数控车削加工工艺1.3-4

1、 数控车床加工工艺主要包括以下内容：数控车床加工工艺主要包括以下内容：1. 1.确定确定加工对象加工对象2.2.分析分析零件图零件图3.3.制定工艺制定工艺路线路线4.4.数控加工工序数控加工工序设计设计5.5.编程编程6.6.填写填写数控加工工艺技术文件数控加工工艺技术文件数控车削的基本特征与加工范围 数控车床主要数控车床主要用于用于轴类轴类和和盘类回盘类回转体零件转体零件的内外的内外圆圆柱面柱面、任意角度的、任意角度的内、外内、外圆锥面圆锥面、复、复杂回转内、外杂回转内、外曲面曲面和圆柱、圆锥和圆柱、圆锥螺纹螺纹等等的切削加工，并的切削加工，并能进行能进行切槽、钻孔切槽、钻孔、扩孔、铰孔及

2、镗孔扩孔、铰孔及镗孔等切削加工。等切削加工。一、加工范一、加工范围围钻孔车外圆车端面车内孔切槽切断车锥面车型面车螺纹二、数控车削加工特性二、数控车削加工特性1. 常用车刀种类和用途常用车刀种类和用途安装车刀应注意下列几点： 1)、刀头不宜伸出太长，否则切削时容易产生振动，影响工件加工精度和表面粗糙度。 一般刀头伸出长度为刀杆厚度的1-1.5倍,能看见刀尖车削即可。 2 ) 、刀尖应与车床主轴中心线等高。 车刀装得太高，后角减小，后刀面与工件加剧摩擦，装得太低，前角减少，切削不顺利，会使刀尖崩碎。 刀尖的高低，可根据尾架顶尖高低来调整。 2. 车刀的安装车刀的安装 车刀必须正确牢固地安装在刀架上

3、。3 ).车刀刀杆是否与工件轴线垂直 。 4 ).车刀底面的垫片要平整，并尽可能用厚垫片，以 减少垫片数量。 调整好刀尖高低后，至少要用两个螺钉交替将车刀拧紧。 车刀的安装车刀的安装如下图所示。 车刀的安装图a)正确 b)错误数控车床的主要加工对象 数控车削加工是数控加工中用得数控车削加工是数控加工中用得最多的最多的加工方法之一加工方法之一，由于数控车床具有精度高、，由于数控车床具有精度高、能做直线和圆弧插补以及在加工过程中能自能做直线和圆弧插补以及在加工过程中能自动变速的特点，其工艺范围较普通机床宽得动变速的特点，其工艺范围较普通机床宽得多。多。数控车床适合于车削具有以下要求和特数控车床适合

4、于车削具有以下要求和特点的回转类零件。点的回转类零件。三、数控车削的主要加工对象三、数控车削的主要加工对象数控车床的主要加工对象高精度的机床主轴高精度的机床主轴高速电机主轴高速电机主轴l精度要求高的回转体零件超精加工超精加工 轮廓形状复杂或难以控制尺寸的回转体零件数控车床的主要加工对象钢制联接零件钢制联接零件阀门壳体零件阀门壳体零件隔套 精密加工业联接套 航天工业 形状复杂的零件（带横向加工的回转体零件）采用车铣加工中心数控车床的主要加工对象数控车床的主要加工对象非标丝杠非标丝杠l特殊类型的螺旋零件1.3.2 1.3.2 数控车削加工工艺的制定数控车削加工工艺的制定1.3.2.1、零件图工艺分

5、析、零件图工艺分析1.轮廓几何要素分析轮廓几何要素分析 由于设计等多方面的原因，在图样上可能出现由于设计等多方面的原因，在图样上可能出现1）.构成加工轮廓的条件不充分构成加工轮廓的条件不充分2 ）. 尺寸模糊尺寸模糊不清不清3 ）.尺寸封闭缺陷，增加了编程工作的难度，有的甚尺寸封闭缺陷，增加了编程工作的难度，有的甚至无法至无法编程编程。4 ）.尺寸标注不适合数控加工的特点尺寸标注不适合数控加工的特点 对对数控加工数控加工来说，零件图上应以来说，零件图上应以同一基准同一基准引注尺寸引注尺寸或直接给出坐标尺寸。这种尺寸标注法既便于或直接给出坐标尺寸。这种尺寸标注法既便于编程编程，也，也便于尺寸之间

