摘要：数控车床加工工艺设计是数控编程的主要依据，工艺设计的合理与否直接决定了数控车床零件加工的质量和效率。本文从零件图分析、工序划分、加工方案制定、定位装夹和切削用量选择阐述了数控车床加工工艺的设计方法。
关键词：数控车床 加工工艺设计
数控车床加工精度高、效率高、自动化程度高，广泛用于现代机械加工领域，尤其是外形轮廓复杂的直线回转体、斜线回转体以及各种螺纹加工。数控车床加工零件的全部过程全部由编制好的程序控制机床自动完成，因而加工前的工艺分析和制订对加工出的零件质量起着决定性作用。
数控车床的加工工艺有着自己的特点。首先数控车床加工工艺编制细致具体，工序内容多。其次数控车床加工工艺设计要求严谨精准。数控车加工工艺的制订主要包括分析图样、划分工序、设计走刀路径、确定切削用量、工艺分析和编程等。
1 分析零件图
工艺设计前的首要工作是分析加工工件的零件图。（1）分析图样中的轮廓尺寸是否齐全、是否有模糊和矛盾、是否封闭。（2）分析工件材料、尺寸公差以及表面粗糙度以确定尺寸精度控制方法，进而选用机床、刀具以及切削用量。（3）分析形状位置公差确定加工基准和装夹方案。分析形位公差同时也应考虑机床运动副精度是否满足，否则应进行技术性补偿。
2 划分工序
工序划分的原则包括工序集中原则和工序分散原则。工序集中一次装夹可加工多个表面，有利于保证各个加工面之间的位置精度，而且减少装夹次数也有利于减少辅助时间提高效率。工序分散对于设备要求低，可以使用结构简单易于维修的通用设备，对于工人的要求也低。在确定工序划分原则后可根据装夹、刀具、粗精加工、设备情况进行具体的工序划分，划分时要综合考虑加工精度和加工效率。
3 制定加工方案和走刀路线
数控车床加工方案制定需要综合考虑零件形状、尺寸、材料、机床和刀具以及生产批量等具体情况。加工方案的制定要确保加工精度、提高加工效率、降低生产成本。数控车床加工方案制定原则包括以下几条：（1）先粗加工后精加工。数控车床加工零件时先进行粗加工短时间去除毛坯加工余量并尽量留有均匀的精加工余量。粗加工后根据所留加工余量安排半精加工和精加工。同时应保证最后一次精加工走刀连续完成，防止表面划伤和滞留刀痕。（2）先加工离起刀点近的部位后加工远的部位。这样不仅可以使刀具移动距离缩短减少空刀行程，而且还不易破坏零件刚度，有利于切削条件的改善。（3）先加工内表面后加工外表面。零件内表面加工通常比外表面加工困难，内表面加工切屑不易排出，切削热也不易扩散。（4）加工方案应使编程简单。在确保加工精度和生产效率的前提下，尽量缩短程序，减少编程人员工作量也降低编程出错率，同时也方便检查修改程序。（5）加工方案应使走刀路线最短。走刀路线是编程的主要依据，简短走刀路线不仅可以提供生产效率还可以减少机床损耗。设计走刀路线不仅应使路线最短，还要注意最后一次走刀连续完成，以及选择合适的切入切出方向保证零件表面光滑。
4 确定定位和装夹方案
数控车床在加工零件前需要定位和装夹工件，要求定位准确、装夹迅速，同时夹紧力要可靠，确保工件在加工中不会松动。装夹方案设计要综合考虑工件外形、材料及弹性变形以及生产批量。数控车床常用夹具除了三爪卡盘还有液压气动夹具，不论哪种夹具都要求定位精度高，装拆工件方便。
5 确定切削用量
切削用量是切削速度、进给量和背吃刀量的总称。数控车床切削用量的确定方法和普通车床相似，主要由切削深度、进给速度和主轴转速给定，三者应相互适应，使切削参数最佳。切削深度由数控车床、刀具、夹具和工件的刚性决定。在刚度允许的条件下尽量选择大的切削深度，减少走刀次数，提高生产速度。但同时应留有0.1-0.5毫米的精加工余量。进给速度应适应主轴转速和切削深度，在能保证加工质量的前提下选择大的进给速度。在切削深孔、切断等排屑困难时应适当降低进给速度。主轴转速n=1000v/πd，其中v是切削速度，d是待加工表面直径。从公式可以看出主轴转速受工件直径和切削速度影响，确定主轴转速时还要参考工件材料和机床条件。
6 编程
图1。工艺分析和制订是为数控编程服务的，编程过程中要体现工艺设计，现以典型零件的数控编程进行说明（表1）。
7 结语
加工工艺制订是数控车床编程最重要的工作，也是编程的主要依据。加工工艺设计的是否合理直接确定了数控车床的加工质量以及加工效率。制订加工工艺时要灵活地按照各工艺要素的制订原则进行选取确定，对于特殊零件还要具体分析处理。制订加工工艺需要再生产实践中不断实验积累。
参考文献
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[2]郭军利.零件数控加工走刀路线的设计原则[J].中国职工教育，2013.
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