数控加工工艺第5章

1、v数控车床的介绍数控车床的介绍：v数控车床数控车床加工类型加工类型：v主要用于加工轴类、盘类等回转体零件。主要用于加工轴类、盘类等回转体零件。 v车削中心与数控车床的车削中心与数控车床的主要区别主要区别：v车削中心车削中心具有动力刀架和具有动力刀架和C轴功能，可在一次装轴功能，可在一次装夹中完成更多的加工工序，提高加工精度和生夹中完成更多的加工工序，提高加工精度和生产效率产效率 ，同时还可以加工变节距变径螺纹、端，同时还可以加工变节距变径螺纹、端面凸轮槽、交叉槽等，特别适合于复杂形状回面凸轮槽、交叉槽等，特别适合于复杂形状回转类零件的加工。转类零件的加工。 第5章数控车削和车削中心的加工工艺

2、v5.1 数控车削的主要加工对象 5.1.1 要求高的回转体零件 5.1.2 表面形状复杂的回转体零件 5.1.3 带横向加工的回转体零件 5.1.4 带一些特殊类型螺纹的零件 v5.2 数控车削加工工艺的制订 5.2.1 零件图工艺分析 5.2.2 工序和装夹方法的确定 5.2.3 加工顺序和进给路线的确定 5.2.4 数控车削刀具 5.2.5 切削用量的选择 v5.3 典型工件的工艺分析5.3.1 轴类零件数控车削工艺分析 5.3.2 套类零件数控车削工艺分析 5.3.3 盘类零件数控车削工艺分析零件车削零件车削5.1 数控车削的主要加工对象5.1.1 要求高的回转体零件要求高的回转体零件

3、v1、精度要求高的零件、精度要求高的零件v2、表面粗糙度好的回转体、表面粗糙度好的回转体 v3、超精密、超低表面粗糙度的零件、超精密、超低表面粗糙度的零件v磁盘、录象机磁头、激光打印机的多面反射体、磁盘、录象机磁头、激光打印机的多面反射体、复印机的回转鼓、照相机等光学设备的透镜及复印机的回转鼓、照相机等光学设备的透镜及其模具，以及隐形眼镜等要求超高的轮廓精度其模具，以及隐形眼镜等要求超高的轮廓精度和超低的表面粗糙度和超低的表面粗糙度 5.1.2 表面形状复杂的回转体零件表面形状复杂的回转体零件成型内腔壳体零件示例 5.1.3 带横向加工的回转体零件v端面有分布的孔系、曲面的盘类零件也可选择立端

4、面有分布的孔系、曲面的盘类零件也可选择立式加工中心加工式加工中心加工 v径向孔的盘套或轴类零件也常选择卧式加工中心径向孔的盘套或轴类零件也常选择卧式加工中心加工。加工。 v如果采用普通机床加工，工序分散，工序数目多。如果采用普通机床加工，工序分散，工序数目多。采用加工中心加工后，由于有自动换刀系统，使采用加工中心加工后，由于有自动换刀系统，使得一次装夹可完成普通机床的多个工序的加工，得一次装夹可完成普通机床的多个工序的加工，减少了装夹次数，实现了工序集中的原则，保证减少了装夹次数，实现了工序集中的原则，保证了加工质量的稳定性，提高了生产率，降低了生了加工质量的稳定性，提高了生产率，降低了生产成

5、本。产成本。5.1.4 带一些特殊类型螺纹的零件v传统车床传统车床所能切削的螺纹相当有限，它只能车所能切削的螺纹相当有限，它只能车等节距的直、锥面公、英制螺纹，而且一台车等节距的直、锥面公、英制螺纹，而且一台车床只限定加工若干种节距。床只限定加工若干种节距。数控数控车床不但能车车床不但能车任何等节距的直、锥和端面螺纹，而且能车增任何等节距的直、锥和端面螺纹，而且能车增节距、减节距，以及要求等节距、变节距之间节距、减节距，以及要求等节距、变节距之间平滑过渡的螺纹和变径螺纹。平滑过渡的螺纹和变径螺纹。 v数控车床可以配备数控车床可以配备精密螺纹切削功能精密螺纹切削功能，再加上，再加上采用机夹硬质合

6、金螺纹车刀，以及可以使用较采用机夹硬质合金螺纹车刀，以及可以使用较高的转速，所以车削出来的螺纹精度较高、表高的转速，所以车削出来的螺纹精度较高、表面粗糙度小。面粗糙度小。 5.2 数控车削加工工艺的制订v5.2.1 零件图工艺分析零件图工艺分析v1构成零件轮廓的几何条件构成零件轮廓的几何条件v分析零件图时应注意分析零件图时应注意： v（1）零件图上是否漏掉某尺寸，使其几）零件图上是否漏掉某尺寸，使其几何条件不充分，影响到零件轮廓的构成；何条件不充分，影响到零件轮廓的构成；v（2）零件图上的图线位置是否模糊或尺）零件图上的图线位置是否模糊或尺寸标注不清，使编程无法下手；寸标注不清，使编程无法下手

