《数控车床及车削加工工艺ppt课件.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《数控车床及车削加工工艺ppt课件.ppt（58页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、第第5章章 数控车床及车削加工工艺数控车床及车削加工工艺5.1 数控车床简介数控车床简介52 数控车床加工工艺分析数控车床加工工艺分析53 数控车床加工工艺路线的拟订数控车床加工工艺路线的拟订54 典型零件的数控车削加工工艺分析典型零件的数控车削加工工艺分析5.1 数控车床简介数控车床简介5.1.1 数控车床的组成数控车床的组成（1 1）车床主机）车床主机 即数控车床的机械部件，主要包括床身、主轴箱、刀架、尾座、进给传动机构等。（2 2）数控系统）数控系统 即控制系统，是数控车床的控制核心，其中包括CPU、存储器、CRT等部分。（3）驱动系统 即伺服系统，是数控车床切削工作的动力部分，主要实现
2、主运动和进给运动。（4 4）辅助装置）辅助装置 是为加工服务的配套部分，如液压、气动装置，冷却、照明、润滑、防护和排屑装置。（5 5）机外编程器）机外编程器 是在普通的计算机上安装一套编程软件，使用这套编程软件以及相应的后置处理软件，就可以生成加工程序。通过车床控制系统上的通信接口或其他存储介质(如软盘、光盘等)，把生成的加工程序输入到车床的控制系统中，完成零件的加工。 图图51 数控车床的组成数控车床的组成 5.1.2 数控车床的布局数控车床的布局1床身和导轨的布局床身和导轨的布局 图图52 数控车床的布局形式数控车床的布局形式a) 平床身 b) 斜床身 c) 平床身斜滑板 d) 立床身 a
3、)工艺性好，便于导轨面的加工。水平床身配上水平放置的刀架可提高刀架的运动精度，一般可用于大型数控车床或小型精密数控车床的布局。但由于下部空间小，故排屑困难 。 c)这种布局形式一方面有水平床身工艺性好的特点，另一方面机床宽度方向的尺寸较水平配置滑板的要小，且排屑方便。 b).c)布局形式排屑容易，热铁屑不会堆积在导轨上，也便于安装自动排屑器；操作方便，易于安装机械手，以实现单机自动化；机床占地面积小，外形简洁、美观，容易实现封闭式防护等特点，所以中、小型数控车床普遍采用这两种布局形式。 d)导轨倾斜的角度分别为30、45、60、75，当角度为90时称为立式床身。倾斜角度小，排屑不便；倾斜角度大
4、，导轨的导向性差，受力情况也差。中小规格的数控车床，其床身的倾斜度以60为宜。2刀架的布局刀架的布局 数控车床的刀架分为回转式和排刀式刀架两大类。排刀式刀架主要用于小型数控车床，适用于短轴或套类零件的加工(图53)。回转式刀架是普遍采用的刀架形式，它通过回转头的旋转、分度、定位来实现机床的自动换刀工作(图54)。图图53 排刀式刀架应用排刀式刀架应用 图图54 回转式刀架回转式刀架 5.1.3 数控车床的用途数控车床的用途 数控车床自动完成内外圆柱面、圆锥面、圆弧面、端面、螺纹等工序的切削加工，并能进行切槽、钻孔、镗孔、扩孔、铰孔等加工。此外，数控车床还特别适合加工形状复杂、精度要求高的轴类或
5、盘类零件。图图55 车床加工的典型表面车床加工的典型表面 5.1.4 数控车床的分类数控车床的分类1按数控系统的功能和机械结构的档次分按数控系统的功能和机械结构的档次分 （1）经济型数控车床经济型数控车床:一般采用步进电动机驱动的开环控制系统，结构简单，价格低廉, 一般只能 进行两个平动坐标(刀架的移动)的控制和联动。(图示） （2）全功能型数控车床全功能型数控车床:采用闭环或半闭环控制的伺服系统，可以进行多个坐标轴的控制。具有高刚度、高精度和高效率等特点。（图示） （3）车削中心车削中心:车削中心是一种复合加工机床，工件在一次装夹后，它不但能完成对回转型面的加工，还能完成回转零件上个各表面加
