数控车加工中的工艺处理

摘要 工艺处理是数控车加工过程中较为复杂又非常重要的环节。除了要掌握普通车床加工的工艺规程、切削知识外，还应掌握数控车床加工中工艺方案的制定等很多方面的内容。

关键词 数控加工；工艺处理；加工方案；切削用量；补偿

中图分类号TG519 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2011）42-0181-02

0 引言

随着科学技术和社会生产的迅猛发展，数控加工在工业生产中得到了广泛的应用。数控车床受控于程序指令，加工的过程都是按程序指令自动运行的，涉及的内容也较广，要根据数控车床的特性、运动方式等多方面才能合理制定出零件加工工艺。

1 制定加工方案

数控车床所加工的零件一般与普通车床所加工的零件基本相同，但数控车床也有其加工的特点。应根据图样形状、大小、材料、刀具、批量等不同因素进行具体分析。制定数控加工方案一般遵守先粗加工后精加工，先近处后远处加工，先内表面后外表面加工，同时尽量使加工程序段最少的原则。

1.1 先粗加工后精加工

在车削加工中，应先安排粗加工工序。目的是在较短的时间内，将毛坯的加工余量去掉，以提高生产效率，同时应尽量满足精加工的余量均匀性要求，以保证零件的精加工质量。在对零件进行了粗加工后，应接着安排换刀后的半精加工和精加工，目的是去除粗加工留下的表面缺陷、保证零件表面质量及尺寸精度。数控车床的精车加工工序，最后一刀的精车加工应一次走刀连续完成加工，尽可能不要对同一轮廓或连续轮廓安排多次进刀或退刀，以免产生变形或造成零件表面划伤或滞留刀痕及尺寸精度不一样等缺陷。

1.2 先近处后远处加工

和普通车削加工一样，数控车加工过程中，为缩短刀具移动距离、减少空走刀次数和提高效率，通常先加工离刀具起点近的部位后加工离刀具起点远的部位。

1.3 先内表面后外表面加工

由于受刀具刚性较差及工件刚性不足等因素的影响，一般应先加工内表面后加工外表面。这样可避免因振动加大而产生的内表面尺寸和形状精度等缺陷。

1.4 在数控车加工中应尽量使加工程序段最少

用最少的程序段加工既可缩短编程和检查的时间，同时可以缩短走刀路线、减少走刀次数、减少机床磨损并大大提高经济效益。

2 确定切削用量

数控车加工中的切削用量包括背吃刀量、切削速度和进给量（或进给速度）。正确选择它们之间的参数关系，可以缩短加工时间，提高加工效率以保证产品加工质量。

2.1背吃刀量ap的确定

在机床主轴和刀具系统刚性足够的情况下，尽可能选较大的背吃刀量（尤其是粗加工），以减少走刀次数，提高加工效率。当零件要求精加工时，应适当留出精车余量，精车余量一般比粗车余量小，通常取0.1mm~0.5mm。背吃刀量ap一般用公式（工件待加工表面直径-工件已加工表面直径）/2计算。

2. 2 切削速度的确定vc

切削速度的确定方法，一般根据被加工零件车削部分的直径d及零件和刀具的材料性质所允许的切削转速来共同确定。实际生产中切削速度用公式vc = πdn/1000计算。n-主轴转速（r/min）；v-切削速度（m/min）；d-零件待加工部位的直径（mm）。

2.3 进给量f的确定

进给量f是指工件每转一周，车刀沿进给方向移动的距离（mm/r），它与切削深度有着较密切的关系。实际加工时的取值可以参照机械手册去查表获得。切削速度 vf是指切削时，车刀切削刃上某一点相对待加工表面在主运动方向上的瞬时速度，又称为线速度。

3 制定补偿方案

在编制数控车加工程序时，要考虑到车床丝杠的机械间隙和刀具偏差、刀尖圆弧等因素对数控加工质量的影响，才能制定出合理的补偿方案。

3.1 机械间隙补偿

机械间隙主要是指数控车床的滚珠丝杠在传动进程中改变原进给方向的时候，存在一个稳定的机械滞后量。尽管计算机显示机床在正常运行，但实际进给的运动距离少了一个和机械间隙相同的距离。其稳定的间隙补偿方法，一般有自动补偿法和编程补偿法。

3.1.1 自动补偿法

数控车床需要进行自动补偿的间隙量，一般可于加工前在机床内设置，一经设置了间隙补偿值，则机床在每次换向后，均自动执行，直至取消。数控机床执行自动补偿的过程是在任一坐标轴改变原进给方向的瞬间，先补偿其稳定的机械滞后量，然后再执行换向后的运动。自动补偿需注意的是:机床在使用了一段时间后，应重新测定其间隙值。

3.1.2 编程补偿法

编程补偿法主要是针对不同的加工零件，通过对加工程序的处理，以不同的方法消除或减少数控车床机械间隙量对零件加工精度的影响，主要采用编程实加法和编程走刀线路法两种。

3.2 刀位偏差补偿

在对刀过程中或对刀后，通过光学测定法或试车测定法均可测定出刀位偏差，故一般采用自动补偿法，使加工中各号刀的刀位点都能重合于对刀基准点上。数控系统实施刀具自动补偿功能，是在换刀过程结束后，按在辅助程序段中所给定的补偿方向和大小，对已处于工作位置的该号刀自动进行补偿，使其刀位点准确到达对刀点位置。在利用刀具半径自动补偿功能时，只要将其刀具半径按数控系统的规定和程序段格式要求，设定在辅助程序段中即可自动补偿。对不具备刀具半径自动补偿功能的数控车床系统，在选择圆弧形车刀并制定相应的加工方案时，则只能通过刀具半径编程补偿法满足补偿要求。

4 结论

做好工艺处理工作，对于数控机床加工中程序的编制和零件的加工是非常重要的，掌握了加工工艺的处理方法，不仅能更大的发挥机床的效率，而且能更好的提高零件的加工质量。

参考文献

[1]车工工艺与技能训练[M].中国劳动社会保障出版社.