数控车削与数控车床

目录★数控车床的种类及特征★数控车床的结构★数控车床的主要加工对象★数控车削工件的装夹★数控车削的对刀★数控车削的工艺分析★数控车削的基本特征与加工范围车外圆车端面钻孔车内孔切槽切断车锥面车型面车螺纹加工范围数控车削的基本特征与加工范围数控车削的基本特征与加工范围数控车床主要用于轴类和盘类回转体零件的多工序加工，具有高精度、高效率、高柔性化等综合特点，其加工范围较普通车削广，不仅可以进行车削还可以铣削，具体见后。基本特征数控车削时，工件做回转运动，刀具做直线或曲线运动，刀尖相对工件运动的同时，切除一定的工件材料从而形成相应的工件表面。其中，工件的回转运动为切削主运动，刀具的直线或曲线运动为进给运动。两者共同组成切削成形运动。加工范围数控车床即装备了数控系统的车床。由数控系统通过伺服驱动系统去控制各运动部件的动作，主要用于轴类和盘类回转体零件的多工序加工，具有高精度、高效率、高柔性化等综合特点，适合中小批量形状复杂零件的多品种、多规格生产。数控车床按车削中心是在普通数控车床基础上发展起来的一种复合加工机床。除具有一般二轴联动数控车床的各种车削功能外，车削中心的转塔刀架上有能使刀具旋转的动力刀座，主轴具有按轮廓成形要求连续（不等速回转）运动和进行连续精确分度的C轴功能，并能与X轴或Z轴联动，控制轴除X、Z、C轴之外，还可具有Y轴。可进行端面和圆周上任意部位的钻削、铣削和攻螺纹等加工，在具有插补功能的条件下，还可以实现各种曲面铣削加工。数控车床的种类和特征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最多的加工方法之一，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动变速的特点，其工艺范围较普通机床宽得多。数控车床适合于车削具有以下要求和特点的回转类零件。数控车床的主要加工对象高精度的机床主轴高速电机主轴●精度要求高的回转体零件数控车床的主要加工对象非标丝杠●带特殊螺纹的回转体零件●表面形状复杂的回转体零件数控车床的主要加工对象钢制联接零件高压技术阀门壳体零件石油工业采用车铣加工中心数控车床的主要加工对象●其他形状复杂的零件隔套精密加工业联接套航天工业●其他形状复杂的零件采用车铣加工中心数控车床的主要加工对象三爪自定心心卡盘装夹两顶尖之间间装夹双三爪定心心卡盘装夹夹卡盘和顶尖尖装夹常用装夹方式数控车削工工件的装夹夹通用夹具装装夹找正：找正装夹夹时必须将将工件的加加工表面回回转轴线（（同时也是是工件坐标标系Z轴）找正到到与车床主主轴回转中中心重合。。一般为打打表找正。。通过调整整卡爪，使使工件坐标标系Z轴与车床主主轴的回转转中心重合合。数控车削工工件的装夹夹采用找正的的方法数控车削工工件的装夹夹也可以改变变夹紧力的的作用点，，采用轴向向夹紧的方方式。薄壁零件容容易变形，，普通三爪爪卡盘受力力点少，采采用开缝套套筒或扇形形软卡爪，，可使工件件均匀受力力，减小变变形。薄壁零零件件的的装装夹夹数控控车车削削的的对对刀刀对刀刀是确确定定工工件件在在机机床床上上的的位位置置，，也即即是是确确定定工工件件坐坐标标系系与与机机床床坐坐标系系的的相相互互位位置置关关系系。。对对刀刀过过程程一般般是是从从各各坐坐标标方方向向分分别别进进行行，，它可可理理解解为为通通过过找找正正刀刀具具与与一一个个在工工件件坐坐标标系系中中有有确确定定位位置置的的点点(即即对对刀刀点点)来来实实现现。。