6、工，如圆柱面或端面上铣槽或平面等（如图56所示） （4）FMC车床车床:一个由数控车床、机器人等构成的柔性加工单元系统（图57 ） 2按主轴的配置形式分按主轴的配置形式分 （1）卧式数控车床卧式数控车床 ：主轴轴线处于水平位置的数控车床。（双轴卧式数控车床） （2）立式数控车床立式数控车床 ：主轴轴线处于垂直位置的数控车床。（双轴立式数控车床 ）3按数控系统控制的轴数分按数控系统控制的轴数分 （1）两轴控制的数控车床两轴控制的数控车床：机床上只有一个回转刀架或两个排刀架，多采用水平导轨，可实现 两坐标轴控制。 （2）四轴控制的数控车床四轴控制的数控车床：机床上有两个独立的回转刀架，多采用斜置导
7、轨，可实现四坐标轴控制。图图 经济型数控车床经济型数控车床return图图 全功能型数控车床全功能型数控车床return 图图56 车削中心主轴的车削中心主轴的C轴功能轴功能（a）C轴定向时，在圆柱面和端面上铣槽 （b）C轴、Z轴联动进给插补，在圆柱面上铣螺旋槽 （c）C轴、X轴联动进给插补，在端面上铣螺旋槽 （d）C轴、X轴联动进给插补，铣直线和平面 return 图图57 FMC车床车床 return5.1.5 数控车床的传动与主要机械结构数控车床的传动与主要机械结构 图图58 MJ-50数控车床的外观图数控车床的外观图 1-主轴卡盘夹紧与松开的脚踏开关 2-对刀仪 3-主轴卡盘 4-主轴
8、箱 5-机床防护门 6-液压系统压力表 7-对刀仪防护罩 8-机床防护罩 9-对刀仪转臂 10-操作面板 11-回转刀架 12-尾座 13-30倾斜布置的滑板 14-平床身1主传动系统和主轴部件主传动系统和主轴部件（1）主运动传动系统）主运动传动系统 图图59 MJ-50数控车床传动系统图数控车床传动系统图 （2）主轴部件）主轴部件 图图510 MJ-50数控车床主轴箱结构简图数控车床主轴箱结构简图 1-螺母2-同步带3-同步带轮4-脉冲编码器5-螺钉6-螺母7-主轴8-螺母9-主轴箱体10-角接触球轴承11-圆锥孔双列圆柱滚子轴承12-螺钉13-螺钉14-圆锥孔双列圆柱滚子轴承15-带轮16
9、-同步带轮17-螺钉2进给传动机构及传动装置进给传动机构及传动装置（1）进给传动系统进给传动系统 （图（图59） ( 2 ) 横向（横向（X轴）进给传动装置轴）进给传动装置 (之一) 图图511 MJ-50数控车床数控车床X轴进轴进 给装置简图给装置简图 （之一）1-滑板2-螺母3-前支承4-轴承座5-缓冲块 6-滚珠丝杠7-螺母8-缓冲块 9-后支承10-同步带轮11-螺母12-同步齿形带13-键14-同步带轮15-交流伺服电机16-脉冲编码器17-镶条18-镶条19-镶条20-螺钉 ( 2 ) 横向（横向（X轴）进给传动装置（之二）轴）进给传动装置（之二） 图图511 MJ-50数控车床数
10、控车床X轴进轴进 给装置简图给装置简图 （之二）21-刀架 22-导轨护板 23-镶条24-镶条25-镶条26-机床参考点的限位开关27-机床参考点的挡块 （3）纵向（）纵向（Z轴）进给传轴）进给传动装置动装置 图图511 MJ-50数控车床数控车床X轴进轴进 给装置简图给装置简图 （之二）21-刀架 22-导轨护板 23-镶条24-镶条25-镶条26-机床参考点的限位开关27-机床参考点的挡块 3刀架刀架 图图513 MJ-50数数控车床回转刀架结控车床回转刀架结构简图构简图 4机床尾座机床尾座 图图514 MJ-50数控车床尾座结构简图数控车床尾座结构简图5卡盘卡盘 图图515 MJ-50
11、数控车床的液压卡盘结构简图数控车床的液压卡盘结构简图1-驱动器 2-卡爪 3-卡盘 4-活塞杆 5-液压缸 6、7-行程开关52 数控车床加工工艺分析数控车床加工工艺分析 5.2.1 数控车床的主要工对象数控车床的主要工对象 1精度要求高的回转体零件(图5 16）2表面粗糙度要求高的回转体零件 3表面形状复杂的回转体零件 （图517）4带特殊螺纹的回转体零件 图图516 轴承内圈示意图轴承内圈示意图 图图5 517 17 成型内腔零件示例成型内腔零件示例 5.2.2 数控车床加工零件的工艺性分析数控车床加工零件的工艺性分析1 1零件图样分析零件图样分析 （1）尺寸标注方法分析 由于数控加工精度
