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摘要：工艺分析是数控加工的前期准备工作，且直接影响到编程质量的优劣。编程人员必须首先对模具零件进行充分、全面的工艺分析，然后制定出合理的，包括工序划分与加工路线确定，装夹方式与切削刀具选择等内容的工艺设计方案，只有在此基础上才能编制出较好的加工程序。因此，本文对轴类零件数控车削加工工艺进行了分析。
关键词：轴类零件；数控加工；工艺
跟传统机床生产不同，数控加工使用现代技术，在提升了产量质量以及效率的同时，还对前期的准备工作以及实践操作过程提出了更高的要。数控加工要求我们要详细考虑前期的加工工艺，以防止出現由于不合理设计而导致的不合格产品的出现，从而造成生产的反复以及人力物力财力资源的浪费。
一、工艺分析要点
1.1图样尺寸的标注与轮廓参数的确定
在审查与分析零件图样时，尤其应关注合理的尺寸标注与编程原点的选择，以及零件轮廓参数的几何条件必须充分。
一般情况下，零件设计人员在标注尺寸时，因较多考虑装配方面等使用因素，常采用局部分散的尺寸标注方法，这样会给工序安排与数控加工带来某些不便之处，由于数控加工精度及重复定位精度都较高，不会产生较大的积累误差而影响使用性能。根据数控加工编程的特点，零件图样上应以同一基准引线标注尺寸或直接注出坐标尺寸，这样既便于编程，又利于尺寸间的相互协调，力求使设计基准、工艺基准、测量基准与编程原点（或编程基准点）保持一致性。
1.2零件结构的工艺性分析
一是避免造成欠切削或过切削现象。在数控车床上加工圆弧与直线、或圆弧与圆弧连接的内外轮廓时，应充分考虑其过渡圆弧半径的大小，因为刀具刀尖半径的大小可能会造成过切削或欠切削的现象，若发现这种情况，可采用刀具刀尖半径自动补偿方法予以解决；用铣刀加工内外轮廓时，刀具的切入点与切出点应选在零件轮廓几何参数的交点处，并应选择合适的切入或切出方向，以免造成欠切削或过切削，影响加工质量。
二是内槽侧壁之间转角处圆弧半径不宜过小，槽底与侧壁的圆角半径不宜过大。用铣刀加工内槽侧壁间转角处圆弧，其圆弧半径R不宜过小；在铣削零件内槽底平面时，槽底与侧壁的圆角半径r不宜过大。
二、轴类零件数控机床车削加工方案的确定
2.1掌握清晰的加工要求
加工要求就是零件加工最终要达到的目的。在进行加工之前，技术人员要对加工对象轴类零件的图纸进行详细的研读，对加工工序、加工内容及技术要求有着全面的把握。具体来说，轴类零件加工要求包括以下两个方面的参数：轴向方面的参数包括轴类零件轴颈与支撑轴颈部分的径向尺寸、形位精度、轴颈对于支承轴颈的同轴度、轴颈同轴度和圆跳动，几何形状方面的参数包括圆度和圆柱度，必须保证不超过直径公差范围。
2.2选择正确的加工工艺
在明确加工要求的基础上选择正确、适当的加工工艺。加工对象不同，采用的加工路线也不一样。锻件法主要用于轴类零件，而球墨铸铁铸件则通常用于发动机曲轴类轴件的加工。在正式车削前，待加工的零件还要进行预加工，有需求的铸、锻件毛坯还要进行正火、退火处理，消除材料内应力，使其更加适合车削加工。部分毛坯还要进行调质处理，使材料整体性能得到改善。
2.3合理配置加工步骤
加工时零件的定位非常重要，一般选择通用夹具而非专用夹具。要确保零件定位准确，避免误差过大。一般轴类零件采用中心孔作为定位基准外圆表面与内孔表面保持同轴，严格保证端面对轴中心线的垂直度。采用两中心孔定位的方法不仅有利于基准重合，还能提高加工效率，减少夹具换装，在一次装夹中加工出多格外圆表面和端面。
三、刀具与切削用量选择
刀具寿命与切削用量有密切关系。在制定切削用量时，应首先选择合理的刀具寿命，而合理的刀具寿命则应根据优化的目标而定。一般分最高生产率刀具寿命和最低成本刀具寿命两种，前者根据单件工时最少的目标确定，后者根据工序成本最低的目标确定。
3.1选择数控刀具的原则
