数控加工工艺

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数控加工工艺范文第1篇

[论文摘要]数控机床的加工工艺与普通机床的加工艺虽有诸多相同之处，但也有许多不同之处。为此，分析了数控车削的加工工艺。

一、数控车削加工工艺的内容

数控车削加工工艺是采用数控车床加工零件时所运用的方法和技术手段的总和。其主要内容包括以下几个方面：

（一）选择并确定零件的数控车削加工内容；（二）对零件图纸进行数控车削加工工艺分析；（三）工具、夹具的选择和调整设计；（四）工序、工步的设计；（五）加工轨迹的计算和优化；（六）数控车削加工程序的编写、校验与修改；（七）首件试加工与现场问题的处理；（八）编制数控加工工艺技术文件；总之，数控加工工艺内容较多，有些与普通机床加工相似。

二、数控车削加工工艺分析

工艺分析是数控车削加工的前期工艺准备工作。工艺制定得合理与否，对程序的编制、机床的加工效率和零件的加工精度都有重要影响。为了编制出一个合理的、实用的加工程序，要求编程者不仅要了解数控车床的工作原理、性能特点及结构。掌握编程语言及编程格式，还应熟练掌握工件加工工艺，确定合理的切削用量、正确地选用刀具和工件装夹方法。因此，应遵循一般的工艺原则并结合数控车床的特点，认真而详细地进行数控车削加工工艺分析。其主要内容有：根据图纸分析零件的加工要求及其合理性；确定工件在数控车床上的装夹方式；各表面的加工顺序、刀具的进给路线以及刀具、夹具和切削用量的选择等。

（一）零件图分析

零件图分析是制定数控车削工艺的首要任务。主要进行尺寸标注方法分析、轮廓几何要素分析以及精度和技术要求分析。此外还应分析零件结构和加工要求的合理性，选择工艺基准。

1．尺寸标注方法分析

零件图上的尺寸标注方法应适应数控车床的加工特点，以同一基准标注尺寸或直接给出坐标尺寸。这种标注方法既便于编程，又有利于设计基准、工艺基准、测量基准和编程原点的统一。如果零件图上各方向的尺寸没有统一的设计基准，可考虑在不影响零件精度的前提下选择统一的工艺基准。计算转化各尺寸，以简化编程计算。

2．轮廓几何要素分析

在手工编程时，要计算每个节点坐标。在自动编程时要对零件轮廓的所有几何元素进行定义。因此在零件图分析时，要分析几何元素的给定条件是否充分。

3．精度和技术要求分析

对被加工零件的精度和技术进行分析，是零件工艺性分析的重要内容，只有在分析零件尺寸精度和表面粗糙度的基础上，才能正确合理地选择加工方法、装夹方式、刀具及切削用量等。其主要内容包括：分析精度及各项技术要求是否齐全、是否合理；分析本工序的数控车削加工精度能否达到图纸要求，若达不到，允许采取其他加工方式弥补时，应给后续工序留有余量；对图纸上有位置精度要求的表面，应保证在一次装夹下完成；对表面粗糙度要求较高的表面，应采用恒线速度切削（注意：在车削端面时，应限制主轴最高转速)。

（二）夹具和刀具的选择

1．工件的装夹与定位

数控车削加工中尽可能做到一次装夹后能加工出全部或大部分代加工表面，尽量减少装夹次数，以提高加工效率、保证加工精度。对于轴类零件，通常以零件自身的外圆柱面作定位基准；对于套类零件，则以内孔为定位基准。数控车床夹具除了使用通用的三爪自动定心卡盘、四爪卡盘、液压、电动及气动夹具外，还有多种通用性较好的专用夹具。实际操作时应合理选择。

2．刀具选择

刀具的使用寿命除与刀具材料相关外，还与刀具的直径有很大的关系。刀具直径越大，能承受的切削用量也越大。所以在零件形状允许的情况下，采用尽可能大的刀具直径是延长刀具寿命，提高生产率的有效措施。数控车削常用的刀具一般分为3类。即尖形车刀、圆弧形车刀和成型车刀。

