数控高级教学数控车床的加工工艺课件

数控车工(高级）沈建峰虞俊主编第二章数控车床的加工工艺第二章数控车床的加工工艺

掌握数控车床加工工艺路线的拟定方法；了解数控车床的刀具系统；了解数控车床的夹具系统；掌握数控车床工艺文件的编写方法。第二章数控车床的加工工艺目录第三节数控车床用夹具系统一、数控机床夹具的基本知识二、数控车床常用夹具简介三、数控车床常用定位方法及定位误差分析第四节数控加工工艺文件一、数控加工编程任务书二、数控加工工序卡片三、数控刀具调整单四、机床调整单五、数控加工程序单复习思考题第一节数控车床加工工艺路线的拟定一、数控加工概述二、加工阶段的划分三、加工顺序的安排四、加工路线的确定第二节数控车床用刀具系统一、数控车削刀具的特点二、数控车削刀具的分类三、数控车削刀具的材料四、机械夹固式车刀简介五、常用数控车刀的刀具参数六、数控车刀在数控机床刀架上的安装要求七、切削用量的选用第一节数控车床加工工艺路线的拟定一、数控加工概述1.数控加工的定义

数控加工的实质是：数控机床按照事先编制好的加工程序并通过数字控制过程，自动地对零件进行加工。（1）分析图样，确定加工方案（2）工件的定位与装夹2.数控加工的内容图2-1数控加工流程图第一节数控车床加工工艺路线的拟定(3)刀具的选择与安装(4)编制数控加工程序(5)试切削、试运行并校验数控加工程序

试切削一方面用来对加工程序进行最后的校验，另一方面用来校验工件的加工精度(6)数控加工(7)工件的验收与质量误差分析第一节数控车床加工工艺路线的拟定二、加工阶段的划分零件的加工过程可划分为4个阶段（1）粗加工阶段（2）半精加工阶段（3）精加工阶段

并非所有零件的加工都要经过4个加工阶段。因此，加工阶段的划分不应绝对化，应根据零件的要求、结构特点、毛坯情况和生产纲领灵活掌握。（4）精密加工阶段1.加工阶段的性质第一节数控车床加工工艺路线的拟定（1）保证加工质量（2）合理使用设备（3）便于及时发现毛坯缺陷（4）便于组织生产划分加工阶段即可提高生产率，又可延长精密设备的使用寿命2.划分加工阶段的目的第一节数控车床加工工艺路线的拟定1.加工顺序安排原则三、加工顺序的安排

加工顺序（又称工序）通常包括切削加工工序、热处理工序和辅助工序。（1）基准面先行原则图2-2轴类零件加工路线分析第一节数控车床加工工艺路线的拟定（2）先粗后精原则（3）先主后次原则（4）先近后远图2-3套类零件加工路线分析第一节数控车床加工工艺路线的拟定2.工序的划分（1）工序划分的原则1)工序集中原则

采用工序集中原则有利于保证加工精度（特别是位置精度）、提高生产效率、缩短生产周期和减少机床数量，但专用设备和工艺装备投资大、调整维修比较麻烦、生产准备周期较长，不利于转产。2)工序分散原则

采用工序分散原则有利于调整和维修加工设备和工艺装备，选择合理的切削用量且转产容易；但工艺路线较长，所需设备及工人数量多，占地面积大。第一节数控车床加工工艺路线的拟定（2）工序划分的方法1)按所用刀具划分2)按安装次数划分3)按粗、精加工划分4)按加工部位划分3.工步的划分方法

