数控车削加工工艺特点与程序的优化

陈春光

摘 要：现代数控技术广泛应用，在工业生产领域提供了很大的生产力。通过对端面螺纹数控车削加工方式对比，以及刀具的选择，编辑数控程序的逻辑选择、分析程序，最后达到工艺与程序合理优化的目标，从而提升数控车削加工的生产效率。

关键词：数控车削加工;端面螺纹;程序优化

引言：

端面矩形螺纹通常被称为盘丝，通常是在盘类零件的端面上加工成矩形螺纹。端面矩形螺纹主要被用在定心夹具类的压锁紧装置上。传统的端面螺纹加工方法主要是在普车上加工时用配换挂轮箱挂轮加工，但是由于齿轮间的间隙比较大，传动的加工方式加工精度相对较低，按照此方法加工出来的螺纹精度也低。[1]数控机床相比于普通机床的自动化程度与传动精度高，且易于操作。数控机床主要是使用程序执行任务，我们只需要根据实际要求调定参数来保证使用要求。使用数控机床加工端面螺纹的大体思路为：确定螺纹的形状尺寸，根据任务要求确定所需的工艺，然后选择正确的刀具，最后编写程序。

一、选择合适的车削刀具

刀具是机床进行车削加工的关键工具，要根据具体情况要求综合考虑后在选择刀具。刀具的选择影响着加工工艺，选择合适的刀具进行加工可以事半功倍，刀具的选择主要根据以下几个方面：

（一）刀具的材质

根据工件本身的材质，产品的加工精度要求等來选择合适的刀具。不能只是一昧的选择指标最好的刀具，还需要综合考虑刀具的经济性，因为将来需要批量采购用于生产，需要控制成本，选择最合适的即可。

（二）刀具的性能

产品的最终质量受刀具性能的影响，而材质越好的的刀具性能就越优越，为了使加工精度得到保障，就需要刀具能够具备一定的性能，而刀具性能与刀具的材质相辅相成，一般材质用得好，性能也就相应的更加优越。需要注意的是在选择刀具的时候，在满足刀具性能的同时材质越便宜越好。工业生产永远离不开经济效益。

（三）刀具的形状

在选择车削加工刀具的外形时主要由待加工工件的轮廓及精度要求确定。同时在满足加工精度的条件下，尽量选择半径大的刀具，延长使用寿命，降低运营成本，因为越精细的刀具成本越高，而且也越易磨损，更换的频率也就越高。

刀具的选择决定了车削生产的效益，选择合适的刀具可以获得更高的利益，提高生产效率。

二、加工工艺的优化

优化生产工艺可以降低生产成本，提高生产效率，为企业社会创造更大的生产效益。切削加工的工艺优化有以下几点：

（一）分析零件图

通过对零件图的细致分析，可以排除很多问题，对将要加工的零件有一个整体的印象，为后来的程序编写奠定基础。零件图还反映了工件的基本要素，为后来刀具等的选择提供思路。我们还可以通过分析工件图分析出一个最优解的切削路线，节约时间成本，提高生产力。

（二）加工工件的装夹方式

最理想的状态是只需要装夹一次就可以完成加工，节约时间成本。所以选择工件的装夹方式时，需要综合考虑基准要素，以确定最优的装夹方案。装夹端要留足空间，确保能够装夹稳定，否则刀具车进时可能会因为压力过大而导致装夹不稳而脱开。

（三）加工方式与加工线路

在加工方式的选择上，加工工序越少就越优，加工的路线越短效率就越高。对于生产来说，成本放在第一位。加工工序不仅关系到企业的成本，生产效率还会影响到工件加工的最终精度，如果加工工序过多且加工路线复杂，最终可能导致刀具的损耗甚至被破坏，从而影响到生产质量。合理的加工工序保障了机床稳定有序的进行，避免不利因素的发生。科学的判断利用，将生产效益提到最高。加工方式中，最基本的思路是先进行粗加工后换上精度更加高的刀具进行精细加工，由右到左最后由外及内。

（四）刀具的工艺选择

因为端面矩形螺纹的牙型不仅宽，而且深，但是由于刀具的刚度有限，不能一次车进很深，只能分几次进行切削。先用背吃刀量进行粗加工，剩余的进行精加工，这样即保证了切削的效率，也能保障加工的精度。

三、程序的优化

如采用手工编程，因为端面螺纹本身需要分层切削，频繁的换刀、车进、程序就非常的多，在现实生产中，无法保证人工输入不会发生漏写错写，而且程序越长，出错概率越高，导致产品无法满足要求，当我们需要去寻找错误源时需要一条条程序筛选，浪费时间成本。[2]所以，如需选用手工编程，则应用最少的程序，避免出现错误。如采用自动编程，使用能够根据给定的图像与关键参数自动编辑相应程序的软件。在选择编辑方法时可根据具体情况而选择不同方法以提升生产效率。如果所加工的零件加工工序繁多且复杂，我们就可以采用自动编程。如果本身的加工工序不多，程序简单，但是画图要点时间，这时候我们就可以采用手动编程。

使用自动编程首先需要在图上指示哪里是切削的起点与终点，需要注意的是，螺纹的两端必须留有一定的空，否则会影响产品的最终效果。其次要根据加工的实际情况而设置具体参数，如加工的端面螺纹，需要设置螺纹类型、螺纹牙高、螺纹头数等。最后，在设置好机床参数后生成程序。自动编程的主要优点就是对一些比较复杂的程序可以简化其操作过程，根据加工图纸的参数便可以生成程序，就代表了在将来数控机床的操作过程中，不一定需要一个会编写数控机床程序的人来生成程序。

总之，两种编程方法都能够完成对工件的加工，对于程序的编写，要使用尽量简化，程序的简化意味着加工工序的简化，可以节省资源，降低成本。

四、结束语

通过对端面螺纹的加工训练，可以大体的体会车削加工的工艺优化与程序优化，以提高生产效率。通过对加工工艺特点的分析进而得出程序优化的方向，为后来程序的编写奠定基础。[3]从目前国家工业的发展方向来看，国家正进入工业4.0，以后数控机床会逐步取代传统的加工机床而成为工业生产的主力军。所以通过对程序的优化进而突出数控机床的工作特点，对将来改进生产方式，提高生产效率有很大的帮助。

参考文献：

[1]宋莉莉.数控车床车削加工工艺过程分析及编程[J].河北工业大学学报（社会科学版），2006，21（2）：50-55.

[2]陈继霞，陈伟博.数控车削加工工艺特点与程序的优化[J].新技术新工艺，2019（12）.

[3]吴福昌.数控车床加工工艺流程的优化改进[J].机电工程技术，2019，048（006）：34-35，250.