车床的生产研制与工艺水平

　　工艺设计是数控加工的前期工艺准备工作，而且在预先所编制的程序中体现，并由机床自动实现。这样一来，工艺设计是否合理、先进、准确、周密，不但影响编程的工作量，还将极大地影响加工质量、加工效率和设备的安全运行。学生进行工艺设计时，由于缺乏生产经验往往感到工艺设计无从着手。下面就以数控车削为例，浅谈加工工艺的设计。

　　一、分析被加工零件，选择毛坯车削加工的特点就是工件旋转做主运动，车刀做进给运动。数控车削适合加工形状比较复杂的轴类零件和由复杂曲线回转形成的模具内型腔，并且零件上较精确的表面，常常要通过粗加工、半精加工和精加工的方法逐步达到。

　　进行工艺设计首先要分析零件图样，它包括工件轮廓的几何形状、尺寸、形位公差要求、表面粗糙度要求、毛坯、材料与热处理要求以及件数要求的分析。这些都是制定合理工艺方案必须考虑的，也直接影响到零件加工程序的编制和加工的结果。

　　选择毛坯时，要考虑轴类零件的毛坯类型与轴结构有关，一般光轴或直径相差不大的阶梯轴可用热轧或冷拔的圆棒料；直径相差较大或比较重要的轴，大多采用锻件；少数复杂的大型轴，也有采用铸钢的。

　　二、设计工艺过程工艺过程的设计主要包括工艺过程的划分、选择定位基准、选择零件表面的加工方法和安排加工顺序等。

　　常见的几种数控加工工序划分的方法有：

　　a）按安装次数划分工序，也就是每一次装夹作为一道工序，此方法加工内容不多的零件。专用数控机床和加工中心常用此方法。

　　b）按加工部位划分工序，即按零件结构特点划分成几个加工部分，每一部分作为一道工序。

　　c）按所用刀具划分工序，刀具集中分序法就是按所用刀具划分工序，即用同一把刀具或同一类刀具加工完成零件上所有需要加工的部位，以达到节省时间、提高效率的目的。

　　d）按粗精加工划分工序，此方法比较适合于易变形或精度要求较高的零件。合理划分工序后，就要安排每道工序的加工顺序了，总的原则是：a）上道工序的加工不能影响下道工序的定位和夹紧。

　　b）先进行内腔的加工后进行外型的加工。

　　c）同一定位装夹方式或同一把刀具的工序，最好相邻连接完成，这样可以避免因重复定位而造成的误差和减少换刀等辅助时间。

　　定位基准的选择包括定位方式的选择和被加工件定位面的选择。轴类零件的定位方式通常是一端外圆固定，即用三爪卡盘、四爪卡盘等固定工件的外圆表面，但此方式对于工件的悬伸长度有一定的限制，工件悬伸过长会在切削过程中产生变形，对于切削长度过长的工件可以采用一夹一顶或两顶尖定位。在装夹方式允许的条件下，定位面尽量选择几何精度较高的表面。

　　三、工序设计工序设计主要包括选择机床和工艺装备、确定走刀路线、加工余量、计算工序尺寸及其公差、确定切削用量及计算工时定额等。

　　工序设计中难点在于确定走刀路线和合理选择切削用量。车削加工中一般要经过循环切除余量、粗加工和精加工三道工序，应根据毛坯类型和工件形状确定循环切除余量的方式，以达到减少循环走刀次数、提高加工效率的目的。

　　确定车削走刀路线时应把握以下几点：a）对于轴类零件安排走刀路线的原则是轴向走刀径向进刀，循环切除余量的循环终点在粗加工起点附近，这样可以减少走刀次数，避免不必要的空走刀。b）对于盘类零件安排走刀路线的原则是径向走刀轴向进刀。c）铸锻件毛坯形状与加工后零件形状相似，循环去除余量的走刀方式是刀具轨迹按工件轮廓线运动，逐渐逼近图纸尺寸，实质上是采用“零点漂移”的方式。

　　合理选择切削用量的原则是：粗加工时，一般以提高生产率为主，通常根据实际情况可以选择较大的背吃刀量和进给量，采用较低的切削速度；半精加工和精加工时，应在保证加工质量的前提下，兼顾切削效率、经济性和加工成本，通常选择较小的背吃刀量和进给量。在数控车床上，精加工余量小于普通车床，一般取0.2￣0.5mm，精加工进给量一般取0.1￣0.2mm／r。

　　四、结束语数控车削加工工艺的设计涉及到材料、机床、刀具、夹具等整个工艺系统，还涉及零件结构、形位公差、表面质量、热处理、测量以及经济核算等诸多方面。合理的加工工艺对提高数控机床的加工效率和加工质量至关重要。

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