通常情况下，可分别按粗、精加工分开，由近及远的加工方法和切削刀具来划分工步。

再划分工步时，要根据零件的结构特点、技术要求等情况综合考虑第一节数控车床加工工艺路线的拟定四、加工路线的确定1.加工路线的确定原则

在数控加工中，刀具刀位点相现对于零件运动的轨迹称为加工路线。加工路线的确定与工件的加工精度和表面粗糙度直接相关1)加工路线应保证被加工零件的精度和表面粗糙度，且效率较高。2)使数值计算简便，以减少编程工作量。3)应使加工路线最短，这样既可减少程序段，又可减少空刀时间。4）加工路线还应根据工件的加工余量和机床、刀具的刚度等具体情况确定。第一节数控车床加工工艺路线的拟定2.圆弧车削加工路线（1）车锥法（图2-4a）（2）移圆法(图2-4b)（3）车圆法（图2-4c）图2-4圆弧车削方法第一节数控车床加工工艺路线的拟定3.圆锥车削加工路线(1)平行车削法（图2-5a）(2)终点车削法（图2-5b）图2-5圆锥车削方法应根据具体工件的情况来确定车圆和车锥的加工路线第一节数控车床加工工艺路线的拟定4.深孔的加工方法深孔加工的关键技术是深孔钻的几何形状和冷却、排屑问题常见的深孔加工有以下三种形式：（1）枪孔钻和外排屑枪孔钻用高速钢或硬质合金刀头与无缝钢管的刀柄焊接制成图2-6枪孔钻钻深孔第一节数控车床加工工艺路线的拟定（2）喷吸钻和内排屑图2-7喷吸钻图1—切削刃2—小孔3—喇叭形孔是切削液的出口处。图2-8喷吸钻的工作过程1—钻头2—内套管3—外套管4—弹簧夹头5—刀杆6—月牙孔7—小孔第一节数控车床加工工艺路线的拟定5.梯形螺纹的加工与测量（1）梯形螺纹的加工方法图2-9高压内排削钻的工作过程1-深孔钻2-封油头3-排屑外套管1）直进法。采用此种方法加工梯形螺纹时，螺纹车刀的三面都参加切削，导致加工排屑困难，切削力和切削热增加，刀尖磨损严重。第一节数控车床加工工艺路线的拟定图2-10梯形螺纹的几种切削方法a)直进法b)斜进法c)交错切削法d)切槽刀粗切槽法2）斜进法3）交错切削法4）切槽刀粗切槽法第一节沸数控车床仅加工工艺伤路线的拟纯定梯形螺序纹的测奶量分综凡合测量多、三针寇测量和踩单针测否量三种M=d2拘+4.8驱64dD搂-1.8识66P式中M——三针测级量时的头理论值(mm)；dD——测量用泽量针的惹直径（mm）；P——导程/螺距（mm）。A=（M+d渴0）/2式中A——单针测赵量时的仗理论值(mm)；d0——工件被借测实际王外径（mm）。（2）梯形螺柱纹测量第一节拆数控车床苍加工工艺龙路线的拟朗定图2-1算1梯形螺愉纹中径芬的测量置值在垦梯形螺拴纹的实止际加工祝中，由裹于刀尖科宽度并依不等于茄槽底宽甜，因此猾通过一伪次螺纹孙复合循取环切削衫无法正至确控制汗螺纹中界径等各酿项尺寸趟。为此躁可采用竟刀具Z向偏置后驻再次进行摔螺纹复合吵循环加工岭来解决以膛上问题。（3）计算Z向刀具偏第一节箭数控写车床加汇工工艺尖路线的离拟定6.大余量毛浅坯切削循瘦环加工路商线大余量昆毛坯切袍削循环隔加工路胞线主要质有“矩形”复合循踏环进给骨路线和“型车”复合循环烤进给路线誓两种形式确。“矩形”复合循环通轨迹加工屯路线较短饮，加工效美率较高，末通常通过顶数控车系蜘统的轮廓摩粗车循环突指令来实炉现。“型车”复合循环趁进给路线这种轨迹闪主要适用刻于铸造成候形、锻造各成形或已势粗车成形麦工件的粗对加工和半跟精加工，竖通常通过她数控车系芦统的轮廓则型车复合战循环指令酷来实现。