7、；v（3）零件图上给定的几何条件是否不合理，）零件图上给定的几何条件是否不合理，造成数学处理困难。造成数学处理困难。v（4）零件图上尺寸标注方法应适应数控车床）零件图上尺寸标注方法应适应数控车床加工的特点，应以同一基准标注尺寸或直接加工的特点，应以同一基准标注尺寸或直接给出坐标尺寸。给出坐标尺寸。v2尺寸精度要求尺寸精度要求v在利用数控车床车削零件时，常常对零件要求的尺在利用数控车床车削零件时，常常对零件要求的尺寸取最大和最小极限尺寸的平均值作为编程的尺寸寸取最大和最小极限尺寸的平均值作为编程的尺寸依据。依据。 v3形状和位置精度的要求形状和位置精度的要求v零件图样上给定的形状和位置公差是保证

8、零件精度零件图样上给定的形状和位置公差是保证零件精度的重要依据。的重要依据。 v4表面粗糙度要求表面粗糙度要求v表面粗糙度是保证零件表面微观精度的重要要求，表面粗糙度是保证零件表面微观精度的重要要求，也是合理选择数控车床、刀具及确定切削用量的依也是合理选择数控车床、刀具及确定切削用量的依据。据。v5材料与热处理要求材料与热处理要求v零件图样上给定的材料与热处理要求，是选择刀具、零件图样上给定的材料与热处理要求，是选择刀具、数控车床型号、确定切削用量的依据。数控车床型号、确定切削用量的依据。5.2.2 工序和装夹方法的确定v1工序的划分工序的划分v数控车削加工的两种数控车削加工的两种划分原则划分

9、原则 v（1）按所用刀具划分工序按所用刀具划分工序v采用这种方式可提高车削加工的生产效率。采用这种方式可提高车削加工的生产效率。 v（2）按粗、精加工划分工序按粗、精加工划分工序 图图 v采用这种方式可保持数控车削加工的精度。采用这种方式可保持数控车削加工的精度。 v2确定零件装夹方法和夹具选择确定零件装夹方法和夹具选择v、数控车床夹具选择数控车床夹具选择：v数控车床多采用数控车床多采用三爪自定心卡盘三爪自定心卡盘夹持工件；轴夹持工件；轴类工件还可采用类工件还可采用尾座顶尖尾座顶尖支持工件。支持工件。 v为便于工件夹紧，多采用为便于工件夹紧，多采用液压高速动力卡盘液压高速动力卡盘 v还可使用还

10、可使用软爪软爪夹持工件，软爪弧面由操作者随夹持工件，软爪弧面由操作者随机配制，可获得理想的夹持精度机配制，可获得理想的夹持精度 v为减少细长轴加工时受力变形，提高加工精度，为减少细长轴加工时受力变形，提高加工精度，以及在加工带孔轴类工件内孔时，可采用以及在加工带孔轴类工件内孔时，可采用液压液压自动定心中心架自动定心中心架 v数控车床加工中心夹具的选择数控车床加工中心夹具的选择：v（1）用于轴类零件的夹具用于轴类零件的夹具v用于轴类工件的夹具有自动夹紧拨动卡盘、用于轴类工件的夹具有自动夹紧拨动卡盘、拨齿顶尖、三爪拨动卡盘和快速可调万能卡拨齿顶尖、三爪拨动卡盘和快速可调万能卡盘等盘等 v（2）用于

11、盘类零件的夹具用于盘类零件的夹具v用于盘类零件的夹具主要有可调卡爪式卡盘用于盘类零件的夹具主要有可调卡爪式卡盘和快速可调卡盘。这类夹具适用于无尾座的和快速可调卡盘。这类夹具适用于无尾座的卡盘式数控车床上。卡盘式数控车床上。 5.2.3 加工顺序和进给路线的确定v1加工顺序的确定加工顺序的确定v针对数控车削的特点对以下原则进行叙述：针对数控车削的特点对以下原则进行叙述：v（1）先粗后精先粗后精 图图v（2）先近后远加工，减少空行程时间先近后远加工，减少空行程时间是按加工部位相对于对刀点是按加工部位相对于对刀点的距离大小而言的。的距离大小而言的。 例例用作精基准的表面应优用作精基准的表面应优先加工

12、出来，因为定先加工出来，因为定位位 基准的表面越精基准的表面越精确，装夹误差就越小。确，装夹误差就越小。v（3）内外交叉内外交叉v远与近概念远与近概念 v（4）基面先行原则基面先行原则v2加工进给路线的确定加工进给路线的确定v概念概念：进给路线进给路线是刀具在整个加工工序中相对于是刀具在整个加工工序中相对于工件的运动轨迹，它不但包括了工步的内容，而工件的运动轨迹，它不但包括了工步的内容，而且也反映出工步的顺序。且也反映出工步的顺序。v（1）加工路线与加工余量的关系）加工路线与加工余量的关系v对大余量毛坯进行阶梯切削时的加工路线对大余量毛坯进行阶梯切削时的加工路线v阶梯切削路线阶梯切削路线 v从

13、轴向和径向进刀、顺工件毛坯轮廓走刀的路线从轴向和径向进刀、顺工件毛坯轮廓走刀的路线 v分层切削时刀具的终止位置分层切削时刀具的终止位置v从第二刀开始就要注意防止走刀到终点时切削深从第二刀开始就要注意防止走刀到终点时切削深度的猛增度的猛增 图图v（2）刀具的切入、切出）刀具的切入、切出v在数控机床上进行加工时，要安排好刀具的切入、在数控机床上进行加工时，要安排好刀具的切入、切出路线，尽量使刀具沿轮廓的切线方向切入、切出路线，尽量使刀具沿轮廓的切线方向切入、切出。切出。v尤其是车螺纹时，必须设置升速段尤其是车螺纹时，必须设置升速段1和降速段和降速段2（如图），这样可避免因车刀升降而影响螺距的（如图