直接接用用刀刀具具试试切切对对刀刀自动动对对刀刀机外外对对刀刀仪仪对对刀刀常用用对对刀刀方方式式对刀刀实实例例分析析零零件件图图样样数控控车车削削的的工工艺艺分分析析分分析析零零件件的的几几何何要要素素：：首先先从从零零件件图图的的分分析析中中,了解解工工件件的的外外形形、、结结构构,工件件上上须须加加工工的的部部位位,及其其形形状状、、尺尺寸寸精精度度、、和和表表面面粗粗糙糙度度；；了了解解各各加加工工部部位位之之间间的的相相对对位位置置和和尺尺寸寸精精度度；；了了解解工工件件材材料料及及其其它它技技术术要要求求。。从从中中找找出出工工件件经经加加工工后后，，必必须须达达到到的的主主要要加加工工尺尺寸寸和和重重要要位位置置尺尺寸寸精精度度。。分分析析了了解解工工件件的的工工艺艺基基准准：：包括括其其外外形形尺尺寸寸、、在在工工件件上上的的位位置置、、结结构构及及其其他他部部位位的的相相对对关关系系等等。。对对于于复复杂杂工工件件或或较较难难辨辨工工艺艺基基准准的的零零件件图图，，尚尚需需详详细细分分析析有有关关装装配配图图，，了了解解该该零零件件的的装装配配使使用用要要求求，，找找准准工工件件的的工工艺艺基基准准。。了了解解工工件件的的加加工工数数量量：不同同的的加加工工数数量量所所采采用用的的工工艺艺方方案案也也不不同同。。研究究制制定定工工艺艺方方案案数控控车车削削的的工工艺艺分分析析研究究制制定定工工艺艺方方案案的的前前提提是是：：熟熟悉悉本本厂厂机机床床设设备备条条件件，，把把加加工工任任务务指指定定给给最最适适宜宜的的工工种种，，尽尽可可能能发发挥挥机机床床的的加加工工特特长长与与使使用用效效率率。。并并按按照照分分析析上上述述零零件件图图所所了了解解的的加加工工要要求求，，合合理理安安排排加加工工顺顺序序。。一、、安安排排加加工工顺顺序序的的一一般般方方法法（1））安安排排工工件件上上基基准准部部位位的的辅辅助助加加工工及及其其他他准准备备工工序序。。（2））安安排排工工件件工工艺艺基基准准面面的的加加工工工工序序。。二、、根根据据工工件件的的加加工工批批量量大大小小，，确确定定加加工工工工序序的的集集中中与与分分散散：：三、、充充分分估估计计加加工工中中会会出出现现的的问问题题，，有有针针对对性性地地予予以以解解决决。。例例如如：：对对于于薄薄壁壁工工件件要要解解决决装装夹夹变变形形和和车车削削震震动动的的问问题题。。对对有有角角度度位位置置的的工工件件要要解解决决角角度度定定位位问问题题。。对对于于偏偏心心工工件件要要解解决决偏偏心心夹夹具具或或装装夹夹问问题题。。编制制加加工工程程序序数控控车车削削的的工工艺艺分分析析一、、零零件件图图形形的的数数学学处处理理及及编编程程尺尺寸寸设设定定值值的的确确定定二、、根根据据工工艺艺方方案案中中工工步步内内容容及及顺顺序序的的要要求求，，逐逐项项创创建建刀刀具具路路径径并并生生成成程程序序。。三、、程程序序校校验验分析析实实例例确定定走走刀刀路路线线的的一一般般原原则则是是：：保证证零零件件的的加加工工精精度度和和表表面面粗粗糙糙度度要要求求。。缩短短走走刀刀路路线线，，减减少少进进退退刀刀时时间间和和其其他他辅辅助助时时间间。。方便便数数值值计计算算，，减减少少编编程程工工作作量量。。尽量量减减少少程程序序段段数数。。