论文部分内容阅读
摘 要：数控加工工艺路线设计往往不是指从毛坯到成品的整个工艺过程，而是仅仅对于几道数控加工工序工艺过程的具体描述，因此进行零件的数控加工时，需要对零件图样进行详细的加工工艺分析，选择最适合最需要的加工内容和工序，充分发挥数控加工优势。
关键词：数控车床 车削 工艺分析
一、数控车削加工的主要对象
数控车削是数控加工中用的最多的加工方法之一，与常规的车削加工相比较，数控车削加工的主要对象有以下几类：（1）几何形状复杂、尺寸繁多、精度要求高的回转体零件。（2）表面粗糙度要求高的回转体零件。（3）轮廓形状特别复杂或者是难以控制尺寸的回转体零件。（4）带特殊螺纹的回转体零件。
二、数控车削加工工艺分析
数控车床加工工艺的主要内容包括各加工表面的加工方法，安排工序的先后顺序、确定刀具的走刀路线、切削用量等等。
（一）分析零件图是制定加工工艺的首要任务
对被加工零件的精度及技术要求进行分析，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，才能正确合理的选择加工方法、装夹方式、刀具及切削用量等。
精度及技術要求分析的主要内容，一是分析精度及各项技术要求是否齐全、是否合理；二是分析本工序的数控车削加工精度能否达到图样要求，若达不到，须采用其它措施补救时，则应该给后续工序留有一定的余量；三是找图样上位置精度要求的表面，这些表面应该在一次装夹下完成；四是对表面粗糙度要求高的表面，应确定用恒线速度切削。
（二）数控车削加工方案的确定
1.确定装夹方案
数控加工时选择夹具尽量选择通用夹具如：三爪卡盘、顶尖、四爪卡盘等，避免采用专用夹具。在成批生产时，才考虑采用专用夹具，并力求结构简单。尽量减少装夹次数，尽可能在一次装夹后，加工出全部待加面。
2.确定加工顺序
安排零件车削加工顺序时一般遵循以下原则：
（1）基面先行原则：用作基准表面应优先加工出来，因为定位基准表面越精确，装夹误差就越小。例如轴类零件加工时，总是先加工中心孔，再以中心孔为基准加工外圆表面和端面。
（2）先粗后精原则：按照粗车-半精车-精车的顺序进行。
（3）先近后远原则：一般情况下，离对刀点远的部位后加工，以缩短刀具移动距离，减少空行程时间。
（4）内外交叉原则：对于既有外表面又有内表面需要加工的零件，安排加工顺序时，应该进行内外表面粗加工，后进行内外表面精加工。切不可将零件的上一部分表面加工完毕，再进行其他表面加工。上述原则在实践中灵活运用，以不断提高解决实际工艺问题的能力。
3.刀具的选择
按照切削刃形状不同，数控车刀可以分为尖形车刀、圆弧车刀及成形车刀三类。
尖形车刀以直线形切削刃为特征的车刀。如90？内外圆车刀，左右端面车刀，切槽车刀等。圆弧形车刀特征是构成主切削刃的刀刃形状为一圆度误差或轮廓度误差很小的圆弧。圆弧车刀可以用于车削内、外圆表面，特别适用于车削精度要求较高的凹曲面或大外圆弧面。成型车刀俗称样板车刀，其加工零件的轮廓形状完全由车刀刀刃的形状和尺寸决定，在数控加工中，应尽量减少或者不要成型车刀。
4.确定切削用量
切削用量包括主轴转速、背吃刀量及进给速度等。切削用量的选择原则是：保证零件加工的精度和表面粗糙度，充分发挥刀具的切削性能，保证合理的刀具耐用度；并发挥机床的性能，最大限度的提高生产率，降低成本。
（1）背吃刀量aP的确定
在车床主体-夹具-刀具-零件这一系列的刚性允许的条件下，尽可能的选取较大的背吃刀量，以减少走刀次数，提高生产效率。当零件的加工精度要求较高时，应考虑留出精车余量，一般为0.1-0.5mm。一般粗加工时，在中等功率的机床上，背吃刀量可取8-10mm，半精加工时，背吃刀量取0.5-2mm，精加工时，背吃刀量取0.2-0.4mm.
（2）主轴转速n的确定
主轴转速根据n=1000v/d∏确定。在确定主轴转速时，首先需要确定其切削速度，而切削速度又与背吃刀量和进给量有关。
（3）进给速度f的确定
进给速度与背吃刀量有着密切的关系，粗车时一般取为0.3-0.8mm/r，精车时常取0.1-0.3mm/r，切断时宜取0.05-0.2mm/r。进给速度的大小直接影响表面粗糙度的值和切削效率，因此在保证表面质量的前提下，选择较高的进给速度。
（4）切削速度Vc的确定
根据已经选用的aP、进给量f及刀具耐用度确定切削速度，可以根据生产实践经验得出。
在粗车时选择尽可能大的背吃刀量aP，其次是较大的进给量f，较小的切削速度Vc。精车时选择较小的背吃刀量aP和进给量f，较大的切削速度Vc。
三、结语
在用数控机床加工零件时，应在编程之前进行详细的工艺分析并制定合理的加工工艺，以得到最精确的加工零件。
参考文献
[1]王睿鹏.数控机床编程与操作[M].北京：机械工业出版社. 2009：25.
[2]吴祖育.数控机床[M].上海：上海科学技术出版社.2008：10.
[3]刘蔡保.数控车床编程与操作[M].北京：化学工业出版社.2009：30.