选择刀具寿命时主要考虑如下几点：①依据刀具复杂程度、制造和磨削成本等选择。复杂、高精度高刀具寿命选得高些。②机夹可转位刀具，为充分发挥其切削性能，提高生产率，寿命可选低些。③对于装刀、换刀、调刀复杂的多刀机床、组合机床，以及自动化加工刀具，寿命应选高些。④生产实际中，若某一工序的生产率限制了整个车间的生产率的提高时，该工序的刀具寿命可选低些。⑤大件精加工时，为保证至少完成一次走刀，刀具寿命以零件精度、表面粗糙度确定。
3.2设置刀位点和换刀点
数控加工时，工件坐标系确定后，还要确定刀尖点在工件坐标系中的位置，即通常所说的“对刀”。对刀点设置基本原则是：便于数值处理和简化程序编制，易于找正并在加工过程中便于检查，引起的加工误差小。对刀点可设置在加工零件、夹具上或机床上。为提高零件的加工精度，对刀点应尽量设置在零件的设计基准或工艺基准上。实际操作机床时，可通过人工对刀方式，把刀具的刀位点放到对刀点上，即“刀位点”与“对刀点”的重合。所谓“刀位点”是指刀具的定位基准点，车刀的刀位点为刀尖或刀尖圆弧中心。手动对刀操作，对刀精度较低，且效率低。
整个零件加工过程中若需要换刀就应选定换刀点。“换刀点”是指一把刀具切削加工完毕需要更换其他刀具时的指定位置，换刀点应选定在工件或夹具的外部，以换刀空行程过程及换刀时不碰工件及其他机床零部件为基本准则选定。
3.3确定切削用量
数控编程时，编程人员必须严格确定每道工序的切削用量，并以指令的形式写入数控加工程序中。切削用量包括主轴转速、背吃刀量及进给速度等。对于不同的加工方法，需要选用不同的切削用量。切削用量的选择原则是：保证零件加工精度和表面粗糙度要求，充分发挥刀具切削性能，保证合理的刀具耐用度，充分发挥机床的性能，最大限度提高生产率，降低成本。
四、结束语
零件加工工艺安排的好坏直接影响零件的加工质量。在数控机床上加工零件时，是按照事先编好的加工程序自动对零件进行加工的。零件的加工程序中不仅包括零件的加工工艺过程，还包括切削量、进给路线、刀具尺寸及机床的运动过程。加工工艺方案的好坏不仅会影响机床效率的发挥，而且将直接影响到零件的加工质量。
参考文献：
[1]李金哲.轴类零件数控车削加工工艺探究[J].数字技术 与应用，2012（7）：15-15.
[2]张栋.数控轴类零件加工工艺设计[J].电子测，2015（14）：14-16.
（作者单位：北京科技高级技术学校）
关键词：轴类零件；数控加工；工艺
跟传统机床生产不同，数控加工使用现代技术，在提升了产量质量以及效率的同时，还对前期的准备工作以及实践操作过程提出了更高的要。数控加工要求我们要详细考虑前期的加工工艺，以防止出現由于不合理设计而导致的不合格产品的出现，从而造成生产的反复以及人力物力财力资源的浪费。
一、工艺分析要点
1.1图样尺寸的标注与轮廓参数的确定
在审查与分析零件图样时，尤其应关注合理的尺寸标注与编程原点的选择，以及零件轮廓参数的几何条件必须充分。
一般情况下，零件设计人员在标注尺寸时，因较多考虑装配方面等使用因素，常采用局部分散的尺寸标注方法，这样会给工序安排与数控加工带来某些不便之处，由于数控加工精度及重复定位精度都较高，不会产生较大的积累误差而影响使用性能。根据数控加工编程的特点，零件图样上应以同一基准引线标注尺寸或直接注出坐标尺寸，这样既便于编程，又利于尺寸间的相互协调，力求使设计基准、工艺基准、测量基准与编程原点（或编程基准点）保持一致性。
1.2零件结构的工艺性分析
一是避免造成欠切削或过切削现象。在数控车床上加工圆弧与直线、或圆弧与圆弧连接的内外轮廓时，应充分考虑其过渡圆弧半径的大小，因为刀具刀尖半径的大小可能会造成过切削或欠切削的现象，若发现这种情况，可采用刀具刀尖半径自动补偿方法予以解决；用铣刀加工内外轮廓时，刀具的切入点与切出点应选在零件轮廓几何参数的交点处，并应选择合适的切入或切出方向，以免造成欠切削或过切削，影响加工质量。
二是内槽侧壁之间转角处圆弧半径不宜过小，槽底与侧壁的圆角半径不宜过大。用铣刀加工内槽侧壁间转角处圆弧，其圆弧半径R不宜过小；在铣削零件内槽底平面时，槽底与侧壁的圆角半径r不宜过大。
二、轴类零件数控机床车削加工方案的确定