6、的相互协调，在保持便于尺寸之间的相互协调，在保持设计基准、工艺基准、设计基准、工艺基准、测量基准与编程原点测量基准与编程原点设置的一致性方面带来很大方便。设置的一致性方面带来很大方便。 零件设计人员在标注尺寸时，一般总是零件设计人员在标注尺寸时，一般总是较多地考虑较多地考虑装配装配等使用特性方面，因而常采取等使用特性方面，因而常采取局部分散局部分散的标注方法，的标注方法，这样会给这样会给工序安排与数控加工带来许多不便工序安排与数控加工带来许多不便。 由于数控加工精度及重复定位精度都很高，由于数控加工精度及重复定位精度都很高，不会不会产产生较大的积累误差而生较大的积累误差而破坏使用特性破坏使用特

7、性，因此可将，因此可将局部的尺局部的尺寸分散标注法改为以同一基准引注尺寸或直接给出坐标寸分散标注法改为以同一基准引注尺寸或直接给出坐标尺寸的标注法。尺寸的标注法。 2. 2. 分析零件的技术要求是否合理。分析零件的技术要求是否合理。 包括尺寸精度、形位公差、表面粗糙度及热处理是否合理。包括尺寸精度、形位公差、表面粗糙度及热处理是否合理。 过高的要求过高的要求会增加加工难度，提高成本；会增加加工难度，提高成本；过低的要求过低的要求会影响工会影响工作性能。两者都是不允许的。例如图作性能。两者都是不允许的。例如图3-43-4所示汽车板弹簧和吊所示汽车板弹簧和吊耳，耳， 吊耳两内侧面与板弹簧要求不接触

8、，因此其表面粗糙度吊耳两内侧面与板弹簧要求不接触，因此其表面粗糙度可由原设计的可由原设计的R Ra a3.2m3.2m增大至增大至R Ra a12.5m12.5m，这样，在铣削，这样，在铣削时可减时可减轻工作强度。轻工作强度。图3-4 汽车板弹簧与吊耳3.零件材料的分析。零件材料的分析。在满足零件在满足零件功能功能的前提下，零件材料应立足的前提下，零件材料应立足国内国内， 选用选用较较低廉低廉的材料，避免用的材料，避免用贵重贵重、紧缺紧缺材料。同时，零件材料选用材料。同时，零件材料选用不当不当，也会增加工艺，也会增加工艺难度难度。如图。如图3-53-5所示的销钉，方头部分要所示的销钉，方头部分

9、要求求555560HRC60HRC，直径，直径2H72H7的小孔要求在装配时配作。原用材料为的小孔要求在装配时配作。原用材料为T8AT8A，因零件小，故头部淬火时势必全部淬硬，使，因零件小，故头部淬火时势必全部淬硬，使2H72H7的孔无法的孔无法配钻。配钻。 若改为若改为2020钢钢局部渗碳局部渗碳，对，对2 2H7处进行处进行镀铜镀铜或用其它方或用其它方法保护则比较可行。法保护则比较可行。 图3-5 销钉 1.3.2.2.零件结构工艺性分析零件结构工艺性分析 零件的结构工艺性是指零件对加工方法的零件的结构工艺性是指零件对加工方法的适应性，即适应性，即所设计的零件结构应便于加工成形。所设计的零

10、件结构应便于加工成形。结构工艺性分析结构工艺性分析图3-8 普通车床用成型刀加工沟槽 图3-9 数控机床对不同槽型的加工 1.3.3.1. 1.3.3.1. 工序划分的方法工序划分的方法(1) 刀具集中分序法。 刀具集中分序法就是按所用刀具划分工序，用同一把刀加工完零件上所有可以完成的部位， 再用第二把、第三把刀分别完成它们可以完成的其它部位。 这样可以减少换刀次数，缩短空程时间，减少多次装夹时的定位误差。 (2) 按安装次数划分 （3）粗、精加工分序法。 对于需要进行粗加工、半精加工和精加工的零件，先全部进行粗加工、半精加工，最后再进行精加工，即将加工过程划分为粗加工工序、半精加工工序和精加

