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數(shù)控車床加工技術(shù)要點分析

2023-07-03 12:00:00

數(shù)控車床加工技術(shù)要點分析

數(shù)控車床是加工各種機械零件的主要設(shè)備，在數(shù)控車床研究過程中，各種新技術(shù)的應(yīng)用為數(shù)控車床的性能以及工作效率提升帶來很大幫助。相較于普通車床，數(shù)控車床的最大特點就是實現(xiàn)了智能化和自動化控制，在機械零件加工過程中可以發(fā)揮出更大的作用，并且能夠?qū)崿F(xiàn)對機械零件的準(zhǔn)確加工，提高生產(chǎn)效率。當(dāng)前數(shù)控車床在機械設(shè)備加工領(lǐng)域中的應(yīng)用越來越廣泛，尤其是在外形輪廓比較復(fù)雜的各種零件加工過程中，比如直線回轉(zhuǎn)體、斜線回轉(zhuǎn)體以及各種螺紋加工都可以使用數(shù)控車床，提高零件加工水平。數(shù)控車床加工零件的全部過程都是通過已經(jīng)編好的程序?qū)崿F(xiàn)控制的，實現(xiàn)自動化控制整個車床的加工過程。由于數(shù)控車床加工有自己的特點，而且優(yōu)勢明顯，所以在現(xiàn)代機械制造領(lǐng)域中的應(yīng)用越來越廣泛。

1、　數(shù)控車床的特點和優(yōu)勢

車床是加工零件的主要機械設(shè)備，在車床生產(chǎn)過程中，傳統(tǒng)車床電氣控制系統(tǒng)采用繼電器與接觸器，內(nèi)部控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜、故障率較高，隨著機械制造領(lǐng)域的不斷發(fā)展，車床制造技術(shù)也不斷更新，與傳統(tǒng)車床控制系統(tǒng)相比較而言，數(shù)控車床的性能更高、生產(chǎn)效率更高，而且生產(chǎn)過程中可以實現(xiàn)自動化和智能化控制，可以有效地提高機械零件的制造水平。比如在數(shù)控車床系統(tǒng)中，應(yīng)用了 PLC 電氣控制系統(tǒng)，使得數(shù)控車床的控制實現(xiàn)自動化和智能化，不需要經(jīng)常更換零件，只需要更改系統(tǒng)的參數(shù)，就可以加工多種工藝形式的零件，在機械零件生產(chǎn)過程中一方面節(jié)約了成本，另一方面極大地提高了生產(chǎn)效率，降低零件生產(chǎn)過程中的時間消耗，體現(xiàn)出數(shù)控車床控制系統(tǒng)的生產(chǎn)優(yōu)勢。另外，在數(shù)控車床的應(yīng)用過程中，還不斷研究數(shù)控車床的控制系統(tǒng)，使得數(shù)控車床的功能越來越完善，例如數(shù)控車床運行過程中，通過車床的自動控制系統(tǒng)可以實現(xiàn)自我診斷，診斷和處理數(shù)控車床加工過程中的故障問題，在自動診斷系統(tǒng)的應(yīng)用過程中，系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)故障之后會立即識別故障，并且發(fā)出報警信息，報警信息會及時顯示在控制系統(tǒng)的界面上，此時操作人員和維護人員可以通過顯示出來的各種信息，精確地查找和分析故障原因，并且及時排除故障，為數(shù)控車床加工提供良好的支持。

2、　數(shù)控車床加工技術(shù)要點

數(shù)控車床運行過程中最大的特點就是實現(xiàn)了自動化和智能化控制，在加工零件的時候，通過預(yù)先設(shè)定好的各種程序，可以實現(xiàn)對零件加工過程的控制，提高加工水平。具體來講，數(shù)控車床加工技術(shù)要點包括以下幾個方面。

2.1　分析零件圖

在機械零件加工過程中，分析工藝設(shè)計圖紙，是提高加工水平的關(guān)鍵，在加工之前必須要首先分析加工工件的零件圖，例如觀察加工圖樣中的尺寸，看尺寸是否齊全、是否有模糊和矛盾、是否封閉；觀察工件的材料、尺寸差以及表面的粗糙程度，明確其精度控制方法，進而選擇車床、刀具等；確定零件的形狀與位置公差，然后明確加工基準(zhǔn)和裝夾方案等。在加工之前必須要分析各種參數(shù)，為數(shù)控車床加工提供準(zhǔn)確的依據(jù)。