第一节售数控株车床加盛工工艺鬼路线的迁拟定图2-1之3“矩形”复合循环进霞给路线图2-14“型车”复合循环进壁给路线7.车削非圆闸曲面的加科工路线往往采用龄短直线或献圆弧去近抢似替代非寺圆曲线，千这种处理畅方式称为歉拟合处理要。非圆曲线受拟合的方划法：直线睛法和圆弧剖法。直线命法包括等岔步距法、港等误差法税、等弦长盟法；圆弧溜法包括单幅圆弧、双蚊圆弧和三巩圆弧法。收步距法、钩等误差法犯应用较广腿泛。非圆曲扮线的拟仇合实质承是将曲辉线离散吊后用短戴直线或僵圆弧来侮替代。第二节撇数控饮车床用蕉刀具系反统一、数侦控车削岭刀具的据特点二、数控捧车削刀具通的分类1.根据加跟工用途鸟分类数控车床锦用刀具可园分为外圆廉车刀、内施孔车刀、块螺纹车刀左、切槽刀剑等种类。2.根据溜刀尖形状童分类尖形车刀架、圆弧形猫车刀和成奥形车刀第二节恐数控车床蛮用刀具系年统图2-1顶6按刀尖形涛状分类的拆数控车刀(1)尖形车过刀(2)圆弧形车刮刀(3)成形车刀在数控车简床上，除区进行螺纹窜加工外，折应尽量不谣用或少用连成形车刀第二节愁数控油车床用塔刀具系网统3.根据车刀不结构分类根据车逆刀的结脸构，数事控车刀叙又可分平为整体耍式车刀版、焊接枝式车刀屈和机械美夹固式件车刀三瞎类（1）整体式井车刀（2）焊接兆式车刀（3）机械乓夹固式言车刀图2-1纸7按刀具慨结构分渗类的数唇控车刀a)整体式田车刀b)焊接式驶车刀c)机械夹拒固式车乒刀第二节蜡数控椒车床用殊刀具系悟统三、数怜控车削漫刀具的苗材料高速钢、俘硬质合金允、涂层硬疲质合金、池陶瓷、立赠方氮化硼雷、金刚石惜等。其中私，高速钢欠、硬质合负金和涂层秘硬质合金梨在数控车缓削刀具中掠应用较广涨。高速钢车鄙刀具有较摘高的强度遣和韧性，萝主要用于帮复杂刀具性和精加工隙刀具，但肌刀具耐热达性差。该舍刀具材料口的适用性庙较广，能隶适用各种圣金属的加失工。由于其耐土热性差，右因此高速校钢刀具并描不适用于夸高速切削第二节品数控禾车床用垒刀具系降统硬质合金尸具有高硬塘度、高耐耕磨性、高啄耐热性的绕特点，但咏其抗弯强扫度和冲击收韧度较差咬，因此该时材料适用紧于精加工旺或加工钢败及韧性较毅大的塑性治金属。陶瓷刀片员是加工淬窃硬（达65HR指C左右）钢手及其他难皇加工材料搭的首选刀勿具。图2-1紫8不同刀具炭材料的硬控度与韧性仇对比第二节连数控性车床用盛刀具系循统四、机水械夹固牌式车刀递简介1.机械夹四固式车泥刀机械夹固另式可重磨悬车刀和机若械夹固式旷不重磨车贡刀其最大优纺点是车刀卫几何角度圣完全由刀熊片保证，贞切削性能辆稳定，刀愉杆和刀片段已标准化杨，加工质申量好。在数控是车床的哥加工过搜程中，赶为了便听于实现荒加工自帮动化，搞应尽量进选用机粗夹可转雄位刀片粱，目前数，70%傅~80躬%的自动化薄加工刀具脱已使用了沾可转位刀绸片第二节旷数控车床圣用刀具系捞统2.机饰夹可转落位刀片（1）刀片皂形状注意，有关些刀片，劣虽然其形肃状和刀尖胖角度相等赤，但由于私同时参加染切削的切达削刃数不卫同，则其酒型号也不华相同（2）机夹可浆转位刀片厕的代码共用10个号位黎的内容仇来表示享品种规迫格、尺木寸系列乐、制造吓公差以碎及测量旱方法等盯主要参桑数的特睬征第二节功数控车床退用刀具系勒统图2-2考0常用机啊夹可转础位刀片迁形状a)T型b)V型c)W型d)S型e)P型f)D型g)C型h)R型第二节扔数控桃车床用翻刀具系达统（3）刀片监与刀杆教的固定泻方式通常有压叉板式压紧组、复合式骆压紧、杠良杆式压紧滨和螺钉式激压紧等几符种。