11、工工序。 (4) 按加工部位分序法。 一般按”先面后孔”（先加工平面、定位面，后加工孔）、”先简单后复杂”（先加工简单的几何形状，后加工复杂的几何形状）、”先低后高”（先加工精度较低的部位，后加工精度要求较高的部位）的加工顺序划分工序。 需要指出的是，数控加工工序的划分要视零件的具体情况具体分析，许多工序是按上述划分工序的方法综合进行安排的。 1.3.3.2制定加工顺序制定加工顺序制定加工顺序的一般原则为：制定加工顺序的一般原则为：1.先粗后精先粗后精 对于粗精加工在一道工序内进行的加工内容，应先对各表面进行对于粗精加工在一道工序内进行的加工内容，应先对各表面进行全部粗加工，然后再进行半精加工

12、和精加工，以逐步提高加工精度。全部粗加工，然后再进行半精加工和精加工，以逐步提高加工精度。此工步顺序安排的原则要求：此工步顺序安排的原则要求： 粗车在较短的时间内将工件各表面上的粗车在较短的时间内将工件各表面上的大部分加工余量（如下图中的双点画线内所示部分）切掉，一方面提大部分加工余量（如下图中的双点画线内所示部分）切掉，一方面提高金属切除率，另一方面满足精车的余量均匀性要求。高金属切除率，另一方面满足精车的余量均匀性要求。若粗车后所留若粗车后所留余量的均匀性满足不了精加工的要求，则要安排半精车余量的均匀性满足不了精加工的要求，则要安排半精车，以此为精车，以此为精车做准备。为保证加工精度，做准

13、备。为保证加工精度，精车一定要一刀切出精车一定要一刀切出。此原则的实质是在。此原则的实质是在一个工序内分阶段加工，这有利于保证零件的加工精度，适用于精度一个工序内分阶段加工，这有利于保证零件的加工精度，适用于精度要求高的场合。要求高的场合。先粗后精示例2.先近后远先近后远先近后远即在一般情况下，离对刀点近的部位先加工，先近后远即在一般情况下，离对刀点近的部位先加工， 离对刀点远的部位后加工，离对刀点远的部位后加工，以缩短刀具移动距离，减少空以缩短刀具移动距离，减少空行程时间。行程时间。 对车削而言，先近后远还可以对车削而言，先近后远还可以保持工件的刚性，保持工件的刚性，有利于切削加工有利于切削

14、加工。例如，加工下图所示零件，。例如，加工下图所示零件， 如果按如果按38 mm 36 mm34 mm的次序安排车削，的次序安排车削， 不仅会不仅会增增加加刀具返回对刀点的刀具返回对刀点的空行程空行程时间，而且时间，而且一开始就削弱了工一开始就削弱了工件的刚性件的刚性， 还可能使台阶的外直角处产生毛刺（飞边）。还可能使台阶的外直角处产生毛刺（飞边）。对这类直径相差不大的台阶轴，对这类直径相差不大的台阶轴， 宜按宜按34 mm 36 mm 38 mm的次序车削。的次序车削。 先近后远示例先近后远示例3.先内后外、内外交叉先内后外、内外交叉 对既有内表面对既有内表面(内腔内腔)，又有外表面需加工的

15、零，又有外表面需加工的零件，安排加工顺序时，应先进行内、外表面的粗件，安排加工顺序时，应先进行内、外表面的粗加工，后进行内、外表面的精加工。切不可将零加工，后进行内、外表面的精加工。切不可将零件上一部分表面件上一部分表面(外表面或内表面外表面或内表面)加工完毕后，再加工完毕后，再加工其它表面加工其它表面(内表面或外表面内表面或外表面)。 4.基面先行基面先行注：程序段最少注：程序段最少 在加工程序的编制工作中，总是希望以最少的程序在加工程序的编制工作中，总是希望以最少的程序段数即可实现对零件的加工，以使程序简洁，减少出错段数即可实现对零件的加工，以使程序简洁，减少出错的几率及提高编程工作的效率

16、。的几率及提高编程工作的效率。走刀路线最短走刀路线最短 走刀路线泛指刀具从对刀点（或机床固定原点）开始运走刀路线泛指刀具从对刀点（或机床固定原点）开始运动起，直至返回该点并结束加工程序所经过的路径，包括动起，直至返回该点并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、切出等非切削空行程。切削加工的路径及刀具引入、切出等非切削空行程。 在保证加工质量的前提下，使加工程序具有最短的走刀在保证加工质量的前提下，使加工程序具有最短的走刀路线，路线，不仅可以节省整个加工程序的时间，还能减少一些不仅可以节省整个加工程序的时间，还能减少一些不必要的刀具消耗及机床进给滑动部件的磨损等。不必要的刀具消