（1）尖形车刀。以直线形切削刃为特征的车刀一般称为尖形车刀。其刀尖由直线性的主、副切削刃构成，如外圆偏刀、端面车刀等。这类车刀加工零件时，零件的轮廓形状主要由一个独立的刀尖或一条直线形主切削刃位移后得到。

（2）圆弧形车刀。除可车削内外圆表面外，特别适宜于车削各种光滑连接的成型面。其特征为：构成主切削刃的刀刃形状为一圆度误差或线轮廓误差很小的圆弧，该圆弧刃的每一点都是圆弧形车刀的刀尖，因此刀位点不在圆弧上，而在该圆弧的圆心上。

（3）成型车刀。即所加工零件的轮廓形状完全由车刀刀刃的形状和尺寸决定。数控车削加工中，常用的成型车刀有小半径圆弧车刀、车槽刀和螺纹车刀等。为了减少换刀时间和方便对刀，便于实现机械加工的标准化。数控车削加工中，应尽量采用机夹可转位式车刀。

（三）切削用量选择

数控车削加工中的切削用量包括背吃刀量ap、主轴转速S（或切削速度υ）及进给速度F（或进给量f）。

切削用量的选择原则，合理选用切削用量对提高数控车床的加工质量至关重要。确定数控车床的切削用量时一定要根据机床说明书中规定的要求，以及刀具的耐用度去选择，也可结合实际经验采用类比法来确定。一般的选择原则是：粗车时，首先考虑在机床刚度允许的情况下选择尽可能大的背吃刀量ap；其次选择较大的进给量f；最后再根据刀具允许的寿命确定一个合适的切削速度υ。增大背吃刀量可减少走刀次数，提高加工效率，增大进给量有利于断屑。精车时，应着重考虑如何保证加工质量，并在此基础上尽量提高加工效率，因此宜选用较小的背吃刀量和进给量，尽可能地提高加工速度。主轴转速S(r/min)可根据切削速度υ(mm/min)由公式S=υ1000／πD(D为工件或刀／具直径mm)计算得出，也可以查表或根据实践经验确定。

（四）划分工序及拟定加工顺序

1．工序划分的原则

在数控车床上加工零件，常用的工序的划分原则有两种。

（1）保持精度原则。工序一般要求尽可能地集中，粗、精加工通常会在一次装夹中全部完成。为减少热变形和切削力变形对工件的形状、位置精度、尺寸精度和表面粗糙度的影响，则应将粗、精加工分开进行。

（2）提高生产效率原则。为减少换刀次数，节省换刀时间，提高生产效率，应将需要用同一把刀加工的加工部位都完成后，再换另一把刀来加工其他部位，同时应尽量减少空行程。

2．确定加工顺序

制定加工顺序一般遵循下列原则：

（1）先粗后精。按照粗车半精车精车的顺序进行，逐步提高加工精度。

（2）先近后远。离对刀点近的部位先加工，离对刀点远的部位后加工，以便缩短刀具移动距离，减少空行程时间。此外，先近后远车削还有利于保持坯件或半成品的刚性，改善其切削条件。

（3）内外交叉。对既有内表面又有外表面需加工的零件，应先进行内外表面的粗加工，后进行内外表面的精加工。

（4）基面先行。用作精基准的表面应优先加工出来，定位基准的表面越精确，装夹误差越小。

数控加工工艺范文第2篇

关键词：薄壁零件；数控；加工工艺

薄壁零件的高效精密的数控加工技术是当代高新技术产业的基础，是制造业在核心技术竞争力方面的代表，也是体现国家的制造技术水平先进与否的一个标志。薄壁零件在现代工业的各个领域都有应用，如汽车制造业、军事工业等。不可否认在薄壁零件加工中是存在一定问题，常常会出现不合格的零件，造成浪费。所以我们有必要通过对薄壁零件加工工艺问题的分析研究，优化薄壁零件制造加工措施，进而解决薄壁零件加工中所存在的问题，保证薄壁零件的精度和质量，提高所制造加工零件的合格率。