走刀刀路路线线的的确确定定数控控车车削削的的工工艺艺分分析析数控控车车削削的的工工艺艺分分析析走刀刀路路线线的的确确定定车圆圆锥锥的的加加工工路路线线分分析析数控控车车床床上上车车外外圆圆锥锥，，假假设设圆圆锥锥大大径径为为D，，小小径径为为d，，锥锥长长为为L，，车车圆圆锥锥的的加加工工路路线线如如图图所所示示。。按图图a中中的的阶阶梯梯切切削削路路线线，，二二刀刀粗粗车车，，最最后后一一刀刀精精车车；；二二刀刀粗粗车车的的终终刀刀距距S要要作作精精确确的的计计算算，，可可有有相相似似三三角角形形得得：：D-d2L＝D-d2S-apD-d2L（（＝D-d2S-ap）此种种加加工工路路线线，，粗粗车车时时，，刀刀具具背背吃吃刀刀量量相相同同，，但但精精车车时时，，背背吃吃刀刀量量不不同同；；同同时时刀刀具具切切削削运运动动的的路路线线最最短短。。数控控车车削削的的工工艺艺分分析析车圆锥的加工工路线分析走刀路线的确确定按图b的相似似斜线切削路路线，也需计计算粗车时终终刀距S，同同样由相似三三角形可计算算得出。按此此种加工路线线，刀具切削削运动的距离离较短。按图c的斜线线加工路线，，只需确定每每次背吃刀量量ap，而不需计算算终刀距，编编程方便。但但在每次切削削中背吃刀量量是变化的，，且刀具切削削运动的路线线较长。数控车削的工工艺分析走刀路线的确确定车圆弧的加工工路线分析应用G02（（或G03））指令车圆弧弧，若用一刀刀就把圆弧加加工出来，这这样吃刀量太太大，容易打打刀。所以，，实际车圆弧弧时，需要多多刀加工，先先将大多余量量切除，最后后才车得所需需圆弧。右图为车圆弧弧的阶梯切削削路线。即先先粗车成阶梯梯，最后一刀刀精车出圆弧弧。此方法在在确定了每刀刀吃刀量ap后，须精确计计算出粗车的的终刀距S，，即求圆弧与与直线的交点点。此方法刀刀具切削运动动距离较短，，但数值计算算较繁。数控车削的工工艺分析走刀路线的确确定车圆弧的加工工路线分析右图为车圆弧弧的同心圆弧弧切削路线。。即用不同的的半径圆来车车削，最后将将所需圆弧加加工出来。此此方法在确定定了每次吃刀刀量aP后，对90°°圆弧的起点点、终点坐标标较易确定，，数值计算简简单，编程方方便，常采用用。但按图b加工时，空空行程时间较较长。右图为车圆弧弧的车锥法切切削路线。即即先车一个圆圆锥，再车圆圆弧。但要注注意，车锥时时的起点和终终点的确定，，若确定不好好，则可能损损坏圆锥表面面，也可能将将余量留得过过大。确定方方法如图所示示，连接OC交圆弧于D，过D点作作圆弧的切线线AB。数控车削的工工艺分析切削用量的确确定进给量切削速度(V)背吃刀量apV=πXDXn1000(m/min)式中：D工件切削部分分的最大直径径（mm)n主轴每分钟转转数min-1。数控车削的工工艺分析切削速度：(例题)主轴转速2000min-1、车削削直径Ø50，求此时的的切削速度？？答）π=3.14、D=125、n=2000代入入公式V=(π×D×n)÷1000=(3.14××50×2000)÷1000=314(m/min)切削速度为314m/min数控车削的工工艺分析进给量的确定定每转进给量(fr)、每每分进给量(Vf)式中：Vf：每分钟进给量量(mm/min)n：主轴转速(min-1)fr：每转进给量(mm/r)Vf=nxfr(mm/min)(例题)主主轴转速2000min-1、每分分进给速度100mm/min，求求此时每转进进给量？(例题)每每转进给量0.1mm/r，主轴转转速1600min-1,求每分进进给速度?答）Vf=n×fr=0.1×1600=160mm/min，

