数控加工中车削工艺分析

来源:用户上传      作者: 陈鸿

　　 【摘 要】数控机床的加工工艺与普通机床的加工艺虽有诸多相同之处，但也有许多不同之处。为此，分析了数控车削的加工工艺。数控机床产生20世纪40年代，随着科学技术和社会生产的发展，机械产品的形状和结构不断改进，对零件的加工质量要求越来越高，零件的形状越来越复杂，传统的机械加工方法已无法达到零件加工的要求，迫切需要新的加工方法。数控车床又称为CNC（computer numerical control）车床，即用计算机数字控制的车床，是国内使用量最大、覆盖面最广的一种数控机床。CNC车床能加工各种形状不同的轴类、盘类即其它回转体零件。
　　 【关键词】数控车床;车削加工;工艺分析
　　 0.前言
　　数控机床作为一种使用广泛、典型的机电一体化产品，综合应用了微电子技术、计算机技术、自动控制、精密测量和机床结构等方面的最新成就，是一种高效的自动化机床。随着科学技术的不断发展，迄今，国际上又出现了以一台或多台加工中心、车削中心为主体，再配以工件自动装卸和监控检查装置的柔韧性制造系统FMS、计算机集成制造系统CIMS和无人化工厂FA。
　　由于数控机床极高效率、高精度和高柔韧性于一身，很好的代表了机床的主要发展方向。时代和社会生产力的不断发展，要求数控系统与数控机床向更高的水平与层次迈进（高精度化、运动高速化、高柔韧性化、智能化）。
　　 1.零件图纸分析
　　1.1零件的特征
　　拿到图纸首先了解零件的材料；然后从图纸中看出该零件轮廓是由哪些部分构成的，最后分析这些部分包括哪些加工。
　　1.2数值计算
　　生活中，我们对几何信息的认知有多种方法，常用的有数形结合法（解析法）。但有时面对复杂的图形，解析法会带来繁重的数学计算。CAD作为一套专业的绘图软件，它强大的信息处理功能为图形中繁杂点的计算带来了可能。我们在操作界面中绘制图形后就可以打开状态栏中的捕捉、对象捕捉按钮，在绘图区捕捉相关的点。同时，在状态栏中就可以看到这些点的坐标。
　　 2.工件定位与装夹的分析
　　2.1加工精度要求
　　明确加工图纸上数值所示的加工精度要求。
　　2.2定位基准的选择
　　定位基准选择原则有以下4种：
　　（1）基准重合原则（2）基准统一原则（3）便于装夹原则（4）便于对刀原则。
　　根据定位基准选择原则，避免不重合误差，便于编程，以工序的设计基准作为定位基准。
　　2.3装夹方式
　　夹具的作用是保证工件在机床上的正确位置和牢固的安装，即定位和夹紧，从而使数控加工顺序进行，保证工件的位置精度，同时也保证工件坐标系能够建立在正确的位置上。
　　车削加工的工件一般是回转体，对于回转体零件，一般选择三爪自定心卡盘。
　　2.4工艺过程制定
　　由于每个零件结构形状不同，各表面的技术要求也有所不同，故加工时，其定位方式则各有差异。一般加工外形时，以内形定位；加工内形时又以外形定位。因而可根据定位方式的不同来划分工序。
　　 3.切削用量分析
　　3.1切削用量
　　切削用量包括切削速度,背吃刀量和进给量.对于不同的加工方法需要选择不同的切削用量。粗加工时一般以加工效率为主通常选择较大的背吃刀量和进给量,采用较小的切削速度 。精加工时通常选择较小的背吃刀量和进给量采用较高的切削速度。
　　3.2主轴转速的确定
　　主轴的转速是由切削刃上选定点相对于工件的主运动的线速度。
　　主运动速度:n=1000Vc/πd 单位为r/min
　　 4.数控车床对刀分析
　　4.1刀位点
　　在进行数控加工的编程时，往往将整个刀具浓缩视为一个点，那就是刀位点，它是在刀具上用于表现刀具位置的参照点。对刀操作就是要测定出程序起点处刀具刀位点相对机床原点以及工件原点的坐标位置。在对刀时，常用的仪器有：对刀测头、千分表或对刀瞄准仪等。对刀点可以设置在零件、夹具上或机床上面（尽可能设置在零件的设计基准或工艺基准上）。
　　4.2 待加工毛坯的对刀
　　试切端面：将两端面已经加工好的待加工毛坯装夹到主轴上，在工件的伸出端安装Z 轴向设定器。快移刀具接近到Z 轴向设定器，改用增量方式控制刀具工进，至到指示灯亮时停止动作，保持 Z轴 向不动，取出轴向设定器。然后在机床操作面板上调出刀具补偿菜单栏中刀偏表，在相关的试切长度填空栏中键入有关数值（当前刀具刀位点相对于程序原点的距离）。
　　试切外圆：快速将刀具刀位点移动刀毛坯端面角附近，然后用增量方式调节X、Z 轴向进给至刀位点刚好切到毛坯外表面，再用MDI方式运行进行外圆车削。同时保持X轴轴向坐标不变，退出刀具。用游标卡尺测量出试切外圆直径。然后在刀偏表中键入试切直径。
　　4.3刀偏值的测定
　　刀偏值就是各刀具相对于基准刀具的几何补偿。用点动或步进方式操作移动刀具，使基准刀具刀位点对准工件的基准点，然后进行X轴 Z轴坐标清零，退刀。换置刀具，再用点动或步进方式使该刀具刀位点对准工件上的同以一基准点，此时屏幕上显示的坐标既是该刀号刀具的几何偏置△Xj,△Zj。同理，可依次测定出其它刀具相对于基准刀具的几何偏置。在相应的刀偏表中依次键入选用刀具刀位点的几何补偿。
　　 5.总结
　　近年来，在国外的数控系统与伺服系统制造技术突飞猛进的大背景下，通过大量的技术引进，我国现代制造工业在飞速发展（数控技术得到广泛的应用）。同时，我们还要看清现阶段中国数控业与世界先进水平的差距。我国只有拥有完全自主知识产权上的数控核心技术，才能实现真正意义上的“世界工厂”和“制造大国”乃至“工业强国”。这使国人不得不开始重新思索中国数控在未来的发展之路。
　　【参考文献】
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　　［６］刘靖华.数控加工技术.高等教育出版社.2003.
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