数控车削加工常见问题分析

　　摘要：制造业是国民经济发展的基础产业，随着科学技术的飞速发展，制造业正经历着前所未有的变化。作为国民经济支柱产业的制造业已经远远超出了其传统意义的范围，它在传统制造技术的基础上，融入了计算机技术、控制技术、传感器技术与机、电、光一体化技术，呈现出精密化、柔性化、数字化、网络化、集成化、敏捷化、虚拟化、绿色化的发展趋势。特别是数控机床在航空、航天、造船、汽车、模具等机械制造领域中的口益普遍应用，使传统的机械设计与制造方式发生根本性的变化。数控机床的使用大幅度地缩短了产品的制造周期，提高了产品的加工质量，加速了产品的更新换代，提高了产品的竞争能力。

　　关键字：数控，车削加工，产品

　　

　　中图分类号：TG527文献标识码：A文章编号：

　　目前，数控机床和数控车削加工用刀具的性能与以前比，有很大的提高。但是机床的性能并没有得到充分的发挥，具体表现在数控车削加工时，参数设置太保守，工艺参数与机床以及刀具选择应该做到匹配，以充分发挥数控机床的性能。为利用数控车削加工的优势，提高加工效率，高效加工是数控技术发展的一个重要方向。高效加工并不意味着就是高速加工，但它相对于机床来说，已经发挥了机床本身的性能，已经或接近达到机床加工效率的安全极限。

　　在复杂曲面的加工中，提高加工效率的根本在十提高切削效率，而提高切削效率的关键在于优化切削用量。在复杂曲面的实际加工中，如粗加工，由于毛坯变形导致加工余量不均匀、同时曲面形状变化、材料硬度的不一以及加工中刀具发生的磨损变化等因素，使得实际加工中只能采用保守的切削进给速度。操作工人的现场干预，其效果有限目\"当速度稍高时，则人工干预难以进行。上述因素，使得数控机床不能充分发挥机床固有的加工能力。复杂曲面粗加工，材料去除量大，为追求加工效益，参数设置时，切削深度大，进给速度大，相应的切削力就大，同时不可避免地会有打刀以及加剧刀具磨损等现象发生，刀具损耗增加，使得加工成本增加，另外，切削力增大，机床振动增加，机床运动部分的磨损也会加大，对机床本身的精度也会造成影响，目前没有针对粗加工特点的进给速度优化方法。

　　复杂曲面的精加工首先要保证加工质量，并在此前提下提高加工效率。精加工中，由于频繁的换刀会在加工面上留下接刀痕迹，影响加工面上的加工质量。因此，精加工时，必须考虑刀具的寿命，同时精加工时，工艺参数必须适当设置，以保证加工质量和效益。

　　要提高加工效率，必须优化加工参数。加工参数优化的关键是建立有效的瞬时切削力模型，而切削力系数的回归分析计算是切削力系数计算的核心，目前建立的切削力模型在切削力系数回归分析计算方面比较困难，需要大量的切削实验离实用化还有一定的距离。高速加工是提高加工效率的有效途径，但高速加工除要求机床、刀具具有高速加工的能力之外，还要求设置的加工参数要求更为苛刻，需要更加稳定的切削负载和更严格的刀具切削路径仿真机制等。

　　制造业是国民经济发展的基础产业，是支撑整个工业和国民经济发展的基石。随着科学技术的高速发展，制造业发生了根本性的变化，普通机械将逐步被高效率、高精度的数控机械所替代。

　　随着市场经济的发展，市场竟争的加剧，工业产品越来越向多品种、小批量、高质量、低成本的方向发展，同时具有复杂曲面的产品也越来越多，复杂曲面的加工也越来越成为制约加工效率和开发周期及生产周期的\"瓶颈\"。为此，必须提高数控车削加工的效率，缩短产品的更新换代周期。信息技术、微电子技术、计算机技术的不断发展又为数控技术的发展提供了强大的支持。

　　为了防止在加工中出现负余量;粗(荒)加工的研究是为了减少刀具的空走刀量，减少机床做无用功的时间;数控车削加工参数优化可以显著提高数控\"加工的效率，有工程应用价值。通常用于大型汽车覆盖件模具加工的数控机床，一台机床价值数百万兀不等，根据数控机床的精度以及机床价值的不同，大型数控机床每小时的加工费用有所不同，通常大型数控机床一个小时的加工费用需要300一400元左右，因此，通过减少曲面加工余量、减少空走刀量以及数控车削加工参数优化即使减少一幅模具的加工时间4小时(通常一幅汽车覆盖件模具从粗加工到精加工完成需要上百小时的数控车削加工时间)，这样一幅模具的加工费用至少要减少加工费用上千兀，以汽车覆盖件模具公司加工汽车覆盖件模具一千幅为例，这样加工一千幅模具的加工费用至少可减少1百万元以上。

　　复杂曲面常见十航空、航天、汽车、模具以及水轮机叶片等产品中，每种复杂曲面都各有其独特的特点，与具有规则几何形状的零件相比，被加工复杂曲面如果缺乏清晰定义的基准特征，将会使得加工前的定位变得十分困难，或者若在工作台上定位不当，则会造成大幅度的余量起伏，增加了后续加工的难度，严重影响零件的加工效率与效益。因此在加工前完成毛坯与模型曲面间的最佳定位就显得尤为重要。实际上应用曲面匹配技术，可以实现复杂曲面的加工检测以及定位安装。因此本章首先从曲面匹配技术开始论述，然后以数控车削加工汽车覆盖件模具时的复杂曲面为例，根据汽车覆盖件模具的特点，寻找出数控车削加工汽车覆盖件模具复杂曲面的较佳定位姿态，使得模具加工时的加工余量尽可能均匀。

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