14、），这样可避免因车刀升降而影响螺距的稳定。稳定。v（3）确定最短的空行程路线）确定最短的空行程路线v实践中的部分设计方法或思路实践中的部分设计方法或思路 v巧用对刀点巧用对刀点 v巧设换刀点巧设换刀点 v合理安排合理安排“回零回零”路线路线 v（4）确定最短的切削进给路线）确定最短的切削进给路线v切削进给路线短，可有效地提高生产效率，降切削进给路线短，可有效地提高生产效率，降低刀具损耗等。低刀具损耗等。v在安排粗加工或半精加工的切削进给路线时，在安排粗加工或半精加工的切削进给路线时，应同时兼顾到被加工零件的刚性及加工的工艺应同时兼顾到被加工零件的刚性及加工的工艺性等要求，不要顾此失彼。性等要求

15、，不要顾此失彼。v图图v结论结论：矩形循环进给路线的走刀长度总和为最：矩形循环进给路线的走刀长度总和为最短。即在同等条件下，其切削所需时间（不含短。即在同等条件下，其切削所需时间（不含空行程）为最短，刀具的损耗小。空行程）为最短，刀具的损耗小。5.2.4 数控车削刀具v1对刀具的要求对刀具的要求vA、为使粗车能大吃刀、大走刀，要求粗车刀具强、为使粗车能大吃刀、大走刀，要求粗车刀具强度高、耐用度好；度高、耐用度好；vB、精车首先是保证加工精度，所以要求刀具的精、精车首先是保证加工精度，所以要求刀具的精度高、耐用度好。度高、耐用度好。 vC、为减少换刀时间和方便对刀，应尽可能多地采、为减少换刀时间

16、和方便对刀，应尽可能多地采用机夹刀。用机夹刀。vD、多数情况下应采用涂层硬质合金刀片。、多数情况下应采用涂层硬质合金刀片。 vE、数控车床对刀片的断屑槽有较高的要求。数控、数控车床对刀片的断屑槽有较高的要求。数控车削刀片常采用三维断屑槽车削刀片常采用三维断屑槽 vF、数控车床还要求刀片耐用度的一致性好，以便、数控车床还要求刀片耐用度的一致性好，以便于使用刀具寿命管理功能。于使用刀具寿命管理功能。 v2对刀座对刀座(夹夹)的要求的要求 v刀座的结构取决的刀座的结构取决的因素因素：v刀体的形状、刀架的外型和刀架对主轴的配刀体的形状、刀架的外型和刀架对主轴的配置方式这三个。置方式这三个。 v用户在选

17、型时，应尽量减少种类、型式，以用户在选型时，应尽量减少种类、型式，以利管理。利管理。 v3数控车刀数控车刀v可转位刀具的介绍：可转位刀具的介绍： v(1) 数控车床可转位刀具特点数控车床可转位刀具特点 v数控车床所采用的数控车床所采用的可转位车刀可转位车刀，其几何参数，其几何参数是通过刀片结构形状和刀体上刀片槽座的方位是通过刀片结构形状和刀体上刀片槽座的方位安装组合形成的，与通用车床相比一般无本质安装组合形成的，与通用车床相比一般无本质的区别，其基本结构、功能特点是相同的。但的区别，其基本结构、功能特点是相同的。但数控车床的加工工序是自动完成的数控车床的加工工序是自动完成的 v可转位刀具具体要

18、求和特点如下可转位刀具具体要求和特点如下要求要求特特 点点目目 的的精度精度高高采用采用M M级或更高精度等级的刀片；级或更高精度等级的刀片； 多采用精密级的刀杆；多采用精密级的刀杆； 用带微调装置的刀杆在机外预调好。用带微调装置的刀杆在机外预调好。保证刀片重复定位精度，保证刀片重复定位精度，方便坐标设定，保证刀方便坐标设定，保证刀尖位置精度。尖位置精度。可靠可靠性高性高采用断屑可靠性高的断屑槽型或有断屑台和断采用断屑可靠性高的断屑槽型或有断屑台和断屑器的车刀；屑器的车刀；采用结构可靠的车刀，采用复合式夹紧结构和采用结构可靠的车刀，采用复合式夹紧结构和夹紧可靠的其它结构。夹紧可靠的其它结构。

19、断屑稳定，不能有紊乱断屑稳定，不能有紊乱和带状切屑；适应刀架和带状切屑；适应刀架快速移动和换位以及整快速移动和换位以及整个自动切削过程中夹紧个自动切削过程中夹紧不得有松动的要求。不得有松动的要求。换刀换刀迅速迅速采用车削工具系统；采用车削工具系统； 采用快换小刀夹。采用快换小刀夹。迅速更换不同形式的切迅速更换不同形式的切削部件，完成多种切削削部件，完成多种切削加工，提高生产效率。加工，提高生产效率。刀片刀片材料材料刀片较多采用涂层刀片。刀片较多采用涂层刀片。满足生产节拍要求，提满足生产节拍要求，提高加工效率。高加工效率。刀杆刀杆截形截形刀杆较多采用正方形刀杆，但因刀架系统结构刀杆较多采用正方形

