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1、数控加工工艺1。学习目标了解数控车削加工的主要对象。掌握数控车削加工零件工艺性分析的主要内容与方法。掌握数控车削加工工艺路线拟定的内容及方法。能够独立完成中等复杂零件的数控车削加工工序设计。2。内容提要本章重点讨论数控车削加工工艺路线和工序的设计、车削加工中的装刀与对刀技术；介绍数控车削加工的主要对象、车削加工零件的工艺性分析的内容与方法，并结合典型零件加以分析。 1 数控车削加工的主要对象要求掌握数控车削加工的主要对象：（1）轮廓形状特别复杂或难于控制尺寸的回转体零件（2）精度要求高的回转体零件（3）带特殊螺纹的回转体零件 2 数控车削加工工艺分析本章教学重点。 2.1 数控车削加工零件的工
2、艺性分析（1）零件图分析零件图分析是制订数控车削工艺的首要工作，主要内容包括：尺寸标注方法分析。 以同一基准标注尺寸或直接给出坐标尺寸，既便于编程，又有利于设计基准、工艺基准、测量基准和编程原点的统一。轮廓几何要素分析。分析几何元素的给定条件是充分。精度及技术要求分析。a. 分析精度及各项技术要求是否齐全、是否合理；b. 分析本工序的数控车削加工精度能否达到图样要求，若达不到，需采取其它措施（如磨削）弥补的话，则应给后续工序留有余量；c. 找出图样上有位置精度要求的表面，这些表面应在一次安装下完成；d. 对表面粗糙度要求较高的表面，应确定用恒线速切削。注意：只有在分析零件尺寸精度和表面粗糙度的
3、基础上，才能正确合理地选择加工方法、装夹方式、刀具及切削用量等。（2）结构工艺性分析零件的结构工艺性是指零件对加工方法的适应性，即所设计的零件结构应便于加工成型。在结构分析时，若发现问题应向设计人员或有关部门提出修改意见。（3）零件安装方式的选择在数控车床上零件的安装方式与普通车床一样，要合理选择定位基准和夹紧方案，主要注意以下两点。力求设计、 工艺与编程计算的基准统一， 这样有利于提高编程时数值计算的简便性和精确性。尽量减少装夹次数，尽可能在一次装夹后，加工出全部待加工面。2.2 数控车削加工工艺路线的拟订（1）加工方法的选择应根据零件的加工精度、 表面粗糙度、 材料、结构形状、 尺寸及生产
4、类型等名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 1 页，共 4 页 - - - - - - - - - 因素，选用相应的加工方法和加工方案。（2）加工工序划分保持精度原则数控加工要求工序尽可能集中，通常粗、精加工在一次装夹下完成， 为减少热变形和切削力变形对工件的形状、位置精度、尺寸精度和表面粗糙度的影响，应将粗、精加工分开进行。 对轴类或盘类零件， 将待加工面先粗加工， 留少量余量精加工， 来保证表面质量要求。 对轴上有孔、 螺纹加工的工件， 应先加工表面而后加工孔、螺纹。提
5、高生产效率的原则数控加工中， 为减少换刀次数， 节省换刀时间， 应将需用同一把刀加工的加工部位全部完成后， 再换另一把刀来加工其他部位。同时应尽量减少空行程， 用同一把刀加工工件的多个部位时，应以最短的路线到达各加工部位。（3）加工路线的确定在数控加工中， 刀具（严格说是刀位点） 相对于工件的运动轨迹和方向称为加工路线， 即刀具从对刀点开始运动起，直至结束加工程序所经过的路径，包括切削加工的路径及刀具引入、返回等非切削空行程。加工路线的确定首先必须保持被加工零件的尺寸精度和表面质量，其次考虑数值计算简单、走刀路线尽量短、效率较高等。因精加工的进给路线基本上都是沿其零件轮廓顺序进行的，因此确定进
6、给路线的工作重点是确定粗加工及空行程的进给路线。轮廓粗车切削进给路线一般有三种：数控系统固有的沿工件轮廓进给的路线、三角形循环进给路线和矩形循环进给路线。在同等切削条件下， 矩形循环进给路线切削时间最短， 刀具损耗最少。车螺纹时的轴向进给距离分析：在数控车床上车螺纹时，沿螺距方向的Z向进给应和车床主轴的旋转保持严格的速比关系，因此应避免在进给机构加速或减速的过程中切削。（4）车削加工顺序的安排先粗后精先近后远：离对刀点近的部位先加工，离对刀点远的部位后加工。内外交叉基面先行原则2.3 数控车削加工工序的设计（1）夹具的选择车床夹具分为两种基本类型：一类是安装在车床主轴上的夹具（三爪卡盘、四爪卡