1 薄壁零件概述

薄壁零件顾名思义，其显著特点就是壁薄，同时它还存在着强度差与抗变形能力低的特点。加工过程中的表面硬化、颤振、热力、切削等因素都关系到薄壁零件的变形与否。数控加工的过程可分为三部分，即设计与编程、加工与监控和成品检验三阶段。对薄壁零件加工来说，突出问题就是零件变形不易控制。这也说明薄壁零件的加工对加工技术、装夹方式、切割刀具及切割工艺都有着极高的要求。

2 影响薄壁零件数控加工精度的因素分析

薄壁零件具有轻量化的动态性能，不过保障薄壁零件的加工精度却是工业生产的一个瓶颈，薄壁零件在数控加工过程中容易变形、损坏。想要提高薄壁零件加工的精度就需要对影响其精度的因素进行研究。对薄壁零件数控加工过程中易出现变形，影响零件精度的因素进行分析后，得出存在以下几种主要影响因素。

2.1 热因素导致薄壁零件变形。通常情况下，比较薄的零件加工过程中受到切削热的作用时，都会不同程度产生热变形现象，导致零件的加工精度下降以及质量不合格等。分析其原因得出：当薄壁零件数控加工完成装夹工序后，再陆续进行精车与半精车以及粗车加工程序，产生一定程度的切削热量是必然的，然而薄壁零件在受热作用的情况下发生变形也是必然的，结果就是零件的精度无法得以保证。

2.2 受力因素导致薄壁零件变形。薄壁零件的加工材料是一类较轻薄的材质，这类材料在某种外力的作用下，会出现一定程度的变形，这样就会使薄壁零件的形状、长度等精度受到不同程度的影响。比如在利用三爪卡盘夹紧零件的过程中，薄壁零件就会在外力的影响下变为三角形的，这样零件内孔的加工余量就会分布不均。当内孔真正的加工完成后，松开卡盘，零件受弹性影响恢复成原来的形状，这一过程就会出现误差。

2.3 振动因素导致薄壁零件变形。一般情况下，薄壁零件在受到切削力的作用时特别是径向切削力，会产生振动和变形现象，对零件的外形、长度、表面的粗糙度以及位置精度等都会产生影响。

2.4 刀具的角度因素导致薄壁零件变形。主偏角决定径向切削力和零件加工轴向的分配，对于刚性较差的薄壁零件来说，刀具的主偏角要接近90度。刀具的角度直接影响零件表面的粗糙度。

2.5 操作不当导致薄壁零件变形。不规范的操作工序以及不正确的切屑流向也是导致薄壁零件变形的主要因素。精车之前没有进行释放变形、精车时过大的切削量都会引起薄壁零件的变形。当切屑流向不正确时，导致加工过程中的切屑堵塞在切削工具与零件之间，进而引发薄壁零件的变形。

3 优化薄壁零件数控加工工艺的措施

3.1 对所加工零件的特性进行分析。在使用数控车床加工薄壁零件时，需要考虑装夹的定位和零件加工精度两个问题。

首先是装夹定位分析，在利用数控车床对零件加工时要考虑零件装夹的可靠度，还要考虑到薄壁零件加工精度问题。零件过于轻薄的就不能使用三爪卡盘。在精密的薄壁零件数控加工程序中要慎重地对零件的定位以及夹紧装置进行分析，对可能会引起零件变形的外力作用的大小及方向进行仔细分析，设置切合加工实际需求的专用夹具。如果工件的刚性不够，而零件的受力又很大，容易发生振动的时候，可以考虑临时增加零件壁厚的办法来提高薄壁零件的刚度，比如在空心处浇灌石膏、明矾或松香等材料，在零件加工完成后再对其进行去除。