12、及重复定位精度都很高，不会因产生较大的积累误差而破坏使用特性，因此可将局部的尺寸分散标注法改为以集中引注或坐标式的尺寸标注法。 （图518）（2）零件轮廓的几何要素分析 要分析几何元素的给定条件是否充分、正确。 （图519、 图520） （3）精度及技术要求分析 分析精度及各项技术要求是否齐全、是否合理。对采用数控加工的表面，其精度要求应尽量一致，以便最后能一刀连续加工。 分析本工序的数控车削加工精度能否达到图纸要求，若达不到，需采用其他措施（如磨削）弥补的话，注意给后续工序留有余量。 找出图样上有较高位置精度要求的表面，这些表面应在一次安装下完成。 对表面粗糙度要求较高的表面，应确定用恒线速
13、切削。 2零件结构工艺性分析零件结构工艺性分析( ( 图图5 521 21 ) ) 图图518 局部分散标注与坐标式标注局部分散标注与坐标式标注 return 图图519 几何要素缺陷示例一几何要素缺陷示例一 图图520 几何要素缺陷示例二几何要素缺陷示例二 图图521 结构工艺性示例结构工艺性示例 return53 数控车床加工工艺路线的拟订数控车床加工工艺路线的拟订 5.3.1 工序的划分工序的划分 在批量生产中，常用下列两种方法进行工序的划分： 1 1 按零件加工表面按零件加工表面划分工序划分工序（图522） 将位置精度要求较高的表面安排在一次安装下完成，以免多次安装所产生的安装误差影响
14、位置精度。适用于加工内容不多的零件。 2 2按粗、精加工划分工序按粗、精加工划分工序 以粗加工中完成的那一部分工艺过程为一道工序，精加工中完成的那一部分工艺过程为一道工序。这法适用于零件加工后易变形或精度要求较高的零件。 图图522 轴承内圈精车加工方案轴承内圈精车加工方案 【例【例】 加工如图523a所示手柄零件，该零件加工所用坯料为32mm，批量生产，加工时用一台数控车床。工序的划分及装夹方式如下： 工序1：（如图523b所示将一批工件全部车出，包括切断），夹棒料外圆柱面，工序内容有：车出12mm和20mm两圆柱面圆锥面（粗车掉R42mm圆弧的部分余量）转刀后按总长要求留下加工余量切断。
15、工序2：（见图523c），用12外圆和20端面装夹，工序内容有：车削包络SR7球面的30圆锥面对全部圆弧表面半精车（留少量的精车余量）换精车刀将全部圆弧表面一刀精车成形。图图523 手柄加工示意图手柄加工示意图 a)b)c)5.3.2 加工顺序的安排加工顺序的安排1 1先粗后精先粗后精（图524） 对于粗精加工在一道工序内进行的，先对各表面进行粗加工，全部粗加工结束后在进行半精加工和精加工，逐步提高加工精度。2 2先近后远先近后远（图525） 在一般情况下，离对刀点近的部位先加工，离对刀点远的部位后加工，以便缩短刀具移动距离，减少空行程时间。3 3内外交叉内外交叉 对既有内表面（内型、腔），又
16、有外表面需加工的回转体零件，安排加工顺序时，应先进行外、内表面粗加工，后进行外、内表面精加工。4 4基面先行基面先行 用作精基准的表面应优先加工出来，因为定位基准的表面越精确，装夹误差就越小。 图图524 先粗后精先粗后精 图图525 先近后远先近后远 5.3.3 进给路线的确定进给路线的确定1 1最短的空行程路线最短的空行程路线 （1 1）巧用起刀点）巧用起刀点 。（图526a为采用矩形循环方式进行粗车的一般情况示例 ）（2 2）巧设换（转）刀点）巧设换（转）刀点 .（图526a将换（转）刀点也设置在离坯件较远的位置处 ) )（3 3）合理安排）合理安排“回零回零”路线。路线。（执行“回零”
17、（即返回对刀点）指令 ）2 2粗加工（或半精加工）进给路线粗加工（或半精加工）进给路线（1 1）常用的粗加工进给路线）常用的粗加工进给路线 。（图527为利用数控系统具有的矩形循环功能 、三角形循环功能、封闭式复合循环功能的进给路线 ) )（2 2）大余量毛坯的阶梯切削进给路线）大余量毛坯的阶梯切削进给路线 。（图528为车削大余量工件两种加工路线 ) )（3 3）双向切削进给路线）双向切削进给路线 。（图529为轴向和径向联动双向进刀的路线 ) )3 3精加工进给路线精加工进给路线 （1 1）完工轮廓的连续切削进给路线）完工轮廓的连续切削进给路线 。在安排一刀或多刀进行的精加工进给路线时，其