图2-2滤2刀片与懂刀杆的狮固定方饭式a)压板式晚压紧b)复合式压跑紧c)螺钉式喂压紧第二节症数控车床周用刀具系酱统五、常用陪数控车刀导的刀具参坡数图2-23数控车尿刀的刀摇具参数在确定纺角度参绘数值的飘过程中间，应考桥虑工件欣材料、投硬度、斗切削性村能、具姿体轮廓茄形状和腰刀具材肃料等诸帅多因素鹿。第二节外数控贯车床用赶刀具系摧统六、数控欠车刀在数掩控机床刀灶架上的安僻装要求1)车刀安装角在刀架上困，伸出部述分不宜太粪长，伸出肆量一般为隆刀杆高度恢的1～1.5倍。2)车刀至少锻要用两个禾螺钉压紧调在刀架上辉，并逐个彻轮流拧紧启。3)车刀刀尖示应与工件狱轴线等高斗，否则会基因基面和羡切削平面接的位置发颜生变化，砍而改变车榴刀工作时宜的前角和墙后角的数吹值。4）车刀刀桌杆中心线重应与进给适方向垂直楼，否则会称使主偏角炕和副偏角丽的数值发技生变化注意图2-24装刀高低禁对前后角念的影响第二节艳数控车床模用刀具系句统图2-26车刀装料偏对主耍副偏角芝的影响图2-25车刀刀尖当不对准工粮件中心的彩后果第二节容数控车床剪用刀具系请统七、切削放用量的选重用所谓切哲削用量衬是指切知削速度习、进给师速度（道进给量僵）和背稍吃刀量班三者的腔总称。1.切削角用量的选壳用原则粗加工切时，应畏根据刀止具的切溉削性能册和机床戒性能选希择切削舰用量；慎精加工询时，应馅根据零隐件的加线工精度情和表面旗质量来找选择切影削用量本。2.切纯削用量惠的选取努方法（1）背吃妇刀量的胃选择（2）进给暮速度(进给量)的确定在中等哭功率机冻床上，尤粗加工钩的背吃键刀量可撞达8～10mm；半精加扫工的背吃亲刀量取0.5～5mm；精加冶工的背消吃刀量役取0.2～1.5座mm。（3）切削速录度的确定切削速暗度vc确定后，伶可根据刀救具或工件型直径（D）按公扩式n=10央00vc耐/πD来确定主骨轴转速n（r/m睡in）。第二节懂数控车床稿用刀具系托统3.硬庸质合金张刀具切蜡削用量茫选择推斥荐表第三节倒数控车床惯用夹具系苦统一、数控帮机床夹具菌的基本知蔑识机床夹系具是指唉安装在刊机床上互，用以殃装夹工波件或引疫导刀具禽，使工周件和刀机具具有益正确的鼠相互位拥置关系精的装置哑。1.数吹控机床护夹具的页组成数控机炉床夹具矿由定位衬元件、逆夹紧元毯件、安均装连接丧元件和仔夹具体恩等几个纠部分组熄成。2.数控驴机床夹具脸的基本要押求（1）精度丽和刚度魔要求（2）定位护要求（3）敞开屿性要求（4）快速装羞夹要求第三节辽数控弃车床用忘夹具系表统3.机床咱夹具的分迈类选择数控助车床夹具芽时，要根侍据零件精奸度等级、毯零件结构至特点、产凯品批量及葬机床精度咐等情况综胶合考虑。说选择顺序植是：首先弄考虑通用骗夹具，其鱼次考虑组狠合夹具，畅最后考虑恰专用夹具播、成组夹辅具。（1）通用夹讯具（2）专用夹阶具（3）成例组夹具（4）组合等夹具第三节棕数控车床复用夹具系虑统二、数控奋车床常用束夹具简介1.三爪膊自定心卡餐盘及其装涛夹校正因此，当滥需要二次捐装夹加工坡同轴度要云求较高的键工件时，强须对装夹许好的工件都进行同轴持度的校正劝。（1）三爪牧自定心槽卡盘（2）装夹与痛校正图2-28三爪自命定心卡怎盘图2-29越三爪自棍定心卡瞧盘的校阔正第三节案数控车床皱用夹具系疫统2.四寄爪单动拌卡盘及精其装夹蒜校正（1）因四爪单傻动卡盘（2）装夹与慎校正图2-30四爪雁单动卡盘图2-31四爪差单动卡盘遥装夹实例图23宝2四爪单附动卡盘装北夹与校正喉方法第三节尺数控车床度用夹具系积统3.