其次分析薄壁零件的加工精度。目前常用的FANUC 0i数控系统的螺纹编程指令有G92螺纹车削循环，G76复合形螺纹削循环等。G76的车削过程是斜入式，就是说通过用单侧刀刃车削零件，以此来防止过分磨损刀刃，不过这样生产出来的螺纹会出现表面不平的现象，刀尖角度的不够标准，最终使得牙型精度降低。而用指令G92进行加工，虽然能使牙型的精度得以提高，但它采用的是直进式方式进行车削，会产生比较大的车削力，使得切屑的排放受到阻碍，还会加大刀刃的磨损。

3.2 选择合适的刀具。在薄壁零件的数控加工过程中，需要对刀具进行仔细的选取。比如，对车刀的选择，一般情况下，硬质合金90度的车刀适用于外圆的粗车与精车工艺，机夹刀则是螺纹的车刀之首选，这是由此刀具刀尖角度比较精确，并且损坏后也很容易更换的优点决定的；其次是对镗刀的选择，内孔的镗刀更多的选择机夹刀，因为这种刀刚性好不需要刃磨，可以减少换刀的时间还能够减免零件的振动变形，使得振纹的出现机率降低。

3.3 优化零件加工的切削参数。切削的深度对薄壁零件加工过程中所产生的切削力的大小有着直接的影响。减小切削的深度，虽然会增加数控机床加工过程中的走刀次数，但是可以减免由于切削力增大而导致零件变形的出现。除此之外，加工过程中切削的速度同样也会对切削力有影响，使用高速切削对薄壁零件进行加工，可以起到削弱切削力的作用，也可以降低加工时的温度，防止热力变形的出现。

3.4 选择科学合理的工艺工序。制定科学合理的加工工序路线是保证薄壁零件数控加工工艺质量的关键所在。制造企业要将分析重点放在薄壁零件变形规律上面，了解掌握薄壁零件变形的规律，重视防止零件加工过程中存在的变形问题，以零件的生产技术要求及加工过程中的受力分析情况为根据来选择合理的定位，紧密贴合定位元件与零件定位面之间的接触，防止薄壁零件生产过程中振动变形的发生。选择科学合理的工序路线就是合理的选择夹具与零件的夹紧方式和定位基准，并且保证在加工过程中的基准始终协调一致，对加工余量要进行合理地分配；对相同零件的不同部分进行精加工的工序，要根据具体情况选择最优化的加工顺序。

4 结束语

当前的经济发展要求制造企业提高对薄壁零件的高精加工的要求。结合自身的生产实际条件，对现在的薄壁零件数控加工工艺进行研究分析，综合当前的数控加工的方式，不断的完善对生产工艺的分析，改进设计，优化方案，不断的积累薄壁零件的生产加工经验，提高零件的加工质量和生产效率，带动薄壁零件数控加工工艺整体水平的发展，进一步提高零件加工的精确度，生产出对环境污染小、表面质量好、符合现代加工工艺要求的薄壁零件，最终使产品立于不败之地，使制造企业的竞争力得以提高。

参考文献

[1]周敏，魏加争.一种薄壁零件数控车工加工工艺[J].科技创新导报，2011（12）.

