典型轴类零件的数控车加工工艺

1、典型轴类零件的数控车加工工艺在数控机床上加工零件，与普通机床有所不同，不仅要考虑夹具、刀具、切削用量等常 规工艺的选择，更要考虑对刀点、编程原点等设置，在保证质量的前提下，尽可能提高机床 的加工效率。以图一所示的轴类零件为例，要在数控机床上完成此单个零件的车削，首先要进展工艺 分析，确定工艺方案。DOC.常见的工艺方案有两种，分别为表一和表二。表一序 号工序名称 与加工程 序号工艺简图标明定位、装夹位置 标明程序原点和对刀点工序号与内 容刀 具 号备注1车工件右 端内腔与 车外圆4> 39*50 (x 艺要求 程序号 010011、钻孔2、车端面1#ZC1 8_ _3、车外圆4、锁4&g

2、t; 18孔2*产X5、螺纹内孔I6、切内槽3#7、车内螺纹4#2车工件左 端外形各 栏尺寸与工序二1'钻孔接 通-|2、车总长1#x内腔各孔 尺寸 程序号 020023、车4)29*45 外回4、切外槽5#5、车外螺纹6#6、键4)18孔2*7、键4> 20孔8、住内锥孔3车4>30与 外圆弧 程序号 030031、车 4> 30 外圆1#三爪装 夹外需 用内螺 纹专用 夹套，右 端用专 用外螺 纹闷头， 顶持-nr-nr42 ' 车 4> 34* 4)30*10 外 锥R，：3、车外圆弧L表二原工序一1、车工件左端面2、车工件左端外圆弧至工件总长的1

3、/2火3、车工件左端内腔网工序二1、车工件端面至总长尺寸2、车工件外形与原外四弧相接3、车工件右端内腔一、夹具和工件装夹方法的比拟比拟两种工艺方案，在夹具选择方面，都选择了数控车床上的最通用的夹具一一三爪卡 盘。但是，方案一，除了使用卡盘，还采用了顶尖，为一夹一顶的方式，采用此方式，必须 预先车削辅助夹套如图；方案二，不需要辅助夹套，可省下车削夹套的材料和时间，但 是，在调头装夹后，只装夹了工件的很短的一局部，对于像本例中比拟细长的轴类零件的车 削，存在装夹不安全的因素，并且由于装夹不可靠，还会引起工件同轴度的误差，造成废品。因此，尽管方案一较为烦琐，但是，装夹可靠，并能保证此细长轴类零件的同

4、轴度要求， 在夹具的选用中，方案一较适宜。二、刀具的选择与对刀点、换刀点的位置。1、刀具的选择与普通机床相比，数控加工时对刀具提出了更高的要求，不仅要求刚性好、精度高，而 且要求尺寸稳定、时用度高、断屑和排屑性能好，同时要求安装调整方便，满足数控机床的 高效率。本例中，两种方案采用了类似的刀具，分别为：1号刀大偏角刀如图2号刀钱刀3号刀内切槽刀4号刀内螺纹刀5号刀外切槽刀6号刀外螺纹刀1号刀为大偏角刀，分别用来车削端面，外圆与圆弧，采用较大的副偏角，可以防止连 圆弧时产生过切现象，但是在两种方案中，方案一中间连续的圆弧在一次车削中完成，能保 证圆弧的光滑连接'方案二中间连续的圆弧通过调

5、头车削来完成，接刀父会产生明显的接刀 痕迹，相比方案一有所欠缺。2号刀为经刀，用于内孔的加工，由于工件的孔较深，且直径小，对于键刀的要求较高， 故采用了切削刃口刀夹位置在键杆直径为1/2父这样欠理，可增大键杆的直径，从而提 高铿刀的刚性。3号刀内切槽刀、4号刀内螺纹刀、5号刀外切槽刀、6号刀外螺纹刀，方案一样。2、对刀点、换刀点的位置。工件装夹方式确定后，即可通过确定工件原点来确定工件坐标系。如果要运行这一程序 来加工工件，必须确定刀具在工件坐标系开始运动的起点。程序起始点或起刀点一般通过对 刀来确定，所以，该点又称为对刀点。在编制程序时，要正确选择对刀点的位置。对刀点设 置原那么是：1便于数

