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工藝設計是數控加工的前期工藝準備工作，而且在預先所編制的程序中體現，并由機床自動實現。這樣一來，工藝設計是否合理、*、準確、周密，不但影響編程的工作量，還將極大地影響加工質量、加工效率和設備的安全運行。學生進行工藝設計時，由于缺乏生產經驗往往感到工藝設計無從著手。下面就以數控車削為例，淺談加工工藝的設計。

 

　　一、分析被加工零件，選擇毛坯車削加工的特點就是工件旋轉做主運動，車刀做進給運動。數控車削適合加工形狀比較復雜的軸類零件和由復雜曲線回轉形成的模具內型腔，并且零件上較精確的表面，常常要通過粗加工、半精加工和精加工的方法逐步達到。

 

　　進行工藝設計首先要分析零件圖樣，它包括工件輪廓的幾何形狀、尺寸、形位公差要求、表面粗糙度要求、毛坯、材料與熱處理要求以及件數要求的分析。這些都是制定合理工藝方案必須考慮的，也直接影響到零件加工程序的編制和加工的結果。

 

　　選擇毛坯時，要考慮軸類零件的毛坯類型與軸結構有關，一般光軸或直徑相差不大的階梯軸可用熱軋或冷拔的圓棒料；直徑相差較大或比較重要的軸，大多采用鍛件；少數復雜的大型軸，也有采用鑄鋼的。

 

　　二、設計工藝過程工藝過程的設計主要包括工藝過程的劃分、選擇定位基準、選擇零件表面的加工方法和安排加工順序等。

 

　　常見的幾種數控加工工序劃分的方法有：a）按安裝次數劃分工序，也就是每一次裝夾作為一道工序，此方法加工內容不多的零件。專用數控機床和加工中心常用此方法。

 

　　b）按加工部位劃分工序，即按零件結構特點劃分成幾個加工部分，每一部分作為一道工序。

 

　　c）按所用刀具劃分工序，刀具集中分序法就是按所用刀具劃分工序，即用同一把刀具或同一類刀具加工完成零件上所有需要加工的部位，以達到節省時間、提高效率的目的。

 

　　d）按粗精加工劃分工序，此方法比較適合于易變形或精度要求較高的零件。合理劃分工序后，就要安排每道工序的加工順序了，總的原則是：a）上道工序的加工不能影響下道工序的定位和夾緊。

 

　　b）*行內腔的加工后進行外型的加工。

 

　　c）同一定位裝夾方式或同一把刀具的工序，*好相鄰連接完成，這樣可以避免因重復定位而造成的誤差和減少換刀等輔助時間。

 

　　定位基準的選擇包括定位方式的選擇和被加工件定位面的選擇。軸類零件的定位方式通常是一端外圓固定，即用三爪卡盤、四爪卡盤等固定工件的外圓表面，但此方式對于工件的懸伸長度有一定的限制，工件懸伸過長會在切削過程中產生變形，對于切削長度過長的工件可以采用一夾一頂或兩定位。在裝夾方式允許的條件下，定位面盡量選擇幾何精度較高的表面。

 

　　三、工序設計工序設計主要包括選擇機床和工藝裝備、確定走刀路線、加工余量、計算工序尺寸及其公差、確定切削用量及計算工時定額等。

 

　　工序設計中難點在于確定走刀路線和合理選擇切削用量。車削加工中一般要經過循環切除余量、粗加工和精加工三道工序，應根據毛坯類型和工件形狀確定循環切除余量的方式，以達到減少循環走刀次數、提高加工效率的目的。

 

　　確定車削走刀路線時應把握以下幾點：a）對于軸類零件安排走刀路線的原則是軸向走刀徑向進刀，循環切除余量的循環終點在粗加工起點附近，這樣可以減少走刀次數，避免不必要的空走刀。b）對于盤類零件安排走刀路線的原則是徑向走刀軸向進刀。c）鑄鍛件毛坯形狀與加工后零件形狀相似，循環去除余量的走刀方式是刀具軌跡按工件輪廓線運動，逐漸逼近圖紙尺寸，實質上是采用“零點漂移”的方式。

 

　　合理選擇切削用量的原則是：粗加工時，一般以提高生產率為主，通常根據實際情況可以選擇較大的背吃刀量和進給量，采用較低的切削速度；半精加工和精加工時，應在保證加工質量的前提下，兼顧切削效率、經濟性和加工成本，通常選擇較小的背吃刀量和進給量。在數控車床上，精加工余量小于普通車床，一般取0.2￣0.5mm，精加工進給量一般取0.1￣0.2mm／r。

 

　　四、結束語數控車削加工工藝的設計涉及到材料、機床、刀具、夾具等整個工藝系統，還涉及零件結構、形位公差、表面質量、熱處理、測量以及經濟核算等諸多方面。合理的加工工藝對提高數控機床的加工效率和加工質量至關重要。