数控加工工艺范文第3篇

一、教材整合要突出工作过程

《数控加工工艺》课程的内容较多，枯燥无味，不易理解。要恰当地整合教学内容，以满足学生就业的实际工作岗位的需要。《数控加工工艺》包括四大模块，第一模块是工艺、刀具、夹具等基础知识；第二模块是不同复杂程度的数控车削工艺；第三模块是数控铣、加工中心加工工艺；第四模块是特种加工部分。《数控加工工艺》教学内容整合就是改变原来的知识体系，关注各部分的共同要素，重新安排学习内容的具有开发性的教学活动。学生学习《数控加工工艺》的过程，本质上是实践知识构建的过程。因此，在《数控加工工艺》教学中，要抓住主干知识，以工作过程的顺序整合教学内容。例如，圆弧槽的编程与加工，以前是按照“读图、分析、制定方案、文件编制、实施评估、修改完善”等环节进行教学。在学习结束后，才让学生实际加工。整合《数控加工工艺》教学内容后，直接给学生布置圆弧槽的编程与加工的任务，让学生在做中学。学生首先通过查阅书籍、上网查找资料，掌握G17、G18、G19、G02、G03指令的功能及应用，把程序编写出来。然后学生到实操场运用华中数控HNC-21M/22M机床程序进行核实，并且选择?6的立铣刀进行对刀，采用逆铣螺旋线切入工件进行加工。在这个“做”的过程中，学生不仅掌握了数控铣和加工中心加工工艺，并且掌握了实际加工的工艺、刀具夹具及数控车削工艺基础知识，培养了学生综合应用能力。

二、课堂教学要突出学生主体作用

有效教学必须充分依靠学生，要以学生为主体，充分调动学生的学习积极性。在《数控加工工艺》课程开展有效教学必须从学生自身寻找提高有效性的切入点。首先，发挥学生学习的主体作用，就要把任务交给学生，让学生自主地、自觉地学习。例如，在学习加工阶梯轴时，我布置的工作任务是加工一个阶梯轴，并且以Φ40mm毛坯外圆为安装基准，并取零件右端面中心为工件坐标系零点，让学生自主探究加工工艺。学生的表现非常积极，他们以小组为单位分解工作任务，确定工件的装夹方式，分析加工工艺路线，选择切削用量，研讨阶梯轴程序。课堂上同学们各抒己见，十分活跃。其次，对于比较复杂的知识，教师要创造条件，指导学生自主、合作学习。

三、创设情境要关注学生分析能力

教学情境是指教师在教学过程中创设的情感氛围，是通过语言表达、事物描述等手段，创设一种以学习为主体，分析和解决问题事件的真实性情境。在《数控加工工艺》教学中，教师既可以带领学生到实操场去真实感受操作加工工艺，也可以通过多媒体等手段创设虚拟的W习情境帮助学生体会、理解加工工艺知识。创设教学情景是十分重要的，必须具有典型性、真实性、复杂性，还要注意到随着学习的深入，创设的情境层次性。

教师要善于根据具体的教学，引导学生探究知识，培养学生分析问题、解决问题的能力。例如，对轴套零件图进行数控加工工艺分析，情景创设方法是多样的，教师可以根据学生掌握知识和技能的程度，以作业或报告的形式交给学生，也可以利用课堂中的多媒体将实例展现出来，或者由学生提出具问题作为实例来分析，思考。

四、实践教学要关注学生的专业技能

数控加工工艺范文第4篇

【关键词】数控车床;削加工;工艺

在当前，随着计算机技术传感技术的快速发展，数控加工技术已经成为机械加工现代化的重要基础和关键技术。数控车床加工工艺主要包含了精密机械、电子、电力拖动、自动控制以及故障诊断等多方面的技术，该项工程属于高精度、高效率的几点一体化产品，因此在加工过程中需要不断提高加工工艺，最终实现复杂零件的自动加工，并且结合CAD＼CAM技术等，使得机械加工的柔性自动化水平得到提升。

一、数控车削加工工艺

数控车削加工工艺在机械制造过程中采用的是数控车床加工零件中所运用的方法以及技术手段之和。其中主要包含着选择并确定零件的数控车削加工内容、图纸分析、工具以及夹具的选择和调整设计、具体制造工序;加工轨迹的计算和进一步优化;数控车削加工程序的编写、校证以及修改等;试加工与现场问题的处理状况;编制数控加工工艺的技术文件。针对以上加工工艺进行具体制造，提高数控车削加工的工作效率。