20、刀杆，但因刀架系统结构差异大，有的需采用专用刀杆。差异大，有的需采用专用刀杆。刀杆与刀架系统匹配。刀杆与刀架系统匹配。v(2) 可转位车刀的种类可转位车刀的种类 v可转位车刀按其可转位车刀按其用途用途可分为外圆车刀、仿形车刀、端面可分为外圆车刀、仿形车刀、端面车刀、内圆车刀、切槽车刀、切断车刀和螺纹车刀等车刀、内圆车刀、切槽车刀、切断车刀和螺纹车刀等 类型类型主偏角主偏角适用机床适用机床外圆车刀外圆车刀90900、50500、60600、75750、45450普通车床和数控车床普通车床和数控车床仿形车刀仿形车刀93930、107.5107.50仿形车床和数控车床仿形车床和数控车床端面车刀端面车

21、刀90900、45450、75750普通车床和数控车床普通车床和数控车床内圆车刀内圆车刀45450、60600、75750、90900、91910、93930、95950、107.5107.50普通车床和数控车床普通车床和数控车床切断车刀切断车刀普通车床和数控车床普通车床和数控车床螺纹车刀螺纹车刀普通车床和数控车床普通车床和数控车床切槽车刀切槽车刀普通车床和数控车床普通车床和数控车床v(3) 可转位车刀的结构形式可转位车刀的结构形式由杠杆、螺钉、刀垫、由杠杆、螺钉、刀垫、刀垫销、刀片所组成刀垫销、刀片所组成由紧定螺钉、由紧定螺钉、刀垫、销、刀垫、销、压紧楔块、压紧楔块、刀片所组成刀片所组成 由

22、紧定螺钉、刀由紧定螺钉、刀垫、销、楔块、垫、销、楔块、刀片所组成刀片所组成v杠杆式杠杆式：v楔块式楔块式：v楔图块夹紧式楔图块夹紧式：v图图v图图v图图v4合理选择刀具合理选择刀具 v数控车床刀具的选刀过程图数控车床刀具的选刀过程图 v(1) 机床影响因素机床影响因素v机床类型：数控车床、车削中心；机床类型：数控车床、车削中心；v刀具附件：刀柄的形状和直径，左切和右刀具附件：刀柄的形状和直径，左切和右切刀柄；切刀柄；v主轴功率；主轴功率；v工件夹持方式。工件夹持方式。v(2) 选择刀杆选择刀杆v首先选用尺寸尽可能大的刀杆；首先选用尺寸尽可能大的刀杆；v同时要考虑以下几个同时要考虑以下几个因素因

23、素：v夹持方式；夹持方式；v切削层截面形状，即背吃刀量和进给量；切削层截面形状，即背吃刀量和进给量；v刀柄的悬伸。刀柄的悬伸。v(3) 刀片夹紧系统刀片夹紧系统v杠杆式夹紧系统杠杆式夹紧系统v杠杆式夹紧系统是最常用的刀片夹紧方式。杠杆式夹紧系统是最常用的刀片夹紧方式。v特点特点：v定位精度高定位精度高,切屑流畅切屑流畅,操作简便操作简便, 可与其它系列可与其它系列刀具产品通用刀具产品通用v螺钉夹紧系统螺钉夹紧系统v特点特点：v适用于小孔径内孔以及长悬伸加工。适用于小孔径内孔以及长悬伸加工。 v (4) 选择刀片形状选择刀片形状v参数选择方法参数选择方法 v刀尖角刀尖角 v在工件结构形状和系统刚

24、性允许的前提下，应在工件结构形状和系统刚性允许的前提下，应选择尽可能大的刀尖角。通常这个角度在选择尽可能大的刀尖角。通常这个角度在35o到到90o之间。之间。 v刀片形状的选择刀片形状的选择v刀片形状主要依据被加工工件的表面形状、切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削方法、刀具寿命和刀片的转位次数等因素选择。择。v下面介绍正三角形刀片，正方形刀片下面介绍正三角形刀片，正方形刀片 ，正五边，正五边形刀片，菱形刀片和圆形刀片：形刀片，菱形刀片和圆形刀片：vA、正三角形刀片正三角形刀片可用于主偏角为可用于主偏角为600或或900的的外圆车刀、端面车刀和内

25、孔车刀。外圆车刀、端面车刀和内孔车刀。v特点特点：刀尖角小、强度差、耐用度低、只宜用：刀尖角小、强度差、耐用度低、只宜用较小的切削用量。较小的切削用量。vB、正方形刀片正方形刀片的刀尖角为的刀尖角为900v优点优点：强度和散热性能均有所提高，通用性较：强度和散热性能均有所提高，通用性较好。主要用于主偏角为好。主要用于主偏角为450、600、750等的外圆等的外圆车刀、端面车刀和镗孔刀。车刀、端面车刀和镗孔刀。vC、正五边形刀片正五边形刀片的刀尖角为的刀尖角为1080，v优点优点：强度、耐用度高、散热面积大。：强度、耐用度高、散热面积大。v缺点缺点：切削时径向力大，只宜在加工系统：切削时径向力大