2.2　劃分工序

工序劃分是為數(shù)控車床加工提供工序支持的重要過程，在數(shù)控車床加工過程中，劃分工序的原則包括兩個，一個是工序集中原則，另一個是工序分散原則。工序集中原則指的是同時進行裝夾，同時對多個表面進行加工，這種工序設(shè)計可以提高生產(chǎn)效率，比較適用于批量化生產(chǎn)，而且可以確保各個加工面之間的位置精度滿足要求，減少工件加工過程中的裝夾次數(shù)，有利于減少加工過程中的輔助時間，提高生產(chǎn)效率。工序分散設(shè)計對數(shù)控車床設(shè)備的要求比較低，可以使用結(jié)構(gòu)簡單而且易于進行維修的設(shè)備，對于加工人員的技術(shù)要求也不高。劃分?jǐn)?shù)控車床加工工序之后就可以確定具體的生產(chǎn)方案，例如要如何進行裝夾、要選擇何種刀具、加工的方式是粗加工還是精加工等。

2.3　設(shè)計加工方案和走刀路線

數(shù)控車床加工之前必須要設(shè)計具體的加工方案，從而實現(xiàn)自動化加工。加工方案制訂過程中需要考慮的內(nèi)容主要是零件的形狀、尺寸、材料、刀具等，主要包括以下幾個方面的內(nèi)容。第一，首先進行粗加工，然后進行精加工，在數(shù)控車床加工過程中，經(jīng)過粗加工可以對毛坯元件進行大致處理，為精加工奠定基礎(chǔ)，粗加工之后可以根據(jù)加工余量安排精加工。在精加工的時候要按照具體的加工要求和標(biāo)準(zhǔn)進行加工，尤其是要保證最后一次走刀過程連續(xù)，防止損傷工件的表面。第二，首先加工離起刀點近的部位，然后加工離起刀點比較遠(yuǎn)的位置，這種加工方案可以減少刀具移動所需要的時間，而且不會對工件產(chǎn)生危害，有利于改善加工的條件。第三，首先對工件的內(nèi)表面進行加工，然后對外表面進行加工。由于加工工件的內(nèi)表面比較困難，而且加工內(nèi)表面時產(chǎn)生的切屑不容易排除，切削熱也不易擴散，所以首先要處理內(nèi)表面，然后再加工處理外表面。第四，加工方案應(yīng)使走刀路線最短。在加工方案的設(shè)計過程中，應(yīng)該要考慮到刀具的路線，使得走刀路線最短，提高生產(chǎn)效率，并且可以減少對數(shù)控車床的消耗。在設(shè)計走刀路線的時候還要考慮到最后一次走刀過程，選擇最合適的切入與切出方向，使得整個零件的表面變得光滑。

2.4　確定定位和裝夾方案

在數(shù)控車床加工過程中，定位和裝夾是兩個十分重要的環(huán)節(jié)，可以實現(xiàn)對工件的精細(xì)化處理，在定位和裝夾方案設(shè)計過程中，應(yīng)該要注意定位準(zhǔn)確、裝夾迅速，防止定位出現(xiàn)偏差，對工件生產(chǎn)造成影響。另外，在數(shù)控車床裝夾方案設(shè)計時應(yīng)該要充分考慮到工件的外形、材料種類以及變形的情況，從而實現(xiàn)批量化生產(chǎn)。在數(shù)控車床加工過程中常用的夾具有三爪卡盤、液壓氣動夾具等，無論哪一種夾具，都要求能夠準(zhǔn)確定位，并且拆裝方便。

2.5　確定切削用量

切削用量是工件加工過程中的重要參數(shù)，包括切削速度、進給量和背吃刀量等參數(shù)，在數(shù)控車床加工過程中，確定切削用量時和普通車床的方法類似，主要是根據(jù)切削的深度、刀具的進給速度和主軸轉(zhuǎn)速來確定的，這三個因素之間相互適應(yīng)，可以使得切削效果達到最佳。另外，在切削過程中，切削的深度還會由數(shù)控車床、刀具、夾具和工件的剛性決定，如果剛度允許，則可以選擇最大的切削深度，減少刀具的走刀次數(shù)，提高生產(chǎn)速度，同時，要預(yù)留 0.1 ～ 0.5mm 的精加工余量，便于對工件進行精加工。在設(shè)置進給速度的時候，應(yīng)該要結(jié)合主軸的轉(zhuǎn)速以及切削的深度進行確定，確保加工質(zhì)量的前提下，最大限度提高進給速度，提高工件生產(chǎn)水平。