二、具体工艺分析

数控车削加工工艺在具体制造过程中，首先要做好工艺准备工作，然后编制合理的程序，进一步提高机床加工功率保证零件的精度。在编制过程中要结合数控车削加工的特点以及工作原理，掌握编程的语言及格式，最终确定合理的切削用量，在正确的操作下，逐步完成。具体的加工工艺内容是：明确图纸要求，对其进行分析并结合零件加工的要求具体实施;确定工件在数控车床上的装夹方式;选择合理的刀具以及切削用量具体实施加工如下：

1、数控车床车削加工的零件图加工工艺

零件图作为制定数控车削加工工艺的首要任务，要具体分析尺寸标注方法、轮廓几何要素以及精度等，具体表现在：（1）标注尺寸分析。由于标注尺寸分析与普通加工图纸的尺寸标注方法具有一定的差异性因此在具体标注尺寸过程中要按照统计基准来标注，促进编程的程序更加简单，并且保证设计基准、工艺基准以及编程基准相统一。在标注过程中一定要按照统一的工艺基准实施，简化编程程序，提高精度。（2）结构工艺性。为了确保结构更加合理，因此在编程中要对零件的鄂伦口进行几何点的定义，分析几何元素的给定条件，确保其数字处理有效。另外在分析过程中要审查零件的结构是否合理。在设计过程中要使得零件的机构能够满足数控车床的要求，提高加工效率。（3）确保技术和精度科学合理。数控车床车削加工工艺过程中，对零件的加工要确保其精度和技术合理，为加工方法、装夹方式以及刀具等选择提供重要保障。在具体实施过程中要严格按照图纸要求进行，确保工序有效进行。针对图纸位置上精度要求比较高的表面，应该采用一次装夹完成，另外针对图纸位置上精度比较粗糙的表面，要采用恒线速度切割，限制主轴的最高转速，提高加工的精度以及效率。

2、加工工艺中选择夹具和刀具

数控车床车削加工过程中应该尽可能地减少装夹次数，在对其进行定位时，对于轴类零件，一般情况下是以外圆柱面作为定位的基准位置，针对套类零件，要以内控作为定位的基准，具体的装夹要根据零件外形以及具体需要具体进行。在数控车床车削加工过程中针对刀具的选择是提高加工效率以及提高精度的重要保障，因此在加工过程中对于刀具的选择要求其具有：强度高、耐磨性好以及刚性好等特点，并且要选择新型优质材料，确保加工过程中的质量。

3、确定加工工序及其原则

通常数控车床车削加工中分为粗加工、半精加工以及精加工三个阶段，因此为了提高加工质量确保其精度，在具体加工工序中要遵循先粗后细的原则，逐步提高加工的精度;先近后远，根据刀点的距离具体进行;内外交叉的原则，先加工表面粗的地方，在进行精细加工;基面先行地原则，用作精基准的表面先进行加工，主要的目的是提高定位基准地精度，减小装夹的误差。在具体工序划分中，要按照工序集中的原则进行，确保零件加工集中尽可能地减少工序内完成，在进行一次装夹完成之后，表面大部分加工基本完成，确保加工的位置及其精度。

4、数控车床车削加工中的切削量选择

切削量的选择对于零件加工精度以及表明的粗糙程度有着之间的关系，在数控车削加工中切削用量直接影响着车床与刀具之间的配合程度。一般情况下，切削用量既要保证加工安全还需要提高零件的质量及其生产效率。因此在加工过程中需要遵循的原则是，遇到表面比较粗的车床，在刚度允许的范围内，尽可能地选择吃刀量以及进给量比较大的工具，来进一步提高加工的效率。在遇到车床表面比较精细时，应该选择背吃刀量和进给量比较小的工具，来确保加工质量及其精度。另外还需要确保合理的切削速度，为数控车床切削加工质量提供重要保障。

三、总结

综上所述，为了确保数控车床车削加工工艺水平，提高数控车床加工的效率、精度以及自动化程度，因此，要结合科学技术水平，选择合理地程序，以及具体刀具等，另外在加工过程中还需要掌握熟练的编程技巧，结合数控车床车削加工的特点，确保零件加工的精度和效率。另外在加工工艺中，按照施工图纸中的要求，根据车床表面的粗燥程度具体实施，确保零件的结构设计合理，车床车削加工效果明显，生产效率不断提高。该项加工工艺水平的研究，有助于推动我国数控车床加工制造业的不断发展。

参考文献：

[1]张建国，陈星媚，王新月.基于数控车床的QJ0000型四点接触球轴承内圈锻造及车削加工工艺的改进[J].中国制造业信息化，2015（33）.

