摘要：数控机床是一种技术密集且自动化的机电加工设备，它综合了计算机、自动控制、检测等多方面的高新技术，其中数控车床是目前运用的较为广泛的一项技术。传统的加工工艺经过了多年的变革，其中基准选择以及定位误差成为了目前加工中必须注意的问题。本文将会对传统的加工工艺和数控车床的加工工艺做出比较，然后根据目前数控车床加工中出现的问题做深入的探讨，介绍相关的数控车床的设计方法。结论表明，有效的运用数控车床可以提高加工的质量以及生产的效率。
关键词：数控车床；加工工艺；分析；设计
1.引言
数控加工中数控车床的使用较为广泛。目前加工工程中的定位基准和设计基准之间的不一致性依然没有得到有效的解决，而测量和设计基准已可以做到统一，避免尺寸的不精准所造成的误差。在数控加工的程序编制中，利用可控的精度坐标法来确定每一段的形状以及尺寸，可以确保产品的尺寸和形位的公差，即便出现基准不一致的现象，对于工件的加工精度来说影响较小。一般情况下，定位产生误差主要是由于基准的不重合或者基准误差所造成的。在过去传统的加工中采用批量生产的方式，造成零件的基准误差的问题较为明显，但是现在数控加工中夹具的使用已经明显减少，零件在加工之前一般直接会在表面对到，因此也很少会发生重新装夹或者换位的现象[1]。在数控加工过程中，夹具带来的负面影响已经得到有效的控制，因此定位误差相对于过去传统的加工工艺已经不再是收到困扰的主要问题，这也是数控加工中的一大优势。
2.数控车床加工工艺分析
采用数控车床所涉及的因素较多，可以从可能性和便捷性两个角度作为切入点进行分析。一方面，所设计的零件图纸中标明的尺寸需要满足数控编程的需求。在图纸上可以用同一基准的尺寸或者给出相应的坐标尺寸。当进行手工编程时，计算好图纸中每一个零件节点的坐标。而在自动编程时，需要对零件的轮廓中的几何因素做出相应的定义。另外，对于零件的加工部位的工艺要求需要符合数控加工中的特点。零件在满足上述使用要求的基础上，采用统一的几何类型和相关的尺寸，减少使用的刀具规格，以及换刀的次数，可以帮助简化编程。数控加工过程中需要尽可能的采用统一的基准定位，否则容易出现多次定位误差的现象进而导致形位误差[2]。另外，还需要分析零件事先要求的加工精度，这些包括尺寸的公差、表面的粗糙度，以及是否有影响工序的封闭尺寸等。
3.数控车床加工工艺设计
3.1工艺路线上的设计
数控车床的加工设计包含多个环节。首先，在粗加工的阶段，主要是先切除加工中的余量部分，产生的毛坯可以尽可能的接近零件预先设计时的成品。其次，在半精加工的环节，需要使成品的表面达到一定的精度要求，为后续的精加工环节奠定良好的基础，并对一些次要部分的表面做加工处理。第三，在精加工阶段，需要使加工的成品能够严格按照图纸的尺寸进行，满足图纸中的产品质量要求。最后，加工进入光整加工的阶段。这个阶段对产品的表面的质量有着极高的要求，需要对产品的表明处以光整加工的方式，可以更进一步减少尺寸的误差以及表面的粗糙值[3]。
3.2夹具和刀具的设计
相比于传统的加工工艺，数控加工中不会发生频繁使用夹具的情况，但是，对于刀具的使用依然要引起重视。在小批量的加工生产时，可以尽可能的采用组合夹具、可调夹具等。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆而如果需要大批量的生产，需要采用针对性较强的专业夹具。夹具在数控机床中的安装位置必须准确，协调好工件以及机床坐标系之间的关系。一般情况下，会尽量采用标准刀具或者复合刀具等专用刀具，还有可转位刀具、陶瓷图层刀具等其他现金的刀具。刀具的规格和精度必须符合数控机床加工的需求，与零件材料相互适应，才能够做到有效的配合。
3.3走刀路线的设计
走刀路线的设计是加工质量得到保证的前提。加工过程中应该尽可能的缩小走刀的路线，这样产生的编程计算量不会太大，相应的程序段数会被减少。因此，换刀的频率也会相应的有所降低，可以有效的提高工作的效率。
3.4切削用量的设计
切削用量的设计会包含背吃刀量、进给速度等因素。其中，刀削的速度对刀具使用的耐用度影响极大，而进给量的会相对弱一点，切削深度的影响力则更加偏小[4]。基于这层关系的考虑，在粗加工的切削用量的控制上，可以先采纳较大的切削深度，然后在考虑进给量，切削速度可以作为最后的选择。我们都知道，精加工的过程中刀尖的磨损往往会影响到加工中的精度，因此如何选用刀尖耐磨性较好的刀具，有效的控制在切削速度范围之内，是目前切削用量设计中的一大关键点。
4.加工过程中的精度控制
在实际生产过程中，对于加工精度的控制主要包含两种，一种为修改程序，另外一种则是修改刀具补偿。修改程序的方法主要是控制好程序中的螺纹尺寸。程序加工出来的螺纹有时会出现拧不进的现象，因此需要将螺纹中的小径做出更改，直到达到合格的生产标准。而修改刀具补偿的方法是由于在切削的过程中，对刀、刀具磨损等原因造成了尺寸加工的精度不准，这种情况则可以试用刀具补偿的方式来实现对精度的控制。比如M16*2的螺纹中，其理论值是在16.5的水平，当时实际测出来可能只有16.32，那么针对这个情况我们在进行精加工之前就需要用修改刀补的方法来改进其不足的地方[5]。
5.结语
控制好数控加工工艺中的设计是数控编程的主要内容。科学合理的工艺设计可以直接影响到数控车床加工的效率、零件的质量以及刀具的使用数量等问题。因此在拟定加工工艺之后，我们需要做好对相关工艺的全面分析。通过多测的实践分析，我们可以发现，采用高效合理的工艺方法以及方便快捷的工艺路线，对于提高数控程序的编制质量有很大的帮助。并且除此之外，深入分析工艺中的设计以及存在的问题，做好及时的弥补工作，对于提高加工中的零件质量、优化加工环节以及经济效益等方面度有着非常深远的意义。
参考文献
[1]韦兰花,黄政魁. 典型零件的数控车床加工工艺分析与设计[J]. 广西轻工业,2009,09:52-54.
[2]刘安民,孔宪华. 数控车床典型零件的工艺分析及加工[J]. 机械工程师,2010,05:116-118.
[3]钟俊文,俞涛. 基于数控车床典型零件的工艺分析和夹具设计[J]. 现代制造技术与装备,2010,06:8-9.
[4]赵金凤. 数控车床典型零件加工工艺分析与研究[J]. 机械工程师,2015,05:158-159.
[5]张建国. 浅谈数控车床加工薄壁类零件工艺分析[J]. 科技视界,2015,35:209+227.
论文作者:柏钦成
论文发表刊物:《电力设备》2017年第14期
论文发表时间:2017/9/19
标签：加工论文; 刀具论文; 零件论文; 数控车床论文; 加工工艺论文; 数控论文; 夹具论文; 《电力设备》2017年第14期论文;