软责爪与弹齿簧夹套软爪的悲卡爪通茶常在夹垄持部位渔焊有铜戚等软材热料，是惰一种可丛以切削饰的卡爪贡，它是送为了配鄙合被加刃工工件沙而特别野制造的候。它可以雾在使用趁前进行呀自镗加闪工（图2-3省3），从猛而保证肿卡爪中恭心与主卖轴中心搭同轴，琴因此，东工件的婚装夹表痰面也应宝是精加肚工表面盈。另外枪，在加泰工过程李中最好筛使软爪食的内圆核直径等爽于或略建小于所来要加工色工件的序外径（唱图2-34），以消竞除卡盘的轰定位间隙送并增加软漠爪与工件蚂的接触面灯积。（1）软爪（2）弹簧夹嗓套4.两场顶尖拨加盘和拨区动顶尖（1）两顶尖秀拨盘图2-36前顶尖图2-37后顶尖第三节恼数控程车床用塔夹具系职统在数控车践床上加工软齿轮、套仰筒、轮盘睛等零件时妨，为了保竞证外圆轴眨线和内孔菜轴线的同民轴度要求畏，常以心犯轴定位加烦工外圆和恒端面。（2）拨动事顶尖5.定位爬心轴工件内狱孔为圆辣柱孔时辟，常用进间隙配胳合心轴领（图2-41壳a）、过江盈配合诱心轴（怕图2-4稳1b）定位；曲而当工件息内孔为圆芬锥孔、螺忍纹孔和花蓄键孔时，讲则采用相退应的圆锥刘心轴（图2-4趁1c）、螺腿纹心轴景（图2-4萝1d）、花键埋心轴（图2-41较e）定位。图2-38两顶尖惜支承用凯拨杆图2-39端面拨献动顶尖第三节拢数控车床隐用夹具系砖统图2-4换0内、外拨盲动顶尖图2-41定位心轴第三节召数控脖车床用此夹具系营统一些形状痛复杂和不鸭规则零件烧，不能用脸卡盘和顶劣尖进行装秩夹，这时属，可借助聪花盘、角飞铁等辅助租夹具进行鼓装夹。6.花盘伞与角铁图2-4茂2花盘角铁禁及其常用专附件a)花盘b)角铁c)V形块d)方头螺钉e)压板f)平垫铁g)平衡块加工表劣面的回登转轴线糊与基准哨面垂直掉、外形格复杂的悼零件可竖以装夹吨在花盘句上加工写。第三节淋数控车床您用夹具系奴统三、数夫控车床反常用定巾位方法彻及定位谷误差分饲析1.常用广定位方法所谓定悦位误差蚂是指工依件在夹即具中定叙位时，颤由于其计被加工炮表面的讨设计基杠准，在摧加工方鲜向上的贵位置不拨定性而宏引起的呜一项工督艺误差冬，是被出测要素写在加工炸方向上要的最大国变动量估。定位误况差有两兴种，即刻基准不残重合误顿差和基各准位移隔误差。2.定瘦位误差笨分析第四节霞数控加工堆工艺文件一、数控枪加工编程裂任务书工厂中询常用的竹数控工折艺文件此包括数惕控加工宽编程任柏务书、雹数控加牧工工序亩卡片、弓数控加阔工刀具铜调整单苍、数控歇机床调妙整单、自数控加舒工进给犹路线图牙、数控著加工程茄序单等肆。为了加强发技术文件臂管理，数京控加工工碌艺文件也您应向标准劈燕化、规范场化方向发女展。但目做前尚无统莲一的国家况标准，各晶企业可参大照本书并叮根据本部蛙门特点自徐行制定有仓关工艺文傲件。编程人员埋和工艺人伶员协调工乱作和编制宽程序的重畅要依据，射主要包括袜数控加工堵工序的技晶术要求、烂工序说明看、编程前蜜工件余量恐等内容。二、数称控加工兄工序卡室片数控加稼工工序岸卡主要坦用于反跳映使用索的辅具亡、刀具屿规格、翠切削用俯量、切稿削液、欣加工工帜步等内紧容，它盗是操作腰人员配瞒合数控近程序进扯行数控忌加工的土主要指舱导性工秋艺资料袖。第四节巾数控匆加工工它艺文件三、数娇控刀具帅调整单包括机床娇控制面板笑开关调整叫单和数控君加工零件狐安装、零舍点设定卡耐片两部分愉。四、机脱床调整丑单数控刀距具调整待单主要牺包括数塔控刀具获卡片(戏简称刀领具卡)种和数控省刀具明葡细表(应简称刀员具表)叠两部分输。机床调赏整单是幼机床操宏作人员摘在加工咬前调整较机床的矩依据。五、数控紧加工程