26、，只宜在加工系统刚性较好的情况下使用。刚性较好的情况下使用。vD、菱形刀片和圆形刀片菱形刀片和圆形刀片主要用于成形表面主要用于成形表面和圆弧表面的加工和圆弧表面的加工v(5) 工件影响因素工件影响因素 v选择刀具时应考虑的因素选择刀具时应考虑的因素：v工件形状：稳定性；工件形状：稳定性；v工件材质：硬度、塑性、韧性、可能形成的工件材质：硬度、塑性、韧性、可能形成的切屑类型；切屑类型； v毛坯类型：锻件、铸件等；毛坯类型：锻件、铸件等；v工艺系统刚性：机床夹具、工件、刀具等；工艺系统刚性：机床夹具、工件、刀具等；v表面质量；表面质量；v加工精度；加工精度；v切削深度；切削深度；v进给量；进给量；

27、v刀具耐用度。刀具耐用度。v(6) 选择工件材料代码选择工件材料代码 右图右图 v工件材料组工件材料组 下表下表加工材料组加工材料组代码代码钢：钢：非合金和合金钢非合金和合金钢高合金钢高合金钢不锈钢，铁素体，马氏体不锈钢，铁素体，马氏体P P（蓝）（蓝）不锈钢和铸钢：不锈钢和铸钢：奥氏体奥氏体铁素体铁素体奥氏体奥氏体M M（黄）（黄）铸铁：铸铁：可锻铸铁，灰口铸铁，球墨铸铁可锻铸铁，灰口铸铁，球墨铸铁K K（红）（红）NFNF金属：金属：有色金属和非金属材料有色金属和非金属材料N N（绿）（绿）难切削材料：难切削材料：以镍或钴为基体的热固性材料以镍或钴为基体的热固性材料钛，钛合金及难切削加工的

28、高合金钢钛，钛合金及难切削加工的高合金钢S S（棕）（棕）硬材料：硬材料：淬硬钢，淬硬铸件和冷硬模铸件，锰钢淬硬钢，淬硬铸件和冷硬模铸件，锰钢H H（白）（白）v(7) 确定刀片的断屑槽型确定刀片的断屑槽型v(8)选择加工条件脸谱选择加工条件脸谱v三类脸谱代表了不同的加三类脸谱代表了不同的加工条件工条件:很好、好、不足很好、好、不足v(9) 选定刀具选定刀具v选定刀片材料选定刀片材料选定刀具选定刀具v5对刀对刀 v（1）一般对刀一般对刀 v一般对刀是指在机床上使用相对位置检测手一般对刀是指在机床上使用相对位置检测手动对刀动对刀 v（2） 机外对刀仪对刀机外对刀仪对刀 v机外对刀的本质是测量出刀

29、具假想刀尖点到刀机外对刀的本质是测量出刀具假想刀尖点到刀具台基准之间具台基准之间X及及Z方向的距离。方向的距离。 v（3）自动对刀自动对刀 动对刀是通过刀尖检测系统实现的，刀尖以设动对刀是通过刀尖检测系统实现的，刀尖以设定的速度向接触式传感器接近，当刀尖与传感定的速度向接触式传感器接近，当刀尖与传感器接触并发出信号，数控系统立即记下该瞬间器接触并发出信号，数控系统立即记下该瞬间的坐标值，并自动修正刀具补偿值。的坐标值，并自动修正刀具补偿值。 5.2.5 切削用量的选择切削用量的选择v车削用量的选择原则车削用量的选择原则 v粗车粗车时，考虑选择一个尽可能大的背吃刀量时，考虑选择一个尽可能大的背吃

30、刀量ap，其次，其次选择一个较大的进给量选择一个较大的进给量f ，最后确定一个合适的切削，最后确定一个合适的切削速度速度v。 v精车精车时，精车时应选用较小（但不太小）的背吃刀量时，精车时应选用较小（但不太小）的背吃刀量ap和进给量和进给量f，并选用切削性能高的刀具材料和合理，并选用切削性能高的刀具材料和合理的几何参数，以尽可能提高切削速度的几何参数，以尽可能提高切削速度v。 v1背吃刀量背吃刀量ap的确定的确定v在工艺系统刚度和机床功率允许的情况下，尽可能选在工艺系统刚度和机床功率允许的情况下，尽可能选取较大的背吃刀量，以减少进给次数。取较大的背吃刀量，以减少进给次数。 对刀对刀v2进给量进

31、给量f（有些数控机床用进给速度（有些数控机床用进给速度Vf）v进给量进给量f的选取应该与背吃刀量和主轴转速相适的选取应该与背吃刀量和主轴转速相适应。应。v在保证工件加工质量的前提下，可以选择较高在保证工件加工质量的前提下，可以选择较高的进给速度（的进给速度（2000/min以下）。以下）。v在切断、车削深孔或精车时，应选择较低的进在切断、车削深孔或精车时，应选择较低的进给速度。给速度。v当刀具空行程特别是远距离当刀具空行程特别是远距离“回零回零”时，可以时，可以设定尽量高的进给速度。设定尽量高的进给速度。 v粗车时，一般取粗车时，一般取f=0.30.8/r，精车时常取，精车时常取f=0.10.

