(fā)揮機(jī)床的性能，最大限度的提高生產(chǎn)率，降低成本。

（1）背吃刀量aP的確定

在車床主體-夾具-刀具-零件這一系列的剛性允許的條件下，盡可能的選取較大的背吃刀量，以減少走刀次數(shù)，提高生產(chǎn)效率。當(dāng)零件的加工精度要求較高時(shí)，應(yīng)考慮留出精車余量，一般為0.1-0.5mm。一般粗加工時(shí)，在中等功率的機(jī)床上，背吃刀量可取8-10mm，半精加工時(shí)，背吃刀量取0.5-2mm，精加工時(shí)，背吃刀量取0.2-0.4mm.

（2）主軸轉(zhuǎn)速n的確定

主軸轉(zhuǎn)速根據(jù)n=1000v/d∏確定。在確定主軸轉(zhuǎn)速時(shí)，首先需要確定其切削速度，而切削速度又與背吃刀量和進(jìn)給量有關(guān)。

（3）進(jìn)給速度f的確定

進(jìn)給速度與背吃刀量有著密切的關(guān)系，粗車時(shí)一般取為0.3-0.8mm/r，精車時(shí)常取0.1-0.3mm/r，切斷時(shí)宜取0.05-0.2mm/r。進(jìn)給速度的大小直接影響表面粗糙度的值和切削效率，因此在保證表面質(zhì)量的前提下，選擇較高的進(jìn)給速度。

（4）切削速度Vc的確定

根據(jù)已經(jīng)選用的aP、進(jìn)給量f及刀具耐用度確定切削速度，可以根據(jù)生產(chǎn)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)得出。

在粗車時(shí)選擇盡可能大的背吃刀量aP，其次是較大的進(jìn)給量f，較小的切削速度Vc。精車時(shí)選擇較小的背吃刀量aP和進(jìn)給量f，較大的切削速度Vc。

三、結(jié)語

在用數(shù)控機(jī)床加工零件時(shí)，應(yīng)在編程之前進(jìn)行詳細(xì)的工藝分析并制定合理的加工工藝，以得到最精確的加工零件。

參考文獻(xiàn)

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作者簡(jiǎn)介：溫紅（1981.1——），女，漢族，山東濰坊人，講師，碩士，主要從事機(jī)械類研究

姚傳峰（1980.9——），男，黎族，山東濰坊人，講師， 碩士，主要從事機(jī)械設(shè)計(jì)制造類研究