谈谈如何保证数控车削的加工质量

摘 要： 数控车床的使用目的在于加工出合格的零件，而只有保证零件的加工质量才能保证零件的合格率。零件的加工质量包括加工精度和表面质量。本文结合相应实例阐述，从工艺因素、编制加工程序、操作技能和机床精度等方面着手，进行全过程控制，以保证数控车削的加工质量。

关键词： 加工质量 工艺因素 程序编制 机床精度

随着科技的进步，数控车床的应用越来越广泛。为合理发挥数控车床的加工特点，加工出合格的零件，保证数控车床加工零件的质量是十分重要的。零件的加工质量包括加工精度和表面质量。加工精度的评定指标有尺寸精度（如30h6）、形状精度（如直线度）和位置精度（如垂直度）；表面质量就加工而言主要考虑表面粗糙度值。

我根据几年的工作经验结合具体实例主要从以下两方面保证数控车削的加工质量。

一、合理的工艺因素

1.数控加工工艺性分析与处理

合理进行数控车削的工艺处理，是保证零件的加工质量和生产效率的关键。因此应根据零件图纸对零件进行工艺分析，明确加工内容和技术要求，确定加工方式和加工路线，选择合适刀具及切削用量等参数。以下面的零件图为例进行分析：

图 零件图的加工工艺分析

具体工艺路线：采用三爪卡盘直接夹持工件毛坯，车左端面粗、精车左端面外轮廓至圆弧左侧掉头，垫铜皮装夹φ30mm外圆，卡爪端面与工件台阶相贴合，车右端面，保证总长φ90mm钻孔φ10mm，有效深度φ23mm扩孔φ20mm，总深φ20mm粗、精车外轮廓粗、精车内轮廓。

2.工件装夹方法的合理选择

数控车床上装夹工件的方法与一般车床基本一样。如合理选择定位基准和夹紧方式，注意减少装夹次数，尽量采用组合夹具等。除一般轴类零件用三爪自定心卡盘直接装夹外，对于一些特殊零件，必须合理选择装夹方法，否则将会对零件的加工质量产生负面影响，不能发挥数控车床高精度加工的优越性。上图中零件是一般轴类零件，故采用三爪卡盘进行装夹工件。

3.刀具的合理选择

一般来说，提高切削速度，减小进给量，可以提高表面加工质量，但进给量过小会提高冷硬程度和表面残余应力。适当增大前角、后角，减少主偏角、副偏角，增大刀尖圆弧半径，都可以提高工件的表面加工质量。但前角和后角过大，会使刀具耐用度降低，刀具磨损加快，降低表面质量；主偏角，副偏角太小，刀尖圆弧太大，易引起振动，使工件表面加工质量降低。正值刃倾角使切削流向工件待加工表面，并采取卷屑，断屑措施，可防止切屑拉毛已加工表面，提高表面加工质量。

4.切削用量的合理选用

上图零件的加工工艺处理如下：

（1）粗车左端外轮廓至圆弧左侧：采用三爪卡盘直接夹持工件毛坯，选用90°硬质合金粗车刀一把，车左端面，粗车左端外轮廓至圆弧左侧，主轴转速S=500r/min，进给量f=0.3mm/r，背吃刀量ap=2mm，以提高粗车时的切削速度，提高生产率。

（2）精车左端外轮廓至圆弧左侧：选用90°硬质合金精车刀一把，主轴转速S=1000r/min，进给量f=0.2mm/r，背吃刀量ap=0.5mm，以提高精车时的加工质量。

（3）车右端轮廓：掉头，垫铜皮装夹φ30mm外圆，卡爪端面与工件台阶相贴合。

a.车右端面：选用35°硬质合金右偏刀一把，车右端面，保证总长φ90mm，主轴转速S=600r/min，进给量f=0.1mm/r。

b.钻孔：选用φ10mm的钻头钻孔，有效深度φ23mm，主轴转速S=500r/min，进给量手动控制，背吃刀量ap=10，以保证尺寸要求。

c.扩孔：选用φ20mm的钻头钻孔，总深φ20mm，主轴转速S=400r/min，进给量手动控制，以保证尺寸要求。

d.粗车外轮廓：选用35°硬质合金粗车刀一把，主轴转速S=500r/min，进给量f=0.2mm/r，背吃刀量ap=1mm，以提高粗车时的切削速度，提高生产率。

e.精车外轮廓：选用35°硬质合金精车刀一把，主轴转速S=800r/min，进给量f=0.1mm/r，背吃刀量ap=0.25mm，以提高精车时的加工质量。

f.粗车内轮廓：选用盲孔粗镗刀一把，主轴转速S=500r/min，进给量f=0.2mm/r，背吃刀量ap=0.5mm，以提高粗车时的切削速度，提高生产率。

g.精车内轮廓：选用盲孔精镗刀一把，主轴转速S=700r/min，进给量f=0.1mm/r，背吃刀量ap=0.25mm，以提高精车时的加工质量。

二、加工程序编制

加工程序的正确与否直接关系加工零件质量的好坏，程序的编制要采用合理的方法进行编制。

在实际生产中要充分发挥数控车床高性能、高精度和高自动化的特点，加工出高质量的零件，必须考虑合理的工艺因素，正确地进行数控车床的加工程序编制，掌握数控车床的操作技能和提高机床精度，并进行全过程控制。

参考文献：

[1]毕毓杰.机床数控技术[M].北京：机械工业出版社，2002.

[2]赵长明，刘万菊.数控加工工艺及设备[M].北京：高等教育出版社，2003.

[3]郑修本.机械制造工艺学[M].A京：机械工业出版社，2003.

[4]张超英，谢富春.数控编程技术[M].北京：化学工业出版社，2004.