作者简介：温红（1981.1——），女，汉族，山东潍坊人，讲师，硕士，主要从事机械类研究
姚传峰（1980.9——），男，黎族，山东潍坊人，讲师， 硕士，主要从事机械设计制造类研究
关键词：数控车床 车削 工艺分析
一、数控车削加工的主要对象
数控车削是数控加工中用的最多的加工方法之一，与常规的车削加工相比较，数控车削加工的主要对象有以下几类：（1）几何形状复杂、尺寸繁多、精度要求高的回转体零件。（2）表面粗糙度要求高的回转体零件。（3）轮廓形状特别复杂或者是难以控制尺寸的回转体零件。（4）带特殊螺纹的回转体零件。
二、数控车削加工工艺分析
数控车床加工工艺的主要内容包括各加工表面的加工方法，安排工序的先后顺序、确定刀具的走刀路线、切削用量等等。
（一）分析零件图是制定加工工艺的首要任务
对被加工零件的精度及技术要求进行分析，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，才能正确合理的选择加工方法、装夹方式、刀具及切削用量等。
精度及技術要求分析的主要内容，一是分析精度及各项技术要求是否齐全、是否合理；二是分析本工序的数控车削加工精度能否达到图样要求，若达不到，须采用其它措施补救时，则应该给后续工序留有一定的余量；三是找图样上位置精度要求的表面，这些表面应该在一次装夹下完成；四是对表面粗糙度要求高的表面，应确定用恒线速度切削。
（二）数控车削加工方案的确定
1.确定装夹方案
数控加工时选择夹具尽量选择通用夹具如：三爪卡盘、顶尖、四爪卡盘等，避免采用专用夹具。在成批生产时，才考虑采用专用夹具，并力求结构简单。尽量减少装夹次数，尽可能在一次装夹后，加工出全部待加面。
2.确定加工顺序
安排零件车削加工顺序时一般遵循以下原则：
（1）基面先行原则：用作基准表面应优先加工出来，因为定位基准表面越精确，装夹误差就越小。例如轴类零件加工时，总是先加工中心孔，再以中心孔为基准加工外圆表面和端面。
（2）先粗后精原则：按照粗车-半精车-精车的顺序进行。
（3）先近后远原则：一般情况下，离对刀点远的部位后加工，以缩短刀具移动距离，减少空行程时间。
（4）内外交叉原则：对于既有外表面又有内表面需要加工的零件，安排加工顺序时，应该进行内外表面粗加工，后进行内外表面精加工。切不可将零件的上一部分表面加工完毕，再进行其他表面加工。上述原则在实践中灵活运用，以不断提高解决实际工艺问题的能力。
3.刀具的选择
按照切削刃形状不同，数控车刀可以分为尖形车刀、圆弧车刀及成形车刀三类。
尖形车刀以直线形切削刃为特征的车刀。如90？内外圆车刀，左右端面车刀，切槽车刀等。圆弧形车刀特征是构成主切削刃的刀刃形状为一圆度误差或轮廓度误差很小的圆弧。圆弧车刀可以用于车削内、外圆表面，特别适用于车削精度要求较高的凹曲面或大外圆弧面。成型车刀俗称样板车刀，其加工零件的轮廓形状完全由车刀刀刃的形状和尺寸决定，在数控加工中，应尽量减少或者不要成型车刀。
4.确定切削用量
切削用量包括主轴转速、背吃刀量及进给速度等。切削用量的选择原则是：保证零件加工的精度和表面粗糙度，充分发挥刀具的切削性能，保证合理的刀具耐用度；并发挥机床的性能，最大限度的提高生产率，降低成本。
（1）背吃刀量aP的确定
在车床主体-夹具-刀具-零件这一系列的刚性允许的条件下，尽可能的选取较大的背吃刀量，以减少走刀次数，提高生产效率。当零件的加工精度要求较高时，应考虑留出精车余量，一般为0.1-0.5mm。一般粗加工时，在中等功率的机床上，背吃刀量可取8-10mm，半精加工时，背吃刀量取0.5-2mm，精加工时，背吃刀量取0.2-0.4mm.
（2）主轴转速n的确定
主轴转速根据n=1000v/d∏确定。在确定主轴转速时，首先需要确定其切削速度，而切削速度又与背吃刀量和进给量有关。
（3）进给速度f的确定
进给速度与背吃刀量有着密切的关系，粗车时一般取为0.3-0.8mm/r，精车时常取0.1-0.3mm/r，切断时宜取0.05-0.2mm/r。进给速度的大小直接影响表面粗糙度的值和切削效率，因此在保证表面质量的前提下，选择较高的进给速度。
（4）切削速度Vc的确定
根据已经选用的aP、进给量f及刀具耐用度确定切削速度，可以根据生产实践经验得出。
在粗车时选择尽可能大的背吃刀量aP，其次是较大的进给量f，较小的切削速度Vc。精车时选择较小的背吃刀量aP和进给量f，较大的切削速度Vc。
三、结语
在用数控机床加工零件时，应在编程之前进行详细的工艺分析并制定合理的加工工艺，以得到最精确的加工零件。
参考文献
[1]王睿鹏.数控机床编程与操作[M].北京：机械工业出版社. 2009：25.
[2]吴祖育.数控机床[M].上海：上海科学技术出版社.2008：10.
[3]刘蔡保.数控车床编程与操作[M].北京：化学工业出版社.2009：30.
作者简介：温红（1981.1——），女，汉族，山东潍坊人，讲师，硕士，主要从事机械类研究
姚传峰（1980.9——），男，黎族，山东潍坊人，讲师， 硕士，主要从事机械设计制造类研究