18、零件的完工轮廓应由最后一刀连续加工而成 。 （2 2）各部位精度要求不一致的精加工进给路线）各部位精度要求不一致的精加工进给路线 。若各部位精度相差不是很大时，应以最严的精度为准，连续走刀加工所有部位；若各部位精度相差很大，则精度接近的表面安排同一把刀走刀路线内加工，并先加工精度较低的部位，最后再单独安排精度高的部位的走刀路线。 4 4特殊的进给路线特殊的进给路线（如图530-图532） 在数控车削加工中，一般情况下，Z坐标轴方向的进给路线都是沿着坐标的负方向进给的，但有时按这种常规方式安排进给路线并不合理，甚至可能车坏工件。 图图526 巧用起刀点巧用起刀点a)a)将起刀点与对刀点重合在一起
19、： 第一刀为ABCDA； 第二刀为AEFGA； 第三刀为AHIJA。 b)b)巧将起刀点与对刀点分离 ：起刀点与对刀点分离的空行程为AB； 第一刀为BCDEB； 第二刀为BFGHB； 第三刀为BIJKB。return图图527 常用的粗加工循环进给路线常用的粗加工循环进给路线 图527a为利用数控系统具有的矩形循环功能而安排的“矩形”循环进给路线。 图527b为利用数控系统具有的三角形循环功能而安排的“三角形”循环进给路线。 图527c为利用数控系统具有的封闭式复合循环功能控制车刀沿工件轮廓等距线循环的进给路线。 对以上三种切削进给路线，经分析和判断后可知矩形循环进给路线的进给长度总和最短。因
20、此，在同等条件下，其切削所需时间（不含空行程）最短，刀具的损耗最少。但粗车后的精车余量不够均匀，一般需安排半精车加工。 return 图图528 大余量毛坯的阶梯切削进给路线大余量毛坯的阶梯切削进给路线 a) 错误的阶梯切削路线 b)正确的阶梯切削路线 图图529 顺工件轮廓双向进给的路线顺工件轮廓双向进给的路线 returnreturn 图图530 两种不同的进给方法两种不同的进给方法 图图531 嵌刀现象嵌刀现象 图图5 532 32 合理的进给方案合理的进给方案 5.3.4 夹具的选择夹具的选择1 1圆周定位夹具圆周定位夹具 （1 1）三爪自定心卡盘）三爪自定心卡盘：能自动定心，夹持范围
21、大，一般不需找正，装夹速度较快。但夹紧力小，卡盘磨损后会降低定心精度。 （图533） （2 2）软爪）软爪：软爪是在使用前配合被加工工件特别制造的，如加工成圆弧面、圆锥面或螺纹等形式，可获得理想的夹持精度。 （图534） （3 3）弹簧夹套）弹簧夹套:弹簧夹套定心精度高，装夹工件快捷方便，常用于精加工的外圆表面定位.。弹簧夹套夹持工件的内孔是标准系列，并非任意直径。 （4 4）四爪单动卡盘）四爪单动卡盘:四爪单动卡盘夹紧力较大，所以适用于大型或形状不规则的工件。但四爪单动卡盘找正比较费时，只能用于单件小批生产。（图535）2 2中心孔定位夹具中心孔定位夹具 （1 1）两顶尖拨盘）两顶尖拨盘:两
22、顶尖（活顶尖、死顶尖）装夹工件方便，不需找正，装夹精度高。该方式适用于长度尺寸较大或加工工序较多的轴类工件的精加工。(图536538） （2 2）拨动顶尖）拨动顶尖 ：常用拨动顶尖有内、外拨动顶尖和端面顶尖两种（图539、5-40）3 3复杂、异形、精密工件的装夹复杂、异形、精密工件的装夹 （1 1）花盘）花盘 ：加工表面的回转轴线与基准面垂直、外形复杂的零件可以装夹在花盘上加工。（图541） （2 2）角铁）角铁：加工表面的回转轴线与基准面平行、外形复杂的零件可以装夹在角铁上加工。（图542） 图图5 533 33 三爪卡盘示意图三爪卡盘示意图 图图5 534 34 加工软爪加工软爪 ret
23、urn 图图535 四爪单动卡盘四爪单动卡盘 a) 四爪单动卡盘 b) 四爪单动卡盘装夹工件 1-卡爪 2-螺杆 3-木板 图图5 537 37 两顶尖装夹工件两顶尖装夹工件 图图5 538 38 两顶尖车偏心轴两顶尖车偏心轴 图图536 顶尖顶尖 a) 普通顶尖 b) 活顶尖 return图图5 539 39 内、外拨动顶尖内、外拨动顶尖 图图5 540 40 端面拨动顶尖端面拨动顶尖 return 图图5 541 41 在角铁上装夹和找正轴承座在角铁上装夹和找正轴承座 图图5 542 42 在角铁上装夹和找正轴承座在角铁上装夹和找正轴承座1-连杆 2-圆形压板 3-压板 4-V形架 5-花