32、3/r，切断时，切断时f=0.050.2/r。 v3主轴转速的确定主轴转速的确定 v（1）光车外圆时主轴转速光车外圆时主轴转速v光车外圆时光车外圆时主轴转速主轴转速应根据零件上被加工部位应根据零件上被加工部位的直径，并按零件和刀具材料以及加工性质等的直径，并按零件和刀具材料以及加工性质等条件所允许的切削速度来确定。条件所允许的切削速度来确定。v切削速度确定后，用公式切削速度确定后，用公式n =1000 vc/d计算主计算主轴转速轴转速n（r/min）。）。v （2）车螺纹时主轴的转速车螺纹时主轴的转速v大多数经济型数控车床推荐车螺纹时的大多数经济型数控车床推荐车螺纹时的主轴转主轴转速速n(r/

33、min)为：为： n （1200/P）k v式中式中 P被加工螺纹螺距，；被加工螺纹螺距，； v k保险系数，一般取为保险系数，一般取为80。 5.3 典型工件的工艺分析 5.3.1 轴类零件数控车削工艺分析轴类零件数控车削工艺分析 v1实例一：典型轴类零件如实例一：典型轴类零件如图图所示，零件材料所示，零件材料为为45钢，无热处理和硬度要求，试对该零件进行钢，无热处理和硬度要求，试对该零件进行数控车削工艺分析数控车削工艺分析 v（1）零件图工艺分析）零件图工艺分析v（2）选择设备）选择设备 v（3）确定零件的定位基准和装夹方式）确定零件的定位基准和装夹方式v（4）确定加工顺序及进给路线）确定

34、加工顺序及进给路线v（5）刀具选择）刀具选择 v（6）切削用量选择）切削用量选择v（1）零件图工艺分析）零件图工艺分析v可采用以下几点可采用以下几点工艺措施工艺措施。v对图样上给定的几个精度要求较高的尺寸，对图样上给定的几个精度要求较高的尺寸，因其公差数值较小，故编程时不必取平均值，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。而全部取其基本尺寸即可。v在轮廓曲线上，有三处为圆弧，其中两处为在轮廓曲线上，有三处为圆弧，其中两处为既过象限又改变进给方向的轮廓曲线，因此在既过象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，以保证轮廓曲线加工时应进行机械间隙补偿，以保

35、证轮廓曲线的准确性。的准确性。v为便于装夹，坯件左端应预先车出夹持部分为便于装夹，坯件左端应预先车出夹持部分（双点画线部分），右端面也应先粗车出并钻（双点画线部分），右端面也应先粗车出并钻好中心孔。毛坯选好中心孔。毛坯选60棒料。棒料。v（2）选择设备）选择设备 v根据被加工零件的外形和材料等条件，选用根据被加工零件的外形和材料等条件，选用TND360数数控车床。控车床。v（3）确定零件的定位基准和装夹方式）确定零件的定位基准和装夹方式 v定位基准定位基准 确定坯料轴线和左端大端面（设计基准）确定坯料轴线和左端大端面（设计基准）为定位基准。为定位基准。v装夹方法装夹方法 左端采用三爪自定心卡盘

36、定心夹紧，右端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。采用活动顶尖支承的装夹方式。 v（4）确定加工顺序及进给路线）确定加工顺序及进给路线 图图v加工顺序按由粗到精、由近到远（由右到左）的原则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（留确定。即先从右到左进行粗车（留0.25精车余量），精车余量），然后从右到左进行精车，最后车削螺纹。然后从右到左进行精车，最后车削螺纹。v（5）刀具选择）刀具选择v选用选用5中心钻钻削中心孔。中心钻钻削中心孔。v粗车及平端面选用粗车及平端面选用900硬质合金右偏刀硬质合金右偏刀 ,副偏角不副偏角不宜太小，选宜

37、太小，选=35 0。v精车选用精车选用900硬质合金右偏刀，车螺纹选用硬质硬质合金右偏刀，车螺纹选用硬质合金合金600外螺纹车刀，刀尖圆弧半径应小于轮廓最外螺纹车刀，刀尖圆弧半径应小于轮廓最小圆角半径，取小圆角半径，取r=0.150.2 v将所选定的刀具参数填入数控加工刀具卡片中（见将所选定的刀具参数填入数控加工刀具卡片中（见教材教材170页表页表5-7），以便编程和操作管理），以便编程和操作管理 v（6）切削用量选择）切削用量选择v背吃刀量的选择背吃刀量的选择 v轮廓粗车循环时选轮廓粗车循环时选ap=3 ，精车，精车ap=0.25；螺纹；螺纹粗车时选粗车时选ap= 0.4 ，逐刀减少，精车，

38、逐刀减少，精车ap=0.1。 v主轴转速的选择主轴转速的选择 v直线和圆弧时，查表选粗车切削速度直线和圆弧时，查表选粗车切削速度vc=90m/min、精车切削速度精车切削速度vc=120m/min，然后利用公式，然后利用公式vc=dn/1000计算主轴转速计算主轴转速n（粗车直径（粗车直径D=60 ，精车工件直径取平均值）：粗车精车工件直径取平均值）：粗车500r/min、精车、精车1200 r/min。车螺纹时，参照式（。车螺纹时，参照式（ n （1200/P）k ）计算主轴转速）计算主轴转速n =320 r/minv进给速度的选择进给速度的选择 v粗车每转进给量为粗车每转进给量为0.4/r