6、值父理和简化程序编制；2易于找正并在加工过程中便于查找； 3引起的加工误差小。对刀点可以设置在加工零件上，也可以设置在夹具或机床上。在 本例中，两个方案均运用了工件右端面与轴线的交点作为对刀点，完全符合对刀点的设置原 那么，对刀点都父理的较好。而换刀点的选择，以换刀时不碰工件或其他部件为准，两方案 均选在了离对刀点x、z方向分别为100 “00的位置，欠理也较好，纵观夹具和刀具的选择， 方案一的方法对于保证零件精度较为有利，方案二容易造成装夹不安全，同轴度严重超重， 外圆弧接入处痕迹明显等问题，较难达到零件加工要求。因此，采用方案一较适宜。三、切削用量确实定。数控编程时，编程人员必须确定每道工

7、序的切削用量，并以指令的形式写入程序中。切 削用量包括主轴转速、背吃刀量与进给速度等。对于不同的加工方法，需要选用不同的切削 用量。切削用量的选择原那么是：保证零件加工精度和外表粗糙度，充分发挥刀具切削性能， 保证合理的刀具时用度；并充分发挥机床的性能，最大限度提高生产率，降低本钱。1'主轴转速确实定主轴转速应根据允许的切削速度和工件或刀具直径来选择。根据本例中零件的加工 要求，考虑工件材料为铝件，刀具材料为高建工具钢，粗加工选择转速600r/n】in,精加工选 提800r/min车削外圆，考虑细牙螺纹切削力不大，采用400r/min来车螺纹，而内孔由于刚 性较差，采用粗车400 r/

8、min *比拟容易达到加工要求，切槽的切削刀较大，采用200 r/min 更稳妥。2、进给速度确实定进给速度是数控机床切削用量中的重要参数，主要根据零件的加工进度和外表粗糙度要 求以与刀具、工件的材料性质选取。最大进给速度受机床刚度和进给系统的性能限制。一般 粗车选用较高的退给速度，以便较快去除毛坯余量，精车以考虑外表粗糙和零件精度为原那 么，应选择较低的进给速度，得出下表粗精外圆0.15min/r0.08min/r内孔0.05min/r0.04min/r槽0. 04 min/r3、背吃刀量确定背吃刀量根据机床、工件和刀具的刚度来决定，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

9、（除去精车量），这样可以减少走刀次数，提高生产效率。为了保证 加工外表质量，可留少量精加工余量，一般0. 2-0.4imn。本例中，背吃刀量的选择大致为粗精外圆1.5-2(mm)0. 2-0.4(mm)内孔1-1.5(nun)0.1-0. 3(mm)螺纹随进刀次数依次减少槽根据刀宽，分两次进展总之，切削用量的具体数值应根据机床性能、相关的手册并结合实际经验用类比方法确 定。同时，使主轴转速、切削深度与进给速度三者能相互适应，以形成最正确切削用量。根据方案一，确定的加工程序为： 工序一加工程序单01001系统类型大森备注G50 T5100Z100GO T0101 S600 M03 F0.15X1

10、00X39 Z2G50 T5400G1Z-50GO T0404GO X100 Z100X21 Z5G50 T5200G92 X23 E-18 Fl.5GO T0202 S500X23.4X15 Z2X23.8G71 P01 Q02 U-0.3 DIX23.9N01 GO X27X24ZOGO X100 Z100G1 X22.5 Z-1.5G50 T5100Z-20GO T0101X18M05Z-40M30N02 X15G70 P01 Q02GO X100 ZI00G50 T5300GO T0303 S400 FO. 04X21Z-20G1 X24Z-19GO X21工序二加工程序单02002系

11、统类型大森备注G50 T5100G50 T5400GO T0101 S600 M03 F0.15GO T0404X42 Z2X29 Z5G71 P01 Q02 U0.3 D1G92 X26.4 Z-18 Fl.5N01 GO X24 S800 FO. 08X26ZOX25.6G1 X26.8 Z-1.5X25.3Z-20X25. 05X29GO X100 Z100Z-45G50 T5200X35 Z-48GO T0202N02 X42X15 Z2G70 P01 Q02G71 P03 Q04 U-0. 3 DIGO X100 Z100N03 GO X24G50 T5500ZOGO T0505 S400 FO. 04G1 X22 Z-13X30 Z-20X20G1 X25Z-27Z-19X18X30Z-42GO Z-35N04 X15G1 X25G70 P03 Q04Z-34GO X100 Z100X30G50 T5100GO X100 Z100GO T0101M05M30工序三加工程序单03003系统类型大森备注G50 T5100GO T0101 S600 M03 F0.15X42 Z2G73 P01 Q02 U0.3 14 D4N01 GO X29 S800 F0.08Z