24、盘 1-平衡铁 2-轴承座 3-角铁 4-划针盘 5-压板return5.3.5 刀具的选择刀具的选择1.1.常用车刀种类和用途常用车刀种类和用途 （1）尖形车刀 以直线形切削刃为特征的车刀一般称为尖形车刀。这类车刀的刀尖(同时也为其刀位点)由直线形的主、副切削刃构成.（2）圆弧形车刀 构成主切削刃的刀刃形状为一圆度误差或线轮廓误差很小的圆弧，该圆弧刃每一点都是圆弧形车刀的刀尖。因此，刀位点不在圆弧上，而在该圆弧的圆心上。（如图543）（3）成型车刀 成型车刀俗称样板车刀，其加工零件的轮廓形状完全由车刀刀刃的形状和尺寸决定。 图图543 圆弧形车刀圆弧形车刀 图图544 常用车刀的种类、形状和
25、用途常用车刀的种类、形状和用途 1-切断刀 2-90左偏刀 3-90右偏刀 4-弯头车刀 5-直头车刀 6-成型车刀 7-宽刃精车刀 8-外螺纹车刀 9-端面车刀 10-内螺纹车刀 11-内槽车刀 12-通孔车刀 13-盲孔车刀2可转位刀片的标记可转位刀片的标记 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 式中每一位字符串代表刀片某种参数的意义：1刀片的几何形状及其夹角。2刀片主切削刃后角（法后角）。3公差 表示刀片内接圆d与厚度s的精度级别。4刀片形状、固定方式或断屑槽。5刀片边长、切削刃长。6刀片厚度。7修光刀 刀尖圆角半径r或主偏角r或修光刃后角n。8切削刃状态 尖角切削刃或倒棱切削刃。9
26、进刀方向或倒刃宽度。10各刀具公司的补充符号或倒刃角度。【例】车刀可转位刀片：S N G M 16 06 12 E RA3型号表示含义。 S35菱形刀片；N法后角为0；G刀尖位置尺寸允差（0.025mm），刀片厚度允差（0.13 mm），内接圆公称直径允差（0.025mm）；M一面有断屑槽，有中心定位孔；16切削刃长；06刀片厚度；12刀尖圆角半径1.2 mm；E倒圆刀刃；R右手刀；A3A型断屑槽，断屑槽宽3.23.5 mm。3机夹可转位车刀的选用机夹可转位车刀的选用 为了减少换刀时间和方便对刀，便于实现机械加工的标准化，数控车削加工时，应尽量采用机夹刀和机夹刀片。数控车床一般选用可转位车刀。
27、这种车刀就是使用可转位刀片的机夹车刀，把经过研磨的可转位多边形刀片用夹紧组件夹在刀杆上，其夹紧方式（如图545所示）。车刀刀片每边都有切削刃，当某切削刃磨损钝化后，只需松开夹紧元件，将刀片转一个位置，即可用新的切削刃继续切削，只有当多边形刀片所有的刀刃都磨钝后，才需要更换刀片。 图图545 可转位车刀夹紧方式可转位车刀夹紧方式 (a)楔块上压式夹紧 (b)杠杆式夹紧 (c)螺钉上压式夹紧 （1）刀片材质的选择）刀片材质的选择 常见刀片材料有高速钢、硬质合金、涂层硬质合金、陶瓷、立方氮化硼和金刚石等，其中应用最多的是硬质合金和涂层硬质合金刀片。 （2）刀片尺寸的选择）刀片尺寸的选择 刀片尺寸的大
28、小取决于必要的有效切削刃长度L。有效切削刃长度与背吃刀量ap和车刀的主偏角kr有关(图546)，可查阅有关刀具手册选取。（3）刀片形状的选择）刀片形状的选择 常见可转位车刀刀片形状及角度（图547）。一般外圆车削常用80凸三边形(W型)、四方形(S型)和80棱形(C型)刀片。仿形加工常用55(D型)、35(V型)菱形和圆形(R型)刀片。90主偏角常用三角形(T型)刀片。 不同的刀片形状有不同的刀尖强度，一般刀尖角越大，刀尖强度越大(图548)。在机床刚性、功率允许的条件下，大余量、粗加工应选用刀尖角较大的刀片，反之，宜选用较小刀尖角的刀片。 （4）刀尖圆弧半径的选择）刀尖圆弧半径的选择 刀尖圆
29、弧半径的大小直接影响刀尖的强度及被加工零件的表面粗糙度。刀尖圆弧半径大，表面粗糙度值增大，切削力增大且易产生振动，但刀刃强度增加。通常在切深较小的精加工、细长轴加工、机床刚度较差情况下，选用刀尖圆弧较小些；而在需要刀刃强度高、工件直径大的粗加工中，选用刀尖圆弧大些。（5）刀杆头部形式的选择）刀杆头部形式的选择 刀杆头部形式按主偏角和直头、弯头分有15-18种，有直角台阶的工件，可选主偏角大于或等于90的刀杆。一般粗车可选主偏角4590的刀杆；精车可选4575的刀杆；中间切入、仿形车则可选451075的刀杆；工艺系统刚性好时可选较小值，工艺系统刚性差时，可选较大值。当刀杆为弯头结构时，则既可加工