2.1掌握清晰的加工要求
加工要求就是零件加工最终要达到的目的。在进行加工之前，技术人员要对加工对象轴类零件的图纸进行详细的研读，对加工工序、加工内容及技术要求有着全面的把握。具体来说，轴类零件加工要求包括以下两个方面的参数：轴向方面的参数包括轴类零件轴颈与支撑轴颈部分的径向尺寸、形位精度、轴颈对于支承轴颈的同轴度、轴颈同轴度和圆跳动，几何形状方面的参数包括圆度和圆柱度，必须保证不超过直径公差范围。
2.2选择正确的加工工艺
在明确加工要求的基础上选择正确、适当的加工工艺。加工对象不同，采用的加工路线也不一样。锻件法主要用于轴类零件，而球墨铸铁铸件则通常用于发动机曲轴类轴件的加工。在正式车削前，待加工的零件还要进行预加工，有需求的铸、锻件毛坯还要进行正火、退火处理，消除材料内应力，使其更加适合车削加工。部分毛坯还要进行调质处理，使材料整体性能得到改善。
2.3合理配置加工步骤
加工时零件的定位非常重要，一般选择通用夹具而非专用夹具。要确保零件定位准确，避免误差过大。一般轴类零件采用中心孔作为定位基准外圆表面与内孔表面保持同轴，严格保证端面对轴中心线的垂直度。采用两中心孔定位的方法不仅有利于基准重合，还能提高加工效率，减少夹具换装，在一次装夹中加工出多格外圆表面和端面。
三、刀具与切削用量选择
刀具寿命与切削用量有密切关系。在制定切削用量时，应首先选择合理的刀具寿命，而合理的刀具寿命则应根据优化的目标而定。一般分最高生产率刀具寿命和最低成本刀具寿命两种，前者根据单件工时最少的目标确定，后者根据工序成本最低的目标确定。
3.1选择数控刀具的原则
选择刀具寿命时主要考虑如下几点：①依据刀具复杂程度、制造和磨削成本等选择。复杂、高精度高刀具寿命选得高些。②机夹可转位刀具，为充分发挥其切削性能，提高生产率，寿命可选低些。③对于装刀、换刀、调刀复杂的多刀机床、组合机床，以及自动化加工刀具，寿命应选高些。④生产实际中，若某一工序的生产率限制了整个车间的生产率的提高时，该工序的刀具寿命可选低些。⑤大件精加工时，为保证至少完成一次走刀，刀具寿命以零件精度、表面粗糙度确定。
3.2设置刀位点和换刀点
数控加工时，工件坐标系确定后，还要确定刀尖点在工件坐标系中的位置，即通常所说的“对刀”。对刀点设置基本原则是：便于数值处理和简化程序编制，易于找正并在加工过程中便于检查，引起的加工误差小。对刀点可设置在加工零件、夹具上或机床上。为提高零件的加工精度，对刀点应尽量设置在零件的设计基准或工艺基准上。实际操作机床时，可通过人工对刀方式，把刀具的刀位点放到对刀点上，即“刀位点”与“对刀点”的重合。所谓“刀位点”是指刀具的定位基准点，车刀的刀位点为刀尖或刀尖圆弧中心。手动对刀操作，对刀精度较低，且效率低。
整个零件加工过程中若需要换刀就应选定换刀点。“换刀点”是指一把刀具切削加工完毕需要更换其他刀具时的指定位置，换刀点应选定在工件或夹具的外部，以换刀空行程过程及换刀时不碰工件及其他机床零部件为基本准则选定。
3.3确定切削用量
数控编程时，编程人员必须严格确定每道工序的切削用量，并以指令的形式写入数控加工程序中。切削用量包括主轴转速、背吃刀量及进给速度等。对于不同的加工方法，需要选用不同的切削用量。切削用量的选择原则是：保证零件加工精度和表面粗糙度要求，充分发挥刀具切削性能，保证合理的刀具耐用度，充分发挥机床的性能，最大限度提高生产率，降低成本。
四、结束语
零件加工工艺安排的好坏直接影响零件的加工质量。在数控机床上加工零件时，是按照事先编好的加工程序自动对零件进行加工的。零件的加工程序中不仅包括零件的加工工艺过程，还包括切削量、进给路线、刀具尺寸及机床的运动过程。加工工艺方案的好坏不仅会影响机床效率的发挥，而且将直接影响到零件的加工质量。
参考文献：
[1]李金哲.轴类零件数控车削加工工艺探究[J].数字技术 与应用，2012（7）：15-15.
[2]张栋.数控轴类零件加工工艺设计[J].电子测，2015（14）：14-16.
（作者单位：北京科技高级技术学校）