求出每分分进给速度为为160mm/min。。（答）fr=Vf÷÷n=100÷2000=0.05mm/r求出每转进给给量为0.05mm/r数控车削的工工艺分析切削用量的确确定孔加工的计算算式vc(m/min)：切切削速度ππ(3.14)：圆周率率

D1(mm)：钻钻头直径n(min-1)：主主軸转速※用1000去除，为将将mm换算成成mvf(mm/min)：：主轴（Z轴轴）进给速度度

fr(mm/rev)：每转进进给量

n(min-1)：主轴轴转速(例题)

主轴转速1350min-1、钻头直径Ø12，求切削速度。(答)

代入公式

vf=fr×n=0.2×1350=270mm/min

由此得出主轴每分钟进给量为270mm/min。主轴每分钟进进给量(vf)切削速度(vc)(例题)

主轴转速1350min-1、钻头直径Ø12，求切削速度。(答)

将π=3.14D1=12n=1350代入公式

vc=π×D1×n÷1000=3.14×12×1350=50.9m/min

据此，得出切削速度为50.9m/min。径向切入法

侧向切入法

一般的螺纹切削；加工螺纹螺距4以下。

用于工件刚性低易振动的场合；用于切削不锈钢等难加工材料；加工螺纹螺距4以上。数控车削的工工艺分析螺纹切削方式式外螺纹右螺纹左螺纹右手刀柄左手刀柄

数控车削的工工艺分析螺纹加工方法内螺纹右螺纹左螺纹右手刀柄左手刀柄

螺纹加工方法数控车削的工工艺分析数控车削的工工艺分析螺纹加工进刀刀次数及进刀刀量的选择应根据螺距来选择走刀次数及进给量，以保证螺纹的精度及质量。数控车削的工工艺分析一、轴类零件件的数控车削削工艺典型数控车削削零件的工艺艺分析图示是模具芯芯轴的零件简简图。零件的的径向尺寸公公差为±0.01mm，角度公差为为±0.1°，材料为45钢。毛坯尺寸寸为φ66mm×100mm，批量30件。数控车削的工工艺分析一、轴类零件件的数控车削削工艺典型数控车削削零件的工艺艺分析经过分析可制制定加工方案案如下：工序1：用三爪卡盘夹夹紧工件一端端，加工φ64×38柱面并调头打打中心孔。工序2：用三爪卡盘夹夹紧工件φ64一端，另一端端用顶尖顶住住。加工φ64×62柱面，如图所所示。工序3：①钻螺纹底孔孔；②精车φφ20表面，加工14°锥面及背端端面；③攻螺螺纹，如图所所示。数控车削的工工艺分析一、轴类零件件的数控车削削工艺典型数控车削削零件的工艺艺分析工序4加工SR19.4圆弧面、φ26圆柱面、角15°锥面和角15°倒锥面，装装夹方式如图图所示。工序序4的加工过程如如下：l）先用复合循循环若干次一一层层加工，，逐渐靠近由由E—F—C—H—I等基点组成的的回转面。后后两次循环的的走刀路线都都与B—C一D—E—F—C—H—I—B相似。完成粗粗加工后，精精加工的走刀刀路线是B—C—D—E—F—G—H—I一B，如图所示。。2）再加工出出最后一个15°的倒锥锥面，如图所所示。二、轴套类零零件数控车削削加工工艺数控车削的工工艺分析典型数控车削削零件的工艺艺分析1．零件图工艺艺分析该零件为轴承承套。表面由由内外圆柱面面、内圆锥面面、顺圆弧、、逆圆弧及外外螺纹等表面面组成，其中中多个直径尺尺寸与轴向尺尺寸有较高的的尺寸精度和和表面粗糙度度要求。零件件图尺寸标注注完整，符合合数控加工尺尺寸标注要求求；轮廓描述述清楚完整；；零件材料为为45钢，切削加工工性能较好，，无热处理和和硬度要求。。通过上述分析析，采取以下下几点工艺措措施：（1）零件图样上上带公差的尺尺寸，因公差差值较小，故故编程时不必必取其平均值值，而取基本本尺寸即可。。（2）左、右端面面均为多个尺尺寸的设计基基准，相应工工序加工前，，应该先将左左、右端面车车出来。数控车削的工工艺分析二、轴套类零零件数控车削削加工工艺典型数控车削削零件的工艺艺分析2．确定装夹方方案：内孔加工时以以外圆定位，，用三爪自动动定心卡盘夹夹紧。加工外外轮廓时，为为保证一次安安装加工出全全部外轮廓，，需要设一圆圆锥心轴装置置，用三爪卡卡盘夹持心轴轴左端，心轴轴右端留有中中心孔并用尾尾座顶尖顶紧紧以提高工艺艺系统的刚性性。数控车削的工工艺分析二、轴套类零零件数控车削削加工工艺典型数控车削削零件的工艺艺分析3．确定加工顺顺序及走刀路路线：加工顺序的确确定按由内到到外、由粗到到精、由近到到远的原则确确定，在一次次装夹中尽可可能加工出较较多的工件表表面。结合本本零件的结构构特征，可先先加工内孔各各表面，然后后加工外轮廓廓表面。由于于该零件为单