数控车床加工工艺标准化流程优化措施

丁文娟

【摘要】数控车床主要用于各类轴类或盘类零件的内外圆柱面、圆锥螺纹的切削加工。数控车床在各种零件加工中表现出加工精度高、生产进度高、技术要求高等特征，所以，对数控车床加工工艺标准化流程进行优化改进十分必要，这不仅能够大幅度提高工艺生产水平，还能保证产品质量。

【关键词】数控车床;加工工艺;标准化流程

【DOI 编码】10.3969/j.issn.1674-4977.2022.02.035

Optimization Measures for Standardization Process of CNC Lathe Machining Process

DING Wen-juan

（Huai'an Technical College of Jiangsu Province，Huai'an 223001，China）

Abstract：CNC lathes are mainly used for cutting internal and external cylindrical surfaces and conical threads of various shaft or disc parts. CNC lathe shows the characteristics of high machining precision，high production progress and high technical requirements in the processing of various parts. Therefore，it is very necessary to optimize and improve the standardized process of CNC lathe processing technology，which can not only greatly improve the process production level，but also ensure the product quality.

Key words：CNC lathe;processing technology;standardized process

早期的數控机床以三坐标立式铳床为主，主要应用在连续空间曲面的加工。而伴随着计算机技术以及传感技术的快速发展，数控加工技术整体水平大幅度增长，不仅实现了生产效率的提升，还能应对一些更加复杂的零件加工需求。虽然国内的数控车床技术保持着良好的发展趋势，但和发达国家相比仍有一定的差距，因此需要不断完善数控车床加工水平，针对工艺标准化流程进行优化。

1数控车床的应用优势及加工零部件工艺性分析

1.1数控车床加工工艺的应用优势

数控车床搭载控制程序，能够实现自动化生产，其主要原理是借助事先编辑的编码或符号指令完成不同零件的自动化加工，在实际生产过程中表现出以下特征：1）有着较高的加工精度，并且能够保证稳定的加工质量输出。2）可以实现多级坐标的联动，对一些相对较为复杂的零件也可以轻松完成加工。3）当加工零件内部结构发生变动时，只需要改变数控程序就可以完成整个调整过程，并且数控机床允许自由调整加工量，其整体的生产效率要高于普通车床。数控机床的一大优势在于其具有自动化生产技术，完全可以替代人力，使整体的生产成本大幅度下降。4）数控机床对操作人员的专业素质有着较高的要求，尤其是维修工作，对相关人员的技术水平也有着较高的要求。

通过分析数控机床的特征并与传统加工工艺进行对比，前者所表现出的优势，无论是加工质量或是精度方面都更加突出，有着更高的生产效率。无论是在生产基准或误差控制方面，数控车床表现更优，能够确保加工零件的质量达到标准要求。这是因为数控机床可以通过零位补偿的方式解决定位基准和设计标准无法完全重合的问题，以此实现测量和工序基准与设计基准的一致，大幅度简化复杂的编程过程，极大地提高了计算精准性。并且其搭载的数字编程系统能够实现精度定位，这也能够确保所加工产品的精度。相比之下，传统加工工艺的基准定位会受到夹具的影响，若涉及批量生产，势必会表现出较大的误差。

1.2加工零部件工艺性分析

在设计图纸上，关于零件的各种尺寸标注必须要为加工提供便捷性支持，一般要求使用统一基准对加工零部件的坐标尺寸进行标明，利于后期加工过程中针对尺寸进行调节，并且也能够在一定程度上使设计人员了解加工产品的使用特性。进行手工编制程序时，要保证数据的精确性，同时还需要关注是否匹配工件轮廓所需的几何元素条件，尤其是在进行自动编程过程中，需要关注所有元素的定义。

使用数控车床对零部件进行加工时要对零部件的外部形状进行控制。通常会选取较为统一的尺寸或多个类型的工具，尽量避免在进行加工过程中出现更换刀具的情况。开槽内圆角过于狭小的情况，不仅容易导致没有相应的加工要具进行匹配，同时也可能引发一系列的问题。若加工零件结构存在质量问题，并且表现出较为集中的边缘应力，势必会导致加工零部件本身的使用寿命缩减，并且为了避免在加工中出现重复装夹的情况，应关注加工面尺寸和轮廓位置是否匹配。有关数控车床加工工艺流程的安排，通常需要遵循统一的定位标准。