39、，精车每转进给量为，精车每转进给量为0.15/r，最后根据公式，最后根据公式vf = nf计算粗车、精计算粗车、精车进给速度分别为车进给速度分别为200 /min和和180 /min。v综合前面分析的各项内容，并将其填入表教材综合前面分析的各项内容，并将其填入表教材170页页5-8所示的数控加工工艺卡片。所示的数控加工工艺卡片。 v2实例二实例二v如如图图为典型轴类零件，该零件材料为为典型轴类零件，该零件材料为LY12，毛坯尺寸为毛坯尺寸为2295，无热处理和硬度要，无热处理和硬度要求，试对该零件进行数控车削工艺分析。求，试对该零件进行数控车削工艺分析。 v（1）零件图工艺分析）零件图工艺分析

40、 v（2）选择设备）选择设备v（3）确定零件的定位基准和装夹方式）确定零件的定位基准和装夹方式v（4）确定加工顺序及进给路线）确定加工顺序及进给路线v（5）刀具选择）刀具选择v（6）确定切削用量）确定切削用量v（1）零件图工艺分析）零件图工艺分析 v该零件表面由圆柱、圆锥、凸圆弧、凹圆弧及螺纹该零件表面由圆柱、圆锥、凸圆弧、凹圆弧及螺纹等表面组成。零件材料为等表面组成。零件材料为LY12，毛坯尺寸为为，毛坯尺寸为为2295，无热处理和硬度要求。，无热处理和硬度要求。 v（2）选择设备）选择设备v根据被加工零件的外形和材料等条件，选用根据被加工零件的外形和材料等条件，选用CK6140数控车床。数

41、控车床。v（3）确定零件的定位基准和装夹方式）确定零件的定位基准和装夹方式v定位基准定位基准 确定坯料轴线和左端面为定位基准。确定坯料轴线和左端面为定位基准。v装夹方法装夹方法 采用三爪自定心卡盘自定心夹紧。采用三爪自定心卡盘自定心夹紧。v（4）确定加工顺序及进给路线）确定加工顺序及进给路线v加工顺序加工顺序按先车端面，然后遵循由粗到精、按先车端面，然后遵循由粗到精、由近到远（由右到左）的原则。即先从右到由近到远（由右到左）的原则。即先从右到左粗车各面（留左粗车各面（留0.5精车余量），然后从右精车余量），然后从右到左精车各面，最后切槽、车削螺纹、切断。到左精车各面，最后切槽、车削螺纹、切断。

42、 v（5）刀具选择）刀具选择v刀具材料为刀具材料为W18Cr4V。 v将所选定的刀具参数填入数控加工刀具卡片将所选定的刀具参数填入数控加工刀具卡片中（见教材中（见教材172页表页表5-9）。）。 v（6）确定切削用量）确定切削用量v根据被加工表面质量要求、刀具材料和工件材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，然后利用公式度与每转进给量，然后利用公式v c=dn/1000和和vf = nf，计算主轴转速与进给速度（计算过，计算主轴转速与进给速度（计算过程略），最后根据实践经验进行修正，计算结程略），

43、最后根据实践经验进行修正，计算结果填入表果填入表5-9（见教材（见教材172页）工序卡中。页）工序卡中。v综合前面分析的各项内容，并将填入表综合前面分析的各项内容，并将填入表5-9（见（见教材教材172页）工序卡中页）工序卡中5.3.2 套类零件数控车削工艺分析1、在一般数控车床上加工的套类零件、在一般数控车床上加工的套类零件v如图为典型轴套类零件，该零件材料为如图为典型轴套类零件，该零件材料为45钢，无钢，无热处理和硬度要求，试对该零件进行数控车削工热处理和硬度要求，试对该零件进行数控车削工艺分析（单件小批量生产）。艺分析（单件小批量生产）。v（1）零件图工艺分析）零件图工艺分析v（2）选择

44、设备）选择设备v（3）确定零件的定位基准和装夹方式）确定零件的定位基准和装夹方式v（4）确定加工顺序及进给路线）确定加工顺序及进给路线v（5）刀具选择）刀具选择v（6）切削用量选择）切削用量选择v（7）数控加工工艺卡片拟订）数控加工工艺卡片拟订v（1）零件图工艺分析）零件图工艺分析v采用以下几点工艺措施。采用以下几点工艺措施。v对图样上带公差的尺寸，因公差值较小，故对图样上带公差的尺寸，因公差值较小，故编程时不必取平均值，而取基本尺寸即可。编程时不必取平均值，而取基本尺寸即可。v左右端面均为多个尺寸的设计基准，相应工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。序加工

45、前，应该先将左右端面车出来。v内孔尺寸较小，镗内孔尺寸较小，镗1:20锥孔与镗锥孔与镗32孔及孔及150锥面时需掉头装夹。锥面时需掉头装夹。v（2）选择设备）选择设备v选用选用CJK6240数控车床数控车床。v（3）确定零件的定位基准和装夹方式）确定零件的定位基准和装夹方式v内孔加工内孔加工v定位基准：内孔加工时以外圆定位；定位基准：内孔加工时以外圆定位；v装夹方式：用三爪自动定心卡盘夹紧。装夹方式：用三爪自动定心卡盘夹紧。v外轮廓加工外轮廓加工v定位基准：确定零件轴线为定位基准；定位基准：确定零件轴线为定位基准；v装夹方式：加工外轮廓时，为保证一次安装加工出全部装夹方式：加工外轮廓时，为保证

