关于数控车加工的相关分析与研究

一、前言

数控车床作为一种自动化车床，不仅能够用于直线圆柱，圆弧和斜线圆柱等一般部件的生产，还可以完成直线和圆弧插补等高效率和高精度的工作，而且在加工的过程中还能做到自动变速。同时，数控车床在一些典型的零件加工中还具有非常大的优势，例如高精密度的螺纹的加工。因此与普通车床相比，其工艺范围更加广泛，不仅可运用在一般的工业生产中，还可用于航天和航空等高精尖行业。数控车加工的过程是自动的，由加工程序控制，加工程序必须正确且合理，不然，丝毫的差错都可能导致零件的不合格。而数控加工程序的编写必须建立在对加工工艺流程灵活掌握的基础上。

二、数控车加工工艺流程

1.加工方案的制定

数控车加工方案的制定一般遵循以下几个原则：

（1）先粗加工后精加工。先进行粗加工可在较少的时间内去掉毛坯的加工余量，但应注意后期精加工余量的均匀性，这样不仅能满足精加工的质量，还可提高生产效率。粗加工之后是半精加工和精加工，在这个过程中可去除粗加工过程遗留的表面缺陷，使零件的质量和尺寸更加精准。值得注意的是，在精加工中最后一刀的工序需要连续完成，这样就可避免零件表面划伤或者滞留刀痕。

（2）先近处加工后远处加工。这样做一方面可缩短刀具移动的距离，另一方面可减少空走刀次数，提高效率。

（3）先内表面加工后外表面加工。这样做可弥补刀具刚性较差和工件刚性不足的缺陷，可减小在加工过程中因振动而造成的表面和形状精密度的误差。

（4）加工程序段最少。遵循这个原则的好处在于可减少编程和检查的时间、减少走刀次数和缩短走刀路线等，不仅可提高工作效率，还可增加经济效益。

2.切削用量

粗加工和精加工时切削用量遵循的原则是不同的。

一是进行粗加工时，切削用量一方面选取尽可能大的背吃刀量，另一方面要考虑到车床动力等限制条件选取尽可能大的进给量，同时确定最佳的切削速度。粗加工遵循这样的原则即可提高生产效率，又可增加经济效益。

二是进行精加工或半精加工时，切削用量根据粗加工后的余量来设计背刀吃量，进给量的选择要依据粗加工表面的粗糙度确定，而切削速度则尽可能选择较高的。精加工的原则首先要考虑的就是加工质量，同时考虑经济效益和切削效率等。

切削用量通常包括背吃刀量、进给量和切削速度和切削宽度等四个方面的内容。正确选择这三者之间的参数关系，可大大的提高工作效率，缩短加工时间，保证产品质量。切削用量对刀具磨损、切削功率和加工质量等都会产生影响，例如，切削速度提高20%，刀具的寿命就要减少50%。一是背刀吃量。一般情况下，背刀吃量根据刀具的刚度、工件和机床确定。在中等功率车床上，背刀尺量为8～10mm，精加工时为0.2～0.4mm，半精加工时为0.25～2mm。粗加工时，全部余量要尽可能在一次进给时切除，但是系统刚性不足或者余量较大或者不均匀时，可分几次进给，背刀吃量在第一和二次时要尽量大些。背刀吃量的公式可表示为：（工件待加工的表面直径-工件已经加工的表面直径）／2。二是进给量。进给量的定义是工件转动一周车刀沿着进给方向移动的距离。进给量作为数控车切削量中重要的参数之一，需依据零件的表面粗糙度、刀具和加工精度等以参照机械手册获得。粗加工工件表面质量要求不是很高，可依据车床进给机构和刀杆的强度和刚性等条件，按照已经确定的背吃刀量对不同的加工材料，工件尺寸等来选择不同的进给量；精加工或者半精加工按照不同的加工材料，表面粗糙度要求和切削速度来确定进给量。三是切削速度。切削速度一般按照进给量、背刀吃量和刀具耐磨度来确定。其经验公式表示为：Vc=лdn／1000，其中d为零件待加工部位的直径，n为主轴转速，Vc为切削速度。四是切削宽度。一般情况下，切削宽度（L）和刀具的直径(d)成正比，和切削的深度成反比的关系。在经济型数控加工中，其经验公式可表示为L=（0.6-0.9）d。

3.刀具和夹具的选择

粗加工时刀具要求强度高、耐用度好；精加工时要求精度高、耐用度好。夹具的选择要开敞其定位、能夹紧机构原件和不影响走刀路线。

4.走刀路线的选择

走刀路线的选择一般满足以下三个条件：一是满足零件加工精度和表面粗糙度；二是减少走刀时间使加工路线最短；三是编程时数值简单，减小编程工作量。

三、结束语

掌握数控车的工艺流程不仅能提高工件的质量，同时对生产率和经济效益的提高也具有重要的意义。

参考文献：

[1]肖本贤.数控车床全螺纹功能的加工方法[J].机械与电子,1993(4).

[2]张喆.数控车床在螺纹加工中的应用[J].中国西部科技,2009(5).

[3]沈浩,谢黎明,韩莹.数控车削中切削用量的多目标优化[J].兰州理工大学学报,2005(5).

[4]田先亮.数控加工中刀具选择和切削用量的确定[J].科技资讯,2007(24).

（作者单位：烟台工程职业技术学院）