30、外圆，又可加工端面，图549所示为几种不同主偏角车刀车削加工的示意图。(6)左右手刀柄的选择左右手刀柄的选择 有三种选择：R（右手）、L（左手）和N（左右手）。要注意区分左、右刀的方向，机床刀架是前置式还是后置式、前刀面是向上还是向下、主轴的旋转方向以及需要的进给方向等。（7）断屑槽形的选择）断屑槽形的选择 断屑槽形的参数直接影响着切屑的卷曲和折断，槽形根据加工类型和加工对象的材料特性来确定：基本槽形按加工类型有精加工（代码F）、普通加工（代码M）和粗加工（代码R）；加工材料按国际标准有加工钢的P类、不锈钢、合金钢的M类和铸铁的K类。这两种情况一组合就有了相应的槽形，选择时可查阅具体的产品样本
31、。比如FP就指用于钢的精加工槽形，MK是用于铸铁普通加工的槽形等。 图图547 常见可转位车刀刀片常见可转位车刀刀片 return图图548 刀片形状、刀尖角度与性能关系刀片形状、刀尖角度与性能关系 return 图图546 切削刃长度、背吃刀量与主偏角关系切削刃长度、背吃刀量与主偏角关系 图图549 不同主偏角车刀车削加工的示意图不同主偏角车刀车削加工的示意图 return5.3.6 切削用量的选择切削用量的选择1确定背吃刀量确定背吃刀量ap（）（） 背吃刀量ap相当于加工余量，应以最少的进给次数切除这一加工余量，最好一次切净余量，以提高生产效率。为了保证加工精度和表面粗糙度，一般都留有一定
32、的精加工余量，其大小可小于普通加工的精加工余量，一般半精车余量为0.5左右，精车余量为0.10.5。2确定主轴转速确定主轴转速n (r/min) (1)光车时主轴转速光车时主轴转速 光车时主轴转速应根据零件上被加工部位的直径，并按零件和刀具的材料及加工性质等条件所允许的切削速度vc（m/min）来确定。切削速度除了计算和查表选取外，还可根据实践经验确定。切削速度确定之后，用下式计算主轴转速: dvcn1000式中n 工件或刀具的转速，r/min； vc 切削速度，m/min； d 切削刃选定点处所对应的工件或刀具的回转直径，mm。 （2）车螺纹时主轴转速）车螺纹时主轴转速 对于不同的数控系统，
33、推荐不同的主轴转速选择范围。如大多数普通型车床数控系统推荐车螺纹时的主轴转速如下： knP1000式中n主轴转速，r/min；P工件螺纹的螺距或导程，mm；k保险系数，一般取为80。3确定进给速度确定进给速度vf （mm/min ） 进给速度的大小直接影响表面粗糙度的值和车削效率，因此进给速度的确定应在保证表面质量的前提下，选择较高的进给速度。 进给速度包括纵向进给速度和横向进给速度。一般根据零件的表面粗糙度、刀具及工件材料等因素，查阅切削用量手册选取每转进给量f，再按下式计算进给速度：vf = f n 式中f每转进给量，mm/r。 式中每转进给量f，粗车时一般选取为0.30.8 mm/r，精
34、车时常取0.10.3 mm/r，切断时常取0.050.2 mm/r。54 典型零件的数控车削加工工艺分析典型零件的数控车削加工工艺分析 5.4.1 轴类零件数控车削加工工艺轴类零件数控车削加工工艺 下面以图550所示螺纹特形轴为例，介绍数控车削加工工艺。所用机床为TND360数控车床，其数控车削加工工艺分析如下： 图图550 典型轴类零件简图典型轴类零件简图 1零件图工艺分析零件图工艺分析 采取以下几点工艺措施： （1）对图样上给定的几个精度（IT7IT8）要求较高的尺寸，因其公差数值较小，故编程时不必取平均值，而全部取其基本尺寸即可。 （2）在轮廓曲线上，有三处为过象限圆弧，其中两处为既过象
35、限又改变进给方向的轮廓曲线，因此在加工时应进行机械间隙补偿，以保证轮廓曲线的准确性。 （3）为便于装夹，坯件左端应预先车出夹持部分(双点划线部分)，右端面也应先粗车出并钻好中心孔。毛坯选60mm棒料。2确定装夹方案确定装夹方案 确定坯件轴线和左端大端面(设计基准)为定位基准。左端采用三爪自定心卡盘定心夹紧、右端采用活动顶尖支承的装夹方式。3确定加工顺序及进给路线确定加工顺序及进给路线 加工顺序按由粗到精、由近到远(由右到左)的原则确定。即先从右到左进行粗车(留0.25mm精车余量)，然后从右到左进行精车，最后车削螺纹。图图551 精车轮廓进给路线精车轮廓进给路线 4刀具选择刀具选择（1）选用5
