车加工工艺详解

1、车加工工艺详解车加工工艺详解No 1：数控车用途No 2：常见数车加工工艺分析No 3：加工工艺路线拟定No 4：夹具选择No 5：刀具选择No 6：切削条件选择No 7：加工举例1NO 1: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盘类零件，如下图所示：常见车床加工的典型表面常见车床加工的典型表面 NO 2:NO 2:常见数控车床加工工艺分析常见数控车床加工工艺分析 一：主要工对象一：主要工对象 1精度要求高的回转体零件(图1）2表面

2、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2）4带特殊螺纹的回转体零件 图图1 1 轴承内圈示意图轴承内圈示意图 图图2 2 成型内腔零件示例成型内腔零件示例 二：加工零件的工艺性分析二：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3）（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4、 图5） （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

3、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，应确定用恒线速切削。 2零件结构工艺性分析零件结构工艺性分析( ( 图图6 6) ) 图3 图图4 几何要素缺陷示例几何要素缺陷示例 图图5几何要素缺陷示例几何要素缺陷示例 图图6 结构工艺性示例结构工艺性示例 NO 3: 加工工艺路线的拟订加工工艺路线的拟订 一：一： 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

4、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7） 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。 适用于零件加工后易变形或精度要求较高的零件。 图图7 轴承内圈精车加工方案轴承内圈精车加工方案 常见手柄加工工序拆分举例常见手柄加工工序拆分举例: : 加工如图8-a 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：

5、工序1：（如图8-b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。 工序2：（见图8-c），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8 手柄加工示意图手柄加工示意图 a)b)c)二：二：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9） 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

6、远先近后远（图10） 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9 先粗后精先粗后精 图图10 先近后远先近后远 三：进给路线的确定三：进给路线的确定1最短的空行程路线 （1）巧用起刀点 。（2）巧设换（转）刀点 （3）合理安排“回零”路线。2粗加工（或半精加工）进给路线（1）常用的粗加工进

7、给路线 。（2）大余量毛坯的阶梯切削进给路线 。（3）双向切削进给路线 。3精加工进给路线 （1）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，其零件的完工轮廓应由最后一刀连续加工而成 。 （2）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特殊的进给路线 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，

8、甚至可能车坏工件。 NO:4 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11） （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12） （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

9、爪单动卡盘找正比较费时，只能用于单件小批生产。（图13）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14-图16） （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17-18）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19） （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

10、上加工。（图20） 图图13 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11 11 三爪卡盘示意图三爪卡盘示意图 图图12 12 加工软爪加工软爪 图图14 顶尖顶尖 a) 普通顶尖 b) 活顶尖 图图15 15 两顶尖装夹工件两顶尖装夹工件 图图16 16 两顶尖车偏心轴两顶尖车偏心轴 图图17 17 内、外拨动顶尖内、外拨动顶尖 图图18 18 端面拨动顶尖端面拨动顶尖 图图19 19 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20 20 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

11、-压板 4-V形架 5-花盘 1-平衡铁 2-轴承座 3-角铁 4-划针盘 5-压板NO 5: 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21）（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21 圆弧形车刀圆弧形车刀 图图22 常用车刀的种类、形状和用

12、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-盲孔车刀图图23 常见可转位车刀刀片常见可转位车刀刀片 2: 常见刀具几何角度图图25 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 图图24 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26 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 NO 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

13、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 n 工件或刀具的转速，r/min； vc 切削速度，

14、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，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knP1000n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

15、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，精车时常取0.10.3 mm/r，切断时常取0.050.2 mm/r。No 7：加工举例图纸分析台湾转轴：图号：DSROR-1001-16.0*36.3mmMaterial:121520产品分析：此产品为典型车加工零件，最大直径6.0，长度：36.3mm,材料为：1215易切钢产品结构设计到车外圆+铣扁位+侧面打孔+切断一次加工成型，机台需满足以下条件：1：必须有三个以上侧铣动力头刀位，2：必须有背轴3：主轴直径大于6.0以上可选用西铁城A16走芯机一次加工完成。机台选择一般

16、根据产品大小选择最接近为最佳，2136.3 mm6.0mm材料选取产品最大直径6.0，公差0/-0.1，可直接选取6.0冷拉棒料，一般原材直径规格为负公差选原材原则：表面有氧化层，黑皮等常规料适合于走刀机，要留有余量，直径大于产品最大外径2.0mm以上走芯机因夹头一般采用钨钢焊接磨光夹头，对原材的直线度，表面粗糙度，圆度有较高要求，一般选用冷拉光料或者磨光棒料，而这种料外径尺寸比较稳定选取6.0棒材，最大外径处不用加工，可节约工时。选取原材直径要充分考虑到加工工时，产品最大外径尺寸公差，粗糙度要求结合一般是越接近越好，选取0.5为增加单位直径原材（易购买，常规料，成本低）例如：产品最大直径7.

17、13，粗糙度Ra1.6,理论上7.2合适，但考虑到为非标料， 需定制成本，建议选择7.5为佳。222500 mm2.05mm6.0mm23加工-外圆Before After -刀具：外圆刀（刀杆12X12京瓷外径方刀杆），- 刀片（京瓷CCMT060204GK-PR1125），-转速：S4000-吃刀量：1.5mm -走刀量：F0.2-说明：因材料为1215易切钢，我们选用刀尖R0.4刀片粗加工，以去除余量为目的，- 端面/外径留余量0.05/0.2mm-精加工：-刀具：外圆刀（刀杆12X12京瓷外径方刀杆），- 刀片（京瓷CCMT060202GK-PR1125），-转速：S4500-吃刀量：

18、0.1mm -走刀量：F0.08-说明：精加工要考虑到产品尺寸公差，表面粗糙度，圆度，效率等-工时：6S24加工-扁位-刀具：4.0钨钢涂层四刃铣刀-转速：S3000-吃刀量：0.5mm -走刀量：F300-说明：走芯机动力头不同于CNC主轴，相对来讲刚性差，转速低，-装刀直径小，做为辅助加工，不能等同于CNC主轴-工时：12SAfter Before 25加工-后扁位1-刀具：4.0钨钢涂层四刃铣刀-转速：S3000-吃刀量：0.5mm -走刀量：F300-说明：走芯机动力头不同于CNC主轴，相对来讲刚性差，转速低，-装刀直径小，做为辅助加工，不能等同于CNC主轴-工时：25SAfter Before 26加工-后扁位2-刀具：4.0钨钢涂层四刃铣刀-转速：S3000-吃刀量：0.5mm -走刀量：F300-说明：走芯机动力头不同于CNC主轴，相对来讲刚性差，转速低，-装刀直径小，做为辅助加工，不能等同于CNC主轴-工时：25SAfter Before 27加工-侧孔-刀具：3.0 90镀钛中心钻 2.05 118苏氏钻-转速：S3500-吃刀量：0.5mm -走刀量：F200-说明