7、盘、顶尖、花盘、心轴等）；另一类是安装在滑板或床身上的夹具，用于某些形状不规则和尺寸较大工件的装夹。（2）刀具的选择数控车削常用车刀一般分尖形车刀、圆弧形车刀和成型车刀等三类。 机夹可转位车刀的选用a. 刀片材质的选择：依据被加工工件的材料、被加工表面的精度、表面质量要求、切削载荷的大小以及切削过程有无冲击和振动等。b. 刀片尺寸的选择刀片尺寸的大小取决于必要的有效切削刃长度L。c. 刀片形状的选择刀片形状主要依据被加工工件的表面形状、切削方法、刀具寿命和刀片的转位次数等因素选择。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - -
8、名师精心整理 - - - - - - - 第 2 页，共 4 页 - - - - - - - - - （3）切削用量的确定切削用量的选择原则是： 保证零件加工精度和表面粗糙度，充分发挥刀具的切削性能， 保证合理的刀具耐用度； 并充分发挥机床的性能， 最大限度提高生产率，降低成本。 主轴转速 n 的确定：应根据允许的切削速度v 和工件直径 d 来进行计算。切削速度 v，单位为 m min，由刀具的耐用度决定，可查切削用量手册选取。注意：数控车螺纹时，主轴转速会受到以下几方面的影响：a. 螺纹加工程序段中指令的螺距值，相当于以进给量f （mm r -1 ）表示的进给速度 F， 如果将机床的主轴转速
9、选择过高， 其换算后的进给速度 （mm min-1）则必定大大超过正常值。b. 刀具在其位移过程的始 / 终，都将受到伺服驱动系统升/ 降频率和数控装置插补运算速度的约束，由于升/ 降频特性满足不了加工需要等原因，则可能因主进给运动产生出的“超前”和“滞后”而导致部分螺牙的螺距不符合要求。c. 车削螺纹必须通过主轴的同步运行功能而实现，即车削螺纹需要有主轴脉冲发生器（编码器）。当其主轴转速选择过高，通过编码器发出的定位脉冲（即主轴每转一周时所发出的一个基准脉冲信号）将可能因“过冲” （特别是当编码器的质量不稳定时）而导致工件螺纹产生乱纹（俗称“烂牙”）。 进给速度 vf 的确定：根据零件的加工
10、精度和表面粗糙度要求以及刀具、工件的材料性质，查阅切削用量手册选每转进给量f ，然后计算进给速度。 背吃刀量 ap 确定：在刚度允许的条件下， 应尽可能使背吃刀量等于工件的加工余量， 以减少走刀次数， 提高生产效率。 为了保证加工表面质量， 可留少许精加工余量，一般为0.20.5mm。注意：切削用量的具体数值还应根据机床性能、相关的手册并结合实际经验用模拟方法确定， 使主轴转速、 背吃刀量及进给速度三者能相互适应，以形成最佳切削用量。2.4 数控车削加工中的装刀与对刀技术本章教学难点之一。（1）车刀的安装在实际切削中， 车刀安装的高低， 车刀刀杆轴线是否垂直， 对车刀角度有很大影响。以车削外圆
11、（或横车）为例，当车刀刀尖高于工件轴线时，因其车削平面与基面的的位置发生变化，使前角增大，后角减小；反之，则前角减小，后角增大。车刀安装的歪斜，对主偏角、副偏角影响较大，特别是在车螺纹时，会使牙形半角产生误差。因此，正确地安装车刀，是保证加工质量，减小刀具磨损，提高刀具使用寿命的重要步骤。（2）刀位点刀位点是指在加工程序编制中，用以表示刀具特征的点， 也是对刀和加工的基准点。对于车刀，各类车刀的刀位点如图5-20 所示。图 5-20 车刀的刀位点（3）对刀在加工程序执行前，调整每把刀的刀位点， 使其尽量重合于某一理想基准点，这一过程称为对刀。 理想基准点可以设在基准刀的刀尖上，也可以设定在对刀
12、仪的定位中心（如光学对刀镜内的十字刻线交点）上。对刀基本方法有：定位对刀法、光学对刀法、ATC对刀法和试切对刀法。其名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 3 页，共 4 页 - - - - - - - - - 中试切对刀法，可以得到更加准确和可靠的结果。（4）换刀点位置的确定换刀点是指在编制加工中心、 数控车床等多刀加工的各种数控机床所需加工程序时，相对于机床固定原点而设置的一个自动换刀或换工作台的位置。换刀的位置可设定在程序原点、 机床固定原点或浮动原点上， 其具体的位置
13、应根据工序内容而定。为了防止在换 （转）刀时碰撞到被加工零件或夹具，除特殊情况外，其换刀点都设置在被加工零件的外面，并留有一定的安全区。3 典型零件的数控车削加工工艺分析本章教学难点之一。本节是前面所学知识的综合运用，结合典型零件进行数控车削加工工艺分析。分析步骤如下：（1）零件图工艺分析（2）确定装夹方案（3）确定加工顺序及进给路线（4）刀具选择（编写刀具卡片）（5）切削用量选择（6）编写数控加工工艺卡片名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 4 页，共 4 页 - - - - - - - - -