[2]刘汉平，蒋建强，李斌，李兴清.对数控车床上的成型刀具的车削加工工艺分析[J].科技创新导报，2013（20）.

[3]李伟民，刁立新，于春晓，.面向虚拟车削的切削力分析与切削参数优化技术研究[J].科技与企业，2015（17）.

[4]侯国安，金敏伟，曹金党，魏志刚.流体静压支承对超精密金刚石车床动态特性影响的研究[J].科学资讯.科技管理，2014（38）.

数控加工工艺范文第5篇

    【关键词】 数控车床 车削加工工艺 工艺分析 车削

    一、问题的提出

    数控车削加工主要包括工艺分析、程序编制、装刀、装工件、对刀、粗加工、半精加工、精加工。而数控车削的工艺分析是数控车削加工顺利完成的保障。

    数控车削加工工艺是采用数控车床加工零件时所运用的方法和技术手段的总和。其主要内容包括以下几个方面:

    (一)选择并确定零件的数控车削加工内容;(二)对零件图纸进行数控车削加工工艺分析;(三)工具、夹具的选择和调整设计;(四)切削用量选择;(五)工序、工步的设计;(六)加工轨迹的计算和优化;(七)编制数控加工工艺技术文件。

    笔者观察了很多数控车的技术工人,阅读了不少关于数控车削加工工艺的文章,发现大部分的使用者采用选择并确定零件的数控车削加工内容、零件图分析、夹具和刀具的选择、切削用量选择 、划分工序及拟定加工顺序、加工轨迹的计算和优化、编制数控加工工艺技术文件的顺序来进行工艺分析。

    但是笔者分析了上述的顺序之后,发现有点不妥。因为整个零件的工序、工步的设计是工艺分析这一环节中最重要的一部分内容。工序、工步的设计直接关系到能否加工出符合零件形位公差要求的零件。工序、工步的设计不合理将直接导致零件的形位公差达不到要求。换言之就是工序、工步的设计不合理直接导致产生次品。

    二、分析问题

    目前,数控车床的使用者的操作水平非常高,并且能够独立解决很多操作上的难题,但是他们的理论水平不是很高,这是造成工艺分析顺序不合理的主要原因。

    造成工艺分析顺序不合理的另一个原因是企业的工量具设备不足。

    三、解决问题

    其实分析了工艺分析顺序不合理的现象和原因之后,解决问题就非常容易了。需要做的工作只要将对零件的分析顺序稍做调整就可以。

    笔者认为合理的工艺分析步骤应该是:

    (一)选择并确定零件的数控车削加工内容;(二)对零件图纸进行数控车削加工工艺分析;(三)工序、工步的设计;(四)工具、夹具的选择和调整设计;(五)切削用量选择;

    (六)加工轨迹的计算和优化;(七)编制数控加工工艺技术文件。

    本文主要对二、三、四、五三个步骤进行详细的阐述。

    (一)零件图分析

    零件图分析是制定数控车削工艺的首要任务。主要进行尺寸标注方法分析、轮廓几何要素分析以及精度和技术要求分析。此外还应分析零件结构和加工要求的合理性,选择工艺基准。

    1.选择基准

    零件图上的尺寸标注方法应适应数控车床的加工特点,以同一基准标注尺寸或直接给出坐标尺寸。这种标注方法既便于编程,又有利于设计基准、工艺基准、测量基准和编程原点的统一。