36、mm中心钻钻削中心孔。（2）粗车及平端面选用90硬质合金右偏刀，为防止副后刀面与工件轮廓干涉(可用作图法检验)，副偏角不宜太小，选Kr35。 (3)为减少刀具数量和换刀次数，精车和车螺纹选用硬质合金60外螺纹车刀，刀尖圆弧半径应小于轮廓最小圆角半径，取r0.150.2mm。 表表57 数控加工刀具卡片数控加工刀具卡片 产品名称或代号数控车工艺分析实例零件名称典型轴零件图号Lathe-01序号刀具号刀具规格名称数量加工表面刀具半径/mm备注123T01T02T035中心孔硬质合金90外圆车刀硬质合金60外螺纹车刀111钻5mm中心孔车端面及粗车轮廓精车轮廓及螺纹0.15右偏刀编制审核批准共1页第
37、1页5切削用量的选择切削用量的选择（1）背吃刀量的选择 轮廓粗车循环时选ap3mm，精车ap0.25mm；螺纹粗车循环时选ap0.4mm，精车ap0.1mm。 (2)主轴转速的选择 车直线和圆弧时，查表选粗车切削速度vc90mmin、精车切削速度vc120mmin，然后利用式(51)计算主轴转速(粗车工件直径D60mm，精车工件直径取平均值)：粗车500rmin、精车1200rmin。车螺纹时，利用式(52)计算主轴转速n320rmin。 (3)进给速度的选择 先查表选择粗车、精车每转进给量分别为0.4mmr和0.15mmr，再根据式(53)计算粗车、精车进给速度分别为200mmmin和180
38、mmmin。 将前面分析的各项内容综合成如表58所示的数控加工工艺卡片。 表表58 数控加工工序卡数控加工工序卡 单位名称产品名称或代号零件名称零件图号数控车工艺分析实例典型轴Lathe01工序号001程序编号Latheprg01夹具名称三爪卡盘和活动顶尖使用设备TND360车间数控中心工步号工步内容刀具号刀具规格/mm主轴转速/rmin-1进给速度/mmmin-1背吃刀量/mm备注123456平端面钻中心孔粗车轮廓精车轮廓粗车螺纹精车螺纹T02T01T02T03T03T032525525252525252525255009505001200320320 200180960960 30.250
39、.40.1手动手动自动自动自动自动编制审核批准年 月 日共1页第1页5.4.2 轴套类零件数控车削加工工艺轴套类零件数控车削加工工艺 下面以图552所示的锥孔螺母套零件为例，介绍数控车削加工工艺。单件小批量生产，所用机床为CJK6240。 图图552 锥孔螺母套零件图锥孔螺母套零件图 1.零件工艺分析零件工艺分析 该零件表面由内外圆柱面、圆锥面、顺圆弧、逆圆弧及内螺纹等表面组成，其中多个直径尺寸与轴向尺寸有较高的尺寸精度、表面粗糙度和形位公差要求。零件图尺寸标注完整，符合数控加工尺寸标注要求；轮廓描述清楚完整；零件材料为45钢，切削加工性能较好，无热处理和硬度要求。通过上述分析，采取以下几点工
40、艺措施。 零件图样上带公差的尺寸，除内螺纹退刀槽尺寸25公差值较大，编程时可取平均值24.958外，其他尺寸因公差值较小，故编程时不必取其平均值，而取基本尺寸即可。 左右端面均为多个尺寸的设计基准，相应工序加工前，应该先将左右端面车出来。 内孔圆锥面加工完后，需掉头再加工内螺纹。2确定装夹方案确定装夹方案 内孔加工时以外圆定位，用三爪自动定心卡盘夹紧。加工外轮廓时，为保证同轴度要求和便于装夹，以坯件左端面和轴心线为定位基准，为此需要设计一心轴装置（图553双点划线部分），用三爪卡盘夹持心轴左端，心轴右端留有中心孔并用尾座顶尖顶紧以提高工艺系统的刚性。 图图553 外轮廓车削心轴定位装夹方案外轮
41、廓车削心轴定位装夹方案 3确定加工顺序及走刀路线确定加工顺序及走刀路线 加工顺序的确定按由内到外、由粗到精、由远到近的原则确定，在一次装夹中尽可能加工出较多的工件表面。结合本零件的结构特征，可先粗、精加工内孔各表面，然后粗、精加工外轮廓表面。由于该零件为单件小批量生产，走刀路线设计不必考虑最短进给路线或最短空行程路线，外轮廓表面车削走刀路线可沿零件轮廓顺序进行，如图554所示。 图图554 外轮廓车削走刀路线外轮廓车削走刀路线 4刀具选择刀具选择车削端面选用45硬质合金端面车刀；4中心钻，钻中心孔以利于钻削底孔时刀具找正；31.5高速钢钻头，钻内孔底孔； 粗镗内孔选用内孔镗刀； 内孔精加工选用
