数控车加工案例分析

数控车加工案例分析作者：秦勇
来源：《科技风》2021年第07期
摘要：以三潭印月的数控车削加工为例，分析其加工工艺和步骤，对于其加工过程中可能出现的问题，有针对性地予以解决。

关键词：三潭印月;数控车加工;工艺;分析
数控车加工主要是通过对圆形坯料做旋转运动，刀具沿轴向进给，加工出精确的直径和长度，合理的加工工艺满足工件要求，根据零件图和技术要求等，编制加工工艺，编写零件数控加工程序，实现自动进给，控制数控机床按照编制的刀具轨迹进给，从而完成零件的加工。

所以，在数控加工前，根据零件制定加工方案，对零件的工艺过程、刀具的形状、切削用量和走刀路线等都编入程序[1]。

本文以浙江杭州西湖十景之一的三潭印月为例，分析其加工工艺和步骤。

1 数控加工工艺的实例分析
三潭印月是西湖中最大的岛屿，岛南湖中建成有三座石塔，由基座、圆形塔身、宝盖、六边小亭、葫芦顶组成。

三座瓶形小石塔鼎足而立，造型别致优美，如图1所示。

如此美丽的石塔，完全可以作为CNC或者3D打印素材。

1.1 工艺分析
如图2所示为作了适当调整的三潭印月，去掉了六边小亭和圆形塔身上的孔。

三潭印月为回转体，适合在车床上加工，主要加工轮廓为圆柱面、圆锥面和圆弧面。

根据零件图进行分析，该零件先用G71进行粗加工，选用90度外圆车刀，切除多余余料和端面，再用G73进行精加工，根据零件的形状选定尖刀加工圆弧，先加工大端。

然后夹持住大端，再加工小端。

大端长度刚开始给了10mm，为了装夹强度考虑，可以加长大端长度，增至15mm。

车床装夹原则：尽可能减少零件装夹次数，保证装夹强度，夹大车小[2]。

在夹持时要注意：工件在旋转车削时会产生切削力要与装夹零件的夹紧力相对应。

1.2 加工工序
根据零件结构形状选用55mm×150mm的棒料，选用90度外圆车刀（T01）进行粗加工，因用棒料加工三潭印月的轮廓，毛坯料余量较大，为了提高加工效率，根据零件图的外形进行分析，用G71进行粗加工，再选用30度的尖刀（T02）进行精加工，据外形结构用G73进行加工。

由于要作为展品或饰物，材料选用黄铜。

以外圆为定位基准→用卡盘卡紧→车平端面→对刀→调试程序→从右至左依次加工各轮廓线。

工序刀具及切削参数选择见表1。

3 加工
3.1 试切
在试切外轮廓加工应注意“2”处的夹刀现象，同时要注意如图所示的1、3两个位置。

1为圆弧，半径较小，在切削时会出现产生的切屑流出后翻转到半径为R15.5的圆弧面，划伤其表面。

2、3的右侧均为锥面，一方面要注意刀具的副后刀面与工件已车削轮廓表面是否干涉，另外也要注意，在切削时会出现产生的切屑流出后翻转到锥面上造成划伤。

为避免干涉也可采用直头刀杆车削，如图3所示。

3.2 加工中的问题及解决方法
为了避免上面提到的问题，可采取如下方法予以解决。

（1）如在试切时“2”处出项夹刀现象，应改变“2”处的外圆尺寸，进行外圆粗加工，再用G73进行局部精加工。

（2）对整个工件预留不超过0.1mm的余量，在加工完工件后，再将预留的加工余量切去，可对划伤的表面进行修复或者采取在编程时，分别对1、2、3三个位置预留不超过01mm 的余量，通过切除余量，修复划伤的表面。

后一种办法会更为简便一些。

加工效果如图4所示。

图3 直头尖刀图4 加工完成后的三潭印月
4 结论
在进行切削加工时，有很多细节问题需要注意，细节决定成败。

所以，为了保证零件的加工质量，应对零件的工艺进行细致的分析。

参考文献：
[1]马金平，冯利.数控加工工艺项目化教程[M].大连：大连理工大学出版社，2012.
[2]吴晓苏，周智敏.数控编程与机床操作[M].北京：清华大学出版社，2010.
[3]劉玉春，李壮斌.数控编程技术项目教程[M].北京：机械工业出版社，2016.。