17、耗及机床进给滑动部件的磨损等。对刀点、换刀点、刀位点 1、对刀点 对刀点可以设置在零件、夹具上或机床上面，尽可能设在零件的设计基准或工艺基准上；例：以外圆或孔定位零件，可以取外圆或孔的中心与端面的交点作为对刀点。1.3.4、确定刀具的进给路线、确定刀具的进给路线2.加工过程中加工过程中需要换刀时，需要换刀时，应规定换刀点。应规定换刀点。 所谓所谓“换刀点换刀点”是指刀架转动换刀时的位置，换刀是指刀架转动换刀时的位置，换刀点应设点应设在工件或夹具的外部，在工件或夹具的外部，以能顺利换刀、换刀时不以能顺利换刀、换刀时不碰工件及其它部件为准。碰工件及其它部件为准。 3、所谓、所谓“刀位点刀位点”是指

18、刀具的是指刀具的定位基准点定位基准点。 常用刀具的刀位点规定：立铣刀、端铣刀的刀位点常用刀具的刀位点规定：立铣刀、端铣刀的刀位点是是刀具刀具轴线与刀具底面的交点；球头铣刀刀位点为球心；轴线与刀具底面的交点；球头铣刀刀位点为球心；镗刀、车刀刀位点为刀尖或刀尖圆弧中心；钻头是钻尖镗刀、车刀刀位点为刀尖或刀尖圆弧中心；钻头是钻尖或钻头底面中心；或钻头底面中心； 1.4 1.4 典型零件数控车削加工工艺分析典型零件数控车削加工工艺分析 下面以下图所示螺纹特形轴为例，介绍数控车削加工工艺。所用机床为KC6140数控车床，其数控车削加工工艺分析如下：1.分析零件图样分析零件图样 该零件包括有圆柱、圆锥、顺

19、圆弧、逆圆弧及双线螺纹该零件包括有圆柱、圆锥、顺圆弧、逆圆弧及双线螺纹等表面；圆柱面直径、球面直径及凹圆弧面的直径尺寸和等表面；圆柱面直径、球面直径及凹圆弧面的直径尺寸和大锥面的锥角等的精度要求较高；大部分的表面粗糙度为大锥面的锥角等的精度要求较高；大部分的表面粗糙度为Ra3.2 m。零件的材料为。零件的材料为45钢，可以用钢，可以用 60mm切削加工切削加工性能较好，无热处理要求。性能较好，无热处理要求。2.选定设备选定设备 根据被加工零件的外形和材料等条件，选定数控车床根据被加工零件的外形和材料等条件，选定数控车床为为KC6140；其数控系统为；其数控系统为FNAUC。3.确定零件的定位基

20、准和装夹方式确定零件的定位基准和装夹方式（1）定位基准）定位基准 确定坯件轴线和左端大端面（设计基准）确定坯件轴线和左端大端面（设计基准）为定位基准。为定位基准。（2）装夹方式）装夹方式 左端采用三爪卡盘自定心卡盘夹紧、右端采左端采用三爪卡盘自定心卡盘夹紧、右端采用活动顶尖支顶的装夹的方法。用活动顶尖支顶的装夹的方法。4.确定刀具并对刀确定刀具并对刀 1）粗车选用硬质合金90外圆车刀，副偏角不能太小，以防与工件轮廓发生干涉，必要时应作图检验，本例取r60。 （1）粗、精车用刀具）粗、精车用刀具 2）精车和车螺纹选用硬质合金）精车和车螺纹选用硬质合金60外螺纹车刀，取外螺纹车刀，取刀尖角刀尖角r5930，取刀尖圆弧半径，取刀尖圆弧半径r0.150.2 mm。 （2）对刀）对刀 1）将粗车用）将粗车用90外圆车刀安装在绝对刀号自动转位刀外圆车刀安装在绝对刀号自动转位刀架的架的1号刀位上，并定为号刀位上，并定为1号刀。号刀。 2）将精车外形用）将精车外形用60外螺纹车刀安装在绝对刀号自动外螺纹车刀安装在绝对刀号自动转位刀架的转位刀架的2号刀位上，并定为号刀位上，并定为2号刀。号刀。