46、一次安装加工出全部外轮廓，需要设一圆锥心轴装置（见外轮廓，需要设一圆锥心轴装置（见图图A双点划线部双点划线部分），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并用尾座顶尖顶紧v（4）确定加工顺序及进给路线）确定加工顺序及进给路线v加工顺序的确定原则加工顺序的确定原则：v由内到外、由粗到精、由近到远的，在一次装由内到外、由粗到精、由近到远的，在一次装夹中尽可能加工出较多的工件表面。夹中尽可能加工出较多的工件表面。v可先加工内孔各表面，然后加工外轮廓表面。可先加工内孔各表面，然后加工外轮廓表面。v由于该零件为单件小批量生产，走刀路线设计

47、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轮廓表面车削走刀路线可沿零件轮廓顺序进行（见（见图图B）。）。 v（5）刀具选择）刀具选择v（6）切削用量选择）切削用量选择v利用公式利用公式v c=dn/1000和和vf = nf，计算主轴转速与，计算主轴转速与进给速度，计算结果填入表进给速度，计算结果填入表5-12工序卡中。工序卡中。 v背吃刀量的选择粗加工时，在工艺系统刚性和机床背吃刀量的选择粗加工时，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，以功率允许的情况

48、下，尽可能取较大的背吃刀量，以减少进给次数；减少进给次数；v精加工时，为保证零件表面粗糙度要求，背吃刀量精加工时，为保证零件表面粗糙度要求，背吃刀量一般取一般取0.10.4较为合适。较为合适。v（7）数控加工工艺卡片拟订）数控加工工艺卡片拟订v将前面分析的各项内容综合成表将前面分析的各项内容综合成表5-12所示的数控加所示的数控加工工艺卡片。工工艺卡片。v在加工中心上加工的轴套类零件在加工中心上加工的轴套类零件v如如图图为升降台铣床的支承套，零件材料为为升降台铣床的支承套，零件材料为45钢，钢，无热处理和硬度要求。分析其数控加工工艺。无热处理和硬度要求。分析其数控加工工艺。v（1）零件图工艺分

49、析）零件图工艺分析v（2）选择设备）选择设备v（3）确定零件的定位基准和装夹方式）确定零件的定位基准和装夹方式v（5）确定加工顺序及进给路线（分析略）确定加工顺序及进给路线（分析略）v（6）刀具选择）刀具选择v（7）切削用量选择（分析略）切削用量选择（分析略）v（8）数控加工工艺卡片拟订）数控加工工艺卡片拟订 v（1）零件图工艺分析）零件图工艺分析v为便于定位装夹，为便于定位装夹，100f9外圆、外圆、80 尺寸两尺寸两面、面、78 尺寸上面均在前面工序中用普通机尺寸上面均在前面工序中用普通机床完成。床完成。v数控加工的主要内容是：数控加工的主要内容是：2-15H7孔，孔，35H7孔、孔、60

50、12窝，窝，2-1117、 2-M6-6H螺孔。螺孔。 5 . 0005 . 0v（2）选择设备）选择设备v选用的卧式加工中心，选用的卧式加工中心，主要参数主要参数是：是： v工作台尺寸：工作台尺寸：400400、工作台左右行、工作台左右行程（程（X轴）轴）500、工作台前后行程（、工作台前后行程（Z轴）轴）400，主轴箱上下行程（，主轴箱上下行程（Y轴）轴）400，主轴中心，主轴中心线至工作台面距离线至工作台面距离100500，主轴端面至工，主轴端面至工作台中心线距离作台中心线距离150500，主轴锥孔，主轴锥孔BT-40，刀库容量刀库容量30把。把。 v（3）确定零件的定位基准和装夹方式）

51、确定零件的定位基准和装夹方式v工件以工件以100f9外圆、外圆、80 尺寸左端面定位尺寸左端面定位。v（4）工件坐标系设定）工件坐标系设定vB00、G54、X0、Y0设在设在35H7孔中心上，孔中心上，Z0设在设在80 尺寸左面。尺寸左面。vB900、G55、X0设在设在80 尺寸左面。尺寸左面。Y0设在设在35H7孔中心上，孔中心上，Z0设在设在78 尺寸上面。尺寸上面。 v（5）确定加工顺序及进给路线确定加工顺序及进给路线v（6）刀具选择刀具选择v（7）切削用量选择切削用量选择v（8）数控加工）数控加工工艺卡片拟订工艺卡片拟订：通过分析可得通过分析可得出加工工艺过程，见表出加工工艺过程，见表5-145 . 005 . 0005 . 05.3.3 盘类零件数控车削工艺分析v如如图图所示带孔圆盘工件，材料为所示带孔圆盘工件，材料为45钢，分析其数钢，分析其数控车削工艺。控车削工艺。v1零件图工艺分析零件图工艺分析v2选择设备选择设备 v3确定零件的定位基准和装夹方式确定零件的定位基准和装夹方式v4制定加工方案制定