浅议数控车削典型零件工艺路线的制定

摘要：本文对零件图样进行了分析、确定数控车削加工内容，阐明了机械类数控车削加工工艺主要内容及加工工艺，拟定数控车削加工方案。探讨了工程实践中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等内容。

关键词：加工工艺 零件图样 走刀路线

1 概述

本文根据数控机床的特点，针对具体的零件，进行了工艺方案的分析，工装方案的确定，刀具和切削用量的选择，确定加工顺序和加工路线，数控加工程序编制。通过整个工艺的过程的制定，充分体现了数控设备在保证加工精度，加工效率，简化工序等方面的优势。

数控车床的加工的适应性分析，包括：填写数控加工工艺技术文件；编制数控加工程序；确定切削用量、选用刀具、确定装夹方案、选择定位基准等，数控加工工序的设计；处理与非数控加工工序的衔接、安排加工顺序，划分工序等，确定加工方案，制定数控加工工艺路线；分析零件图，明确加工内容和技术要求；确定进行数控加工的零件内容（即加工对象）。

2 数控车削加工工艺

根据车削加工的一般工艺原则并结合数控车床的特点，制订零件的数控车削加工工艺显得非常重要。其主要内容有：分析被加工零件图样，确定在数控车床上加工内容，在此基础上确定在数控车床上的工件装夹方式、加工顺序、刀具的进给路线以及刀具、夹具、切削用量的选择等。

3 分析零件图样

3.1 确定数控车削加工内容

3.2 数控车削加工方案的拟定

数控车削加工方案的拟定是制定数控车削加工工艺的重要内容之一，其主要内容包括：选择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等。

数控车削加工工序划分常有以下几种方法：

①按粗、精加工划分工序。

②按所用刀具划分工序。

③按加工部位划分工序。

④按安装次数划分工序。

3.3 设计内容

数控车削加工工序划分后，对每个加工工序都要进行设计。设计主要包括选择定位基准、确定装夹方案、选用刀具、确定切削用量等内容。

3.3.1 确定装夹方案

数控车削加工在零件加工定位基准的选择上相对比较简单。定位基准的选择包括定位方式的选择和被加工零件定位面的选择。

3.3.2 选用刀具

选择刀具主要考虑如下几方面的因素：有合理的刀具强度和寿命；有利于提高加工效率和加工表面质量；在切削加工过程中，刀具不能与工件轮廓发生干涉；一次连续加工的表面尽可能多。

3.3.3 确定切削用量

在编制加工程序的过程中，选择合理的切削用量，背吃刀量、主轴转速和进给速度三者间能互相适应，以形成最佳切削参数，这是工艺处理的重要内容之一。

①选择切削用量的一般原则：粗车切削用量选择；精车、半精车切削用量选择。

②背吃刀量（ap）的确定。

在车床主体、夹具、刀具和零件这一系统刚性允许的条件下，尽可能选取较大的背吃刀量，以减少走刀次数，提高生产效率。当零件的精度要求较高时，则应考虑留出精车余量，常取0.1～0.5mm。

③进给速度的确定。

进给速度是指在单位时间里，刀具沿进给方向移动的距离（mm/min）。进给速度的大小直接影响表面粗糙度的值和车削效率，因此进给速度的确定应在保证表面质量的前提下，选择较高的进给速度。

④主轴转速的确定。

a内外径车削时主轴转速

内外径车削时主轴转速的确定应根据零件上被加工部位的直径，并按零件和刀具的材料及加工性质等条件所允许的切削速度来确定。

b车螺纹时主轴转速

车削螺纹时，车床的主轴转速将受到螺纹的螺距（或导程）大小、驱动电机的升降频特性及螺纹插补运算速度等多种因素影响，故对于不同的数控系统，推荐有不同的主轴转速选择范围。

3.3.4 工件的定位和定位基准的选择

①工件定位的方法：直接找正法、划线找正法、夹具定位法。

②定位基准的选择：根据工件加工的工艺过程，主要有粗、精基准的选择。

3.4 分析零件图样

3.4.1 零件图样（如图1）

3.4.2 精度分析

本零件精度要求较高的尺寸有：外圆■、Φ20■

长度■等。对于尺寸精度要求，主要通过在加工过程中的准确对刀、正确设置刀补及磨耗，以及正确制定合适的加工工艺等措施来保证。

3.4.3 表面粗糙度

本例中，加工后的外圆■ 、■表面粗糙度要求为Ra1.6μm，切槽与其他表面的粗糙度为Ra3.2μm。

对于表面粗糙度要求，主要通过选用合适的刀具及其几何参数，正确的粗、精加工路线，合理的切削用量及冷却液等措施来保证。

3.4.4 确定加工参数

主轴转速（n）：高速钢刀具材料切削中碳钢件时，切削速度v取45～60m/min根据公式n=1000v/πD及加工经验，并根据实际情况，本课题粗加工主轴转速选取600r/min，精加工的主轴转速选取800r/min。

进给速度（F）：粗加工时，为提高生产效率，在保证工件质量的前提下，可选择较高的进给速度，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。本课题粗加工进速选取0.3mm/r，精加工进速选取0.1mm/r，切断及切槽时取0.1mm/r。

背吃刀量（aP）：在车床主体、夹具、刀具和零件这一系统刚性允许的条件下，尽可能选取较大的背吃刀量，以减少走刀次数，提高生产效率。当零件的精度要求较高时，则应考虑留出精车余量，常取0.1～0.5mm。本课题粗加工背吃刀量取2mm，精加工背吃刀量取0.2mm。

3.4.5 制定加工工艺

经过上述分析，本课题的加工工艺见表1：

4 结束语

随着数控技术的不断发展和应用领域的扩大，数控加工技术对国计民生的一些重要行业（IT、汽车、轻工、医疗等）的发展起着越来越重要的作用，因为效率、质量是先进制造技术的主体。

高速、高精加工技术可极大地提高效率，提高产品的质量和档次，缩短生产周期和提高市场竞争能力。而对于数控加工，无论是手工编程还是自动编程，在编程前都要对所加工的零件进行工艺分析，拟定加工方案，选择合适的刀具，确定切削用量，对一些工艺问题（如对刀点、加工路线等）也需做一些处理。并在加工过程掌握控制精度的方法，才能加工出合格的产品。

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