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数控加工工艺分析和处理

姓 名：
专 业：机械加工和自动化
班 级：

序言：
数控加工作为一个优异加工方法, 被广泛地用于航空工业、舰船工业和电子工业等高精度、复杂零件加工生产。在数控加工中，影响数控加工质量原因很多，即工艺系统中各组成部分，包含机床、刀具、夹具制造误差、安装误差和刀具使用中磨损等全部直接影响工件加工精度。也就是说，在加工过程中整个工艺系统会产生多种误差，从而改变刀具和工件在切削运动过程中相互位置关系而影响零件加工精度及质量。

摘要
从加工工艺角度叙述了提升数控加工精度，表面加工质量处理方法，只在提升数控加工质量，利于更高效使用数控机床，提升数控车床质量，第一要合理考虑工艺原因；第二要掌握数控车床三大操作技巧，即一刀多尖、刀具圆弧半径赔偿和刀具磨损参数有效利用。
浅谈提升数控车床加工质量方法
一：机床合理选择
数控加工在中国制造业中已经有了较长使用时间，即使有严格数控机床操作规范、良好机床维护保养，不过其本身精度损失是不可避免。为了控制产品加工质量，我们定时对数控设备进行检测维修，明确每台设备加工精度，明确每台设备加工任务。对于大批量成批生产零件加工工厂，应严格区分粗、精加工设备使用，因为粗加工时追求是高速度、高去除率、低加工精度，精加工则相反，要求高加工精度。而粗加工时对设备精度损害是最严重，所以我们将使用年限较长、精度最差设备定为专用粗加工设备，新设备和精度好设备定为精加工设备，做到对现有设备资源合理搭配、明确分工，将机床对加工质量影响降到了最低，同时又保护了昂贵数控设备，延长了设备寿命。
二：图纸分析
1确定正确加工工艺方案
（1） 合理实际切入切出路线。在数控机床上加工零件时，为降低接到痕迹，确保轮廓表面质量，对刀具切入和切除程序要仔细设计。刀具切入切点要沿零件周围外延，以确保工件轮廓光滑，如刀具沿零件轮廓直接垂直切入零件，将在零件外形上留下显著痕迹，刀具要沿零件轮廓法线切入和切除。在轮廓加工过程中应避免进给停顿，不然因为切削力改变也会产生刀痕，刀具切入过程通常需要采取较小进给速度，为提升切削效率。切入时从一个切削层换到另一个切削层，比切除后在忽然切入好，这么能够确保恒定切削参数，包含切削速度，进给量和切削速度一致性，要尽可能提升毛培成型精度，使表面加工余量均匀。
（2） 比如

制订加工次序通常遵照下列标准 ：
　　 （1）先粗后精。根据粗车半精车精车次序进行，逐步提升加工精度。
　　 （2）先近后远。离对刀点近部位先加工，离对刀点远部位后加工，方便缩短刀具移动距离，降低空行程时间。另外，先近后远车削还有利于保持坯件或半成品刚性，改善其切削条件。
　　 （3）内外交叉。对现有内表面又有外表面需加工零件，应优异行内外表面粗加工，后进行内外表面精加工。
　　 （4）基面先行。用作精基准表面应优先加工出来，定位基准表面越正确，装夹误差越小。
2.选择正确切削加工方法
（1） 车削圆钢类零件时尽可能使用同一把刀车削不一样外圆，以降低接到痕迹。通常，应避免车削非连续表面是；要注意选择适宜大小主偏角和副偏角，以避免刀具干涉而产生刀痕。这类零件圆弧表面加工时应选择较小偏角，并将刀尖倒成圆角，圆角半径应小于表面半径。
三：编程
1． 数控车床编程总标准是先粗后精、优异后远、先内后外、程序段最少、走刀路线最短，编程时常取零件要求尺寸中值作为编程尺寸依据。假如碰到比机床所要求最小编程单位还要小数值时，应尽可能向其最大实体尺寸靠拢并圆整。
2． 图
O1234
G40G97G99M3S800M25
T0101
GOX80.Z80.
Z5.
X0Z3.
G1Z0F0.03
G03X10.Z-10.R10.F0.02
GO1X48.
Z-70.
X60.
Z-91.
X62.
GOX80.Z50.
T0202
GOX50Z-50.
G01X43.F0.01
GO4U0.2
G01X49.
GOX80.Z50.
T0303
GOX49.0Z0
G92X47.1W-47.F2.0
X46.5
X45.9
X45.5
X45.4
GOX80.Z50.
M26
M05
M30