2数控车床的选用原则

2.1前期准备

前期准备阶段的主要工作内容包括对零件加工所需工具和生产批量数量进行确定，目的在于拟定对应的功能，保证前期准备工作的充足。关于数控车床的选择，必须确保满足零件基本工艺标准，例如对应的结构尺寸以及有关零件工艺生产的具体质量要求或相关标准等。精度要求具体是指依据工件的尺寸、定位精度和零件粗糙程度对车床的控制精度进行设定。车床的可靠性决定着最终产品的质量以及生产效率，因此可靠性分析必不可少。关于可靠性的理解，是指在特定条件下，数控车床的执行功能以及长时间的功能正常运行状态，要求在长时间生产过程中不出现故障或出现故障能够在短时间内进行调整并恢复生产。总的来说，关于加工生产之前的数控车床准备工作主要涉及结构、制造等分析工作，确保最终所选择的数控车床满足工件生产工艺要求。

2.2机床附件及刀具

数控车床所使用的附件以及刀具质量将直接决定最终的生产效率以及产品质量。因此关于数控车床的选用必须关注其附件和刀具的质量水平，要求所使用的刀具和附件必须配套。

2.3控制系统

关于控制系统的选择，通常会使用同一家供货商的产品，但同时也需要横向比较其性价比以及机床防护功能。性价比方面主要是指数控车床的功能性以及精度表现，提高其在日常生产过程中的利用效率，避免出现闲置浪费的情况，强调数控车床功能和生产需求之间的匹配。而机床防护方面则是指机床所搭配的全封闭或者是半封闭防护装置，自动排屑装置等，能够有效确保机床运行过程中的安全性，提高其使用壽命。

2.4选择适当的加工方法

确保使用的加工方法合适是保证最终加工精度达标，并且表面粗糙程度符合设计标准的关键举措。关于加工方法的选择需要参考的依据通常为零件的形状、尺寸以及热处理等相关技术要求。尽可能选择效率最高且最为合适的加工方法。例如依据生产设备的实际情况，箱体表面的孔洞加工一般使用铰孔方法，如果对于孔洞的面积要求较大会选择镗孔。除了考虑方法的合适性之外，还需要兼顾方法对应的生产成本，以追求低成本、高效率和高质量为核心要素。

2.5选择适当的加工工序

在数控车床加工时，考虑在装夹时能否一次性的完成全部工序或大部分工序，工序尽可能集中，这就需要先来分析图样中零件在加工中是否可以一次装夹完成，如果达不到一次装夹，要减少装夹的次数和刀具的更换次数，并且在划分工步中，加工精度和加工效率两个方面因素要重点考虑，在同一个工件的加工表面上加工顺序是粗加工一半精加工一精加工，也可所有表面粗加工、精加工分着进行。

2.6优化数控车床加工路线

针对数控车床的加工路线进行优化，通常需要遵循以下原则：首先，避免刀具出现较多的闲置时间，尽可能缩短加工线路，必要的情况下可以删减一些无效程序;其次，零部件表面粗糙程度以及表面精度要达到设计标准;再次，通过简化编程的方式实现数值精确;最后，重视数控车床点位的控制以及定位的精准度。使用数控车床加工，刀具的运动路线并非最为关键的因素，关键点在于刀具走刀路线行程最短。