42、32铰刀；螺纹退刀槽加工选用5mm内槽车刀；内螺纹切削选用60内螺纹车刀；选用93硬质合金右偏刀，副偏角选35，自右到左车削外圆表面；选用93硬质合金左偏刀，副偏角选35，自左到右车削外圆表面； 将所选定的刀具参数填入表510数控加工刀具卡片中，以便于编程和操作管理。 5确定切削用量确定切削用量 根据被加工表面质量要求、刀具材料和工件材料，参考切削用量手册或有关资料选取切削速度与每转进给量，然后根据式（51）和式（53）计算主轴转速与进给速度（计算过程略），计算结果填入表59工序卡中。车螺纹时主轴转速根据式（52）计算，进给速度由系统根据螺距与主轴转速自动确定。 背吃刀量的选择因粗、精加工而有
43、所不同。粗加工时，在工艺系统刚性和机床功率允许的情况下，尽可能取较大的背吃刀量，以减少进给次数；精加工时，为保证零件表面粗糙度要求，背吃刀量一般取0.10.4mm较为合适。 6填写工艺文件填写工艺文件 (1)按加工顺序将各工步的加工内容、所用刀具及切削用量等填人表59数控加工工序卡片中。 (2)将选定的各工步所用刀具的刀具型号、刀片型号、刀片牌号及刀尖圆弧半径等填人表510数控加工刀具卡片中。 (3)将各工步的进给路线(图554)绘成文件形式的进给路线图。本例略去。 上述二卡一图是编制该轴套零件本工序数控车削加工程序的主要依据。 表表59 数控加工工序卡片数控加工工序卡片 （单位名称）数控加工
44、工序卡片工序号程序编号 产品名称或代号零件名称材料零件图号数控车工艺分析实例锥孔螺母套45钢 夹具编号使用设备车间CJK6240数控中心工步号工步内容刀具号刀具规格/ mm1平端面T0125252 钻中心孔T0243 钻孔T0332.54 镗通孔至尺寸31.9mmT0420205 铰孔至尺寸32T05326 粗镗内孔斜面T042020主轴转速/(r/min)进给速度/(mmmin-1)背吃刀量/mm备注320 1手动950 2手动200 15.75手动320400.2自动32 0.1手动320400.8自动7 精镗内孔斜面保证（1：5）6T0420208粗车外圆至尺寸71mm光轴T082525
45、9掉头车另一端面，保证长度尺寸76mmT01252510 粗镗螺纹底孔至尺寸34mmT04202011 精镗螺纹底孔至尺寸34.2mmT04202012 切5mm内孔退刀槽T06161613 34.2mm孔边倒角245T07161614 粗车内孔螺纹T07161615 精车内孔螺纹至M3627HT07161616 自右至左车外表面T08252517 自左至右车外表面T092525320400.2自动320 1手动320 自动320400.5自动320250.1自动320 手动320 手动320 0.4自动320 0.1自动320300.2自动320300.2自动编制 审核 批准 共1页第1页表
46、表510 数控加工刀具卡片数控加工刀具卡片 产品名称或代号数控车工艺分析实例零件名称锥孔螺母套零件图号 程序编号 工步号刀具号刀具规格名称数量加工表面刀尖半径/mm备注1T0145硬质合金端面车刀1车端面0.5 2T024中心钻1钻4mm中心孔 3T03 31.5mm的钻头1 钻孔 4T04 镗刀1 镗孔及镗内孔锥面0.4 5T05 32mm的铰刀1 铰孔 6T06 内槽车刀1 切5mm宽螺纹退刀槽0.4 7T07 内螺纹车刀1 车内螺纹及螺纹孔倒角0.3 8T08 93右手偏刀1 自右至左车外表面0.2 9T09 93左手偏刀1 自左至右车外表面0.2 编制 审核 批准 共1页第1页小结与小
47、结与复习思考题复习思考题 小结小结 本章主要介绍了以下内容：数控车床的组成、布局、刀架形式、用途和分类，MJ50型数控车床的传动系统及其主要机械结构；适合数控机床的加工对象和加工零件的工艺性分析方法；数控车床加工工艺路线的制订；典型零件的数控车削加工工艺分析实例。 要求了解数控车床的组成、布局、刀架形式、用途、分类和MJ50型数控车床的传动系统及其主要机械结构；了解适合数控车床的加工对象。重点要求能正确分析数控加工零件的工艺性；掌握数控车床加工工艺路线的制订，即确定加工方案、划分加工阶段、划分工序、确定进给路线、选择夹具、选择刀具、确定切削用量、填写工艺文件等 。 复习思考题复习思考题 重点讲解：5-7、5-8、5-9、5-10、5-11、5-12