3． 尺寸为，则编程时写40.013.
4． 编程时尽可能符合各点重合标准。也就是说，编程原点要和设计基准、对刀点位置尽可能重合起来，降低因为基准不重合所带来加工误差。在很多情况下，若图样上尺寸基准和编程所需要尺寸基准不一致，故应首先将图样上各个基准尺寸换算为编程坐标系中尺寸。当需要掌握控制一些关键尺寸许可变动量时，还要经过尺寸链解算才能得到，然后才可进行下一步编程工作。
四：车刀
1. 刀具选材和角度
刀具材料在切削中首先受到高温，高压和猛烈摩擦作用，要求其硬度高，耐磨性和耐热型好；其次又要求受到压力，冲击力和震动，要求强度和韧性足够，不过，强度和韧性材料其硬度和耐磨性肯定较差，反之亦然。
处理方法：
车刀几何角度有主偏角、刀尖角、副偏角、刃倾角、前角、后角和副后角。主偏角影响刀尖强度和切削层断面形状。车削细长轴、薄壁套筒零件时，为了预防径向切削分力造成工件弯曲变形，主偏角应取大些（如90。）；端面、台阶面车刀主偏角取93。左右为宜；对于通常工件粗车时主偏角为75。时，刀具强度和散热性能最好，宜选择。刀尖角在螺纹车刀中是一个关键角度，作为成形刀具其刀尖角大小直接决定牙型，对于一般螺纹车刀，刃倾角为10。时，其刀尖角为59。16‘圆弧半径r由公式r＝0.144p计算（式中P为螺距）。副偏角对表面粗糙度影响最大，主、副偏角愈小，刀尖圆角半径愈大车刀加工出表面粗糙度愈细化。
切削用量
切削用量包含a进给量f和切削速度u，其选择标准是：粗车时应该选一个尽可能大切削深度a，然后选择一个较大进给量f，最终在依据刀具许可耐用度选一个合理切削速度v，而对于精车，因为精车工序直接决定工件尺寸精度，形状精度和表面粗糙度，选择用量时要避免积屑降低残留面积，降低径向切削力Fy，避免震动，所以切削深度和进给量要较少而切削速度要高。
比如

五．切削液合理选择
切削液关键作用是：冷却和润滑。车削中常见切削液是乳化液，浓度为5—25％；数控车床能够选择10号或20号机油为切削液；当有足够流量切削液能完全冷却硬质合金刀具时，在车削钢等塑性材料时，以加冷却液为好；车铸铁、黄铜等脆性材料时，通常不加切削液，因为崩碎切屑和切削液混在一起轻易阻塞机床拖板运动；用高速钢刀具切削钢等塑性金属时，要加切削液。
六．工件装夹和切削。
（1）工件装夹方法合理选择
除通常轴类零件用三爪自定心卡盘直接装夹外，对于部分特殊零件，必需合理选择装夹方法，不然对零件加工质量将带来负面影响，不能发挥数控车床高精度加工优越性。比如：细长轴零件在车削时，因为工件散热条件差，温升高，轴向因热变形造成较大伸长量，假如用“一夹一顶”方法装夹，尾座顶尖就不能用固定顶尖，不然细长轴易产生弯曲变形，科学合理装夹方法是改用弹性活动顶尖顶轴右端，而且卡爪部位用钢丝过渡夹紧，另外，在中间能够安装中心架或跟刀架，在跟刀架支承爪调整中其压紧力要适度，假如有间隙则达不到提升工件刚性目标，假如压紧力过大，则细长轴加工后，表面必会展现“竹节”状口］，影响圆柱度。车薄壁工件时为了预防径同夹紧力引发工件变形，能够采取轴向夹紧、开口环过渡夹紧或用软爪夹紧方法，另外能够在一端预先留较厚工艺凸缘用来装夹，待套筒加工完成后再切除工艺凸缘。车削曲轴时能够在中间搭一个中心架来提升工件刚度，以防因切削力而引发变形。
（3） 切削技巧
一刀多尖利用
“一刀多尖”利用技巧所谓“一刀多尖”，是指一把车刀在一道工序中利用它多个刀尖来加工不一样工件表面，当多把车刀使用并编程。如1号位车刀刀号为T01，其中一个刀尖车外圆，另一个刀尖车端面，车外圆刀尖对刀数值输入到偏置号“T0005”中，则外圆车刀编程时用“T0105”指令；车端面刀尖对刀数值输入到偏置号“T0006”中，则端面车刀编程时指令为“T0106”，可见一把车刀可同时充当两把车刀使用，能够间接扩充数控车床刀库容量，且刀具角度比很好选择。
刀尖圆径功效利用
数控车床数控系统现在正在推广“刀尖圆弧半径赔偿”功效，刀具在切削过程中会出现磨损，其刀尖点为空间一个虚点，数控编程时是以这个虚点轨迹来编程，而实际切削圆弧表面时，刀具实际切削点为刀尖圆弧上各实际分布点，肯定会造成一边多切，另一边少切现象，而利用刀尖圆弧赔偿功效（即G41,G42,G40）进行运算，一直确保目前刀尖点是刀具圆弧和理论圆弧轮廓切点，此功效在数控车床上利用简单有效，其操作关键点是测量刀尖圆弧半径值，确定刀尖方位号，一次性在刀补表里对应输入，编程时在精车程序段起点之前和终点以后程序段中用G41和G42建立刀具圆弧赔偿功效，并要求在所在程序段中必需使用G01指令，不然H1无效。
刀具磨损合理利用
不管是成批大量生产还是单件小批量生产，数控车床加工工件时必需有一个加工试件（单件生产为正式件）过程。怎样快速而正确地确保加工尺寸精度，现在在数控车床系统中增设了刀具磨损赔偿功效（有些传统系统在刀具偏置中用增减参数方法实现），能够很有效地实现工件尺寸快速调比如在同一零件上要加工.。。尺寸，首先编程、试切、对刀，假如一次连续自动加工，势必因工艺系统误差或测量误差造成工件报废，而有效步骤是：首先设定某一磨损量如0.600，然后正常加工，待加工完成后，取消磨损值，设定为O，逐段精密测量，则每段理论直径对应增加0.600，和实际测量尺寸比较，假如偏大，则将对应程序段指令x值减小对应增量值，反之亦 然再精车时，轴径直径对中率极高。轴向磨损量利用亦然。
结束语
本文从加工工艺角度探究了提升数控加工质量一系列方法，而且在实际加工中到到了验证，为数控加工工艺人员提供了部分处理问题参考方案，有利于更高效利用数控机床。