    2.节点坐标计算

    在手工编程时,要计算每个节点坐标。在自动编程时要对零件轮廓的所有几何元素进行定义。

    3.精度和技术要求分析

    对被加工零件的精度和技术进行分析,是零件工艺性分析的重要内容,只有在分析零件尺寸精度和表面粗糙度的基础上,才能正确合理地选择加工方法、装夹方式、刀具及切削用量等。

    (二)工序、工步的设计

    1.工序划分的原则

    在数控车床上加工零件,常用的工序的划分原则有两种。

    (1)保持精度原则。工序一般要求尽可能地集中,粗、精加工通常会在一次装夹中全部完成。 为减少热变形和切削力变形对工件的形状、位置精度、尺寸精度和表面粗糙度的影响,则应将粗、精加工分开进行。

    (2)提高生产效率原则。为减少换刀次数,节省换刀时间,提高生产效率,应将需要用同一把刀加工的加工部位都完成后,再换另一把刀来加工其他部位,同时应尽量减少空行程。

    2.确定加工顺序

    制定加工顺序一般遵循下列原则 :

    (1)先粗后精。按照粗车半精车精车的顺序进行,逐步提高加工精度。

    (2)先近后远。离对刀点近的部位先加工,离对刀点远的部位后加工,以便缩短刀具移动距离,减少空行程时间。此外,先近后远车削还有利于保持坯件或半成品的刚性,改善其切削条件。

    (3)内外交叉。对既有内表面又有外表面需加工的零件,应先进行内外表面的粗加工,后进行内外表面的精加工。

    (4)基面先行。用作精基准的表面应优先加工出来,定位基准的表面越精确,装夹误差越小。

    (三)夹具和刀具的选择

    1.工件的装夹与定位

    数控车削加工中尽可能做到一次装夹后能加工出全部或大部分代加工表面,尽量减少装夹次数,以提高加工效率、保证加工精度。对于轴类零件,通常以零件自身的外圆柱面作定位基准;对于套类零件,则以内孔为定位基准。数控车床夹具除了使用通用的三爪自动定心卡盘、四爪卡盘、液压、电动及气动夹具外,还有多种通用性较好的专用夹具。实际操作时应合理选择 。

    2.刀具选择

    刀具的使用寿命除与刀具材料相关外,还与刀具的直径有很大的关系。刀具直径越大,能承受的切削用量也越大。所以在零件形状允许的情况下,采用尽可能大的刀具直径是延长刀具寿命,提高生产率的有效措施。数控车削常用的刀具一般分为3类。即尖形车刀、圆弧形车刀和成型车刀。

    (四)切削用量选择

    数控车削加工中的切削用量包括背吃刀量ap、主轴转速S(或切削速度υ)及进给速度F(或进给量f )。

    切削用量的选择原则,合理选用切削用量对提高数控车床的加工质量至关重要。确定数控车床的切削用量时一定要根据机床说明书中规定的要求,以及刀具的耐用度去选择,(下转第90 页)

    (上接第81 页)也可结合实际经验采用类比法来确定。一般的选择原则是:粗车时,首先考虑在机床刚度允许的情况下选择尽可能大的背吃刀量ap;其次选择较大的进给量f;最后再根据刀具允许的寿命确定一个合适的切削速度υ。增大背吃刀量可减少走刀次数,提高加工效率,增大进给量有利于断屑。精车时,应着重考虑如何保证加工质量,并在此基础上尽量提高加工效率,因此宜选用较小的背吃刀量和进给量,尽可能地提高加工速度。主轴转速S(r/min )可根据切削速度υ(mm/min)由公式 S=υ1000/πD(D为工件或刀/具直径 mm)计算得出,也可以查表或根据实践经验确定。

    三、结 语

    数控机床作为一种高效率的设备,欲充分发挥其高性能、高精度和高自动化的特点,除了必须掌握机床的性能、特点及操作方法外,还应在编程前进行详细的工艺分析和确定合理的加工工艺,以得到最优的加工方案。

    参考文献