3数控车床加工工艺标准化流程优化

3.1确认工件加工部位和内容

正确的加工工序是保证工艺生产质量的关键，同时也影响着数控车床和其他生产作业工序之间的衔接顺畅性。通常零件的工程图只会针对工件的具体形状、大小进行标识，而涉及毛坯材料并未给出明确的要求。因此在数控车床编程过程中，需要针对材料的规格、大小、形状以及热处理的情况进行详细分析。这是因为工件的工程图纸、内容、材料、数据等都属于原始信息范畴，而对这些信息的准确把控直接决定着规划设计的最终质量，同时也影响着数控车床的加工表现。除了上述信息之外，还需要关注工件原始信息之外的一些要求，例如在进行加工之前的形状、尺寸或锻件等参数。这是因为在完成上一道工序之后，上一道工序的基准面基准孔会对加工部位的形状、尺寸产生一定的影响，而这些数据信息是保证各加工工序之间顺利衔接的关键。

3.2确认车床类型和控制系统

首先，针对车床的型号和规格进行确定。确定依据在于所需要加工生产的工件对应的加工空间和具体的生产区域，以此获得数控车床的额定功率范围、换刀系统和各种附件配套情况。一般会选择额度功率较低且主轴速度较高的数控车床，而涉及大车床的确定，则需要选择较高额定功率以及主轴速度较低的数控车床。其次，关于控制系统的选择。控制系统是决定数控车床加工表现的关键，必须保证控制系统的稳定性，尤其是各种控制器的功能可靠。同时还需要对控制系统对应的编程方式（如子程序和加工循环功能）进行检验。

3.3确认工件的安装方式

关于工件的安装方式进行确认十分关键，在进行该项操作之前，需要针对具体的加工部位、定位、基准和夹紧要求的条件进行确定，以此获得正确的夹具和辅助工具应用。夹具部分的设计合理性，直接决定着最终的加工效率，同时也影响着工件质量，这是因为夹具会决定加工质量的一致性。目前常用的数控车床在夹持工件时多用三爪自定心卡盘，在维持较高转速的情况下，能够实现对工件的有效固定。现阶段所使用的卡盘，转速一般维持在4000～6000 r/min，所提供的夹紧力处于2000～8000 N之间，在实际生产中的应用优势突出。

3.4确认工件加工的工艺方案

第一，先粗后精。涉及切削加工过程，出于提高工件质量的考虑，必须保证加工工序的合理性。多数情况下会对精加工之前的加工余量进行精简，其目的在于确保加工余量匹配精加工的要求。完成加工工序的合理设计之后，首要任务是完成换刀操作，依次完成半精加工和精加工操作。半精加工的主要目的是对余量均匀性进行调整，为精加工的顺利展开奠定基础。第二，先近后远。主要是依据加工部位完成对刀点距离的确认，遵循由近及远的加工原则，如此操作的主要原因是缩短刀具移动距离，避免过多的空行程。车削加工顺序应当遵循由远及近，这种加工顺序能够保证毛坯件的刚性。第三，遵循先内后外的加工顺序。主要适用于需要内外表面均进行加工的零件。关于加工方案的制定，要考虑内型和内腔的设计，随后逐步延伸到外表面的加工，目的在于保证工件尺寸和形状的精准性，同时也有利于加工过程中切屑的清除。

4结语

综上所述，为了更好地彰显数控车床应用优势，关注相关工艺标准化流程的优化策略，不仅能够提高加工工件的产品质量，同时也能够使数控车床的生产效率提高。相关优化策略包括对加工工件的各项参数进行确定，对车床类型和系统类型进行确定，明确工件的安装方式以及针对工件加工工艺方案进行科学设计等，同时，在进行工艺流程优化的过程中，需要依据实际情况做出灵活调整。

【参考文献】

[1]曾莉华.数控车床加工工艺流程的优化改进[J].中国设备工程，2018（13）：83-84.

[2]郭毓辉.数控车床加工工艺流程的优化改进分析[J].山东工业技术，2018（9）：43.

[3]穆明波.探析数控车床加工精度的工艺处理及优化[J].华东科技（综合），2019（1）：278.

[4]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（6）：34-35+250.

[5]肖政添.有效改进数控车床加工工艺流程的途径[J].科技资讯，2013（18）：109.

[6]郑志强，崔晓光.数控车床装配工艺流程的分析与研究[J].科技创新与应用，2017（5）：134.

[7]杨仲伟.数控车薄壁半球类零件夹具及加工[J].职业，2014（21）：175-176.