《数控编程与加工技术（第2版）》 课件 模块1数控车床编程与加工技术1-2 数控车削加工工艺

模块1数控车床编程与加工技术项目1.2

数控车削加工工艺1.2.1数控加工工艺过程1.2.2零件图样的工艺分析1.2.3数控车削加工路线的确定1.2.4数控车削加工顺序的确定1.2.5数控车削刀具的类型及其选用1.2.6工件的装夹与找正1.2.7对刀点、换刀点和刀位点的确定1.2.8数控车床切削用量的确定1.2.9数控加工的特点1.2.10数控加工工艺过程的特点1.2.11数控加工的应用范围1.2.12数控加工工序划分的原则项目1.2

数控车削加工工艺（1）分析图样，确定加工方案（2）工件的定位与装夹（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（6）数控加工（7）工件的验收与质量误差分析1.2.1数控加工工艺过程项目1.2

数控车削加工工艺（1）分析零件的几何要素首先从零件图的分析中，了解工件的外形、结构，工件上须加工的部位及其形状、尺寸精度、和表面粗糙度；了解各加工部位之间的相对位置和尺寸精度；了解工件材料及其它技术要求。（2）分析了解工件的工艺基准包括其外形尺寸、在工件上的位置、结构及其他部位的相对关系等。（3）了解工件的加工数量不同的加工数量所采用的工艺方案也不同。1.2.2零件图样的工艺分析项目1.2

数控车削加工工艺1.2.3数控车削加工路线的确定1.数控车削加工路线确定原则1）加工路线应能保证零件的加工精度和表面粗糙度要求，效率较高。2）缩短走刀路线，减少进退刀时间和其他辅助时间。3）方便数值计算，减少编程工作量。4）尽量减少程序段数。5）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。项目1.2

数控车削加工工艺2.走刀路线的确定1）循环切除余量数控车削加工过程一般要经过循环切除余量，粗加工和精加工三道工序。2）确定退刀路线考虑退刀路线的原则：一是确保安全性，即在退刀过程中不与工件发生碰撞；二是考虑走刀路线最短，缩短空行程，提高生产效率。缩短走刀路线，减少进退刀时间和其他辅助时间。项目1.2

数控车削加工工艺1.2.4数控车削加工顺序的确定加工顺序一般按基准面先行、先粗后精、先主后次、先近后远、内外交叉的原则确定。基准面先行就是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。先粗后精就是按照粗加工半精加工精加工的顺序，逐步提高加工精度。先主后次就是先加工零件的主要工作表面、装配基面，从而能及早发现毛坯中主要表面可能出现的缺陷。次要表面可穿插进行，放在主要加工表面加工到一定程度后，最终精加工之前进行。项目1.2

数控车削加工工艺先近后远就是先加工距离对刀点近的部位，后加工距离对刀点远的部位，以便缩短刀具移动距离，减少空行程时间。内外交叉就是加工既有内表面（内型腔）又有外表面需要加工的零件时，应先进行内外表面粗加工，后进行内外表面精加工。项目1.2

数控车削加工工艺1.2.5数控车床刀具的类型及其选用1.车刀的类型（1）按车刀结构分类车刀可分为整体式、焊接式及机械夹紧（机夹）式三大类。项目1.2

数控车削加工工艺（2）按加工部位和用途分类车刀可分为外圆车刀、内孔车刀、螺纹车刀、切断（槽）车刀等。项目1.2

数控车削加工工艺（3）按刀尖形状分类车刀可分为尖形车刀、圆弧形车刀、成形车刀等。项目1.2

数控车削加工工艺2.机夹转位式车刀刀片形状的选择项目1.2

数控车削加工工艺3.机夹可转位车刀的选择在实际生产中，数控车刀主要根据数控车床回转刀架的刀具安装尺寸、工件材料、加工类型、加工要求及加工条件从刀具样本中查表确定，其步骤大致如下：1）确定工件材料和加工类型（外圆、孔或螺纹）。2）根据粗、精加工要求和加工条件确定刀片的牌号和几何槽形。3）根据刀架尺寸、刀片类型和尺寸选择刀杆。项目1.2

数控车削加工工艺4.刀具的安装1）安装前保证刀杆及刀片定位面清洁，无损伤。2）将刀杆安装在刀架上时，应保证刀杆方向正确。3）车刀刀尖应与车床主轴轴线等高。4）车刀刀头伸出长度一般以刀杆厚度的1.5～2倍为宜。项目1.2

数控车削加工工艺1.2.6工件的装夹与找正1.在三爪自定心卡盘上安装工件主要用于在数控车床装夹加工圆柱形轴类零件和套类零件，适用于装夹外形规则的中、小型工件，装夹大直径工件时经常用反爪装夹。自定心卡盘一般不需要找正，但装夹稍长些轴时，要用划线盘或凭眼力找正，以防工件右端不正。当需要二次装夹加工同轴度要求较高的工件时，必须对装夹好的工件进行同轴度的找正。项目1.2

数控车削加工工艺找正方法：将百分表固定在工作台面上，触头触压在圆柱侧母线的上方，然后轻轻手动转动卡盘，根据百分表的读数用铜棒轻敲工件进行调整，当再次旋转主轴百分表读数不变时，表示工件装夹表面的轴心线与主轴轴心线重合。应用三爪卡盘装夹已精加工过的表面时，被夹住的工件表面应包一层铜皮，以免夹伤工件表面。项目1.2

数控车削加工工艺2.在四爪单动卡盘上安装工件四爪单动卡盘的夹紧力较大，适用于装夹大型或形状不规则的工件。装夹直径较大的工件时，可采用反爪装夹或正爪反撑。由于四爪单动卡盘的四个卡爪各自独立运动，因此装夹工件时必须将加工部分的旋转中心找正到车床主轴旋转中心重合后才可车削，找正包括外圆找正和端面找正。找正的方法是用手转动卡盘，用划针或百分表测出工件的外圆与端面的间隙并进行调整。项目1.2

数控车削加工工艺3.在两顶尖间装夹对于长度较长或必须经过多次装夹加工的轴类零件，或工序较多，车削后还要铣削和磨削的轴类零件，应采用两顶尖装夹，以保证每次装夹时的装夹精度。4.用一夹一顶的方法装夹工件在车削较重的长轴时，常采用一夹一顶的装夹方法，即卡盘夹持一端，另一端用尾座上顶尖定位。该装夹方法刚性好，轴间定位准确，比较安全，能承受较大的轴向切削力。采用这种装夹方法时，为了防止工件轴向位移，必须在卡盘内装一限位支撑。项目1.2

数控车削加工工艺1.2.7对刀点、换刀点及刀位点的确定1.对刀点对刀点是指在数控车床上加工零件时，刀具相对于零件运动的起点，又称为“程序起点”或“起刀点”。确定对刀点时应注意以下原则：1）尽量与零件的设计基准或工艺基准一致。2）便于用常规量具的车床上进行找正。3）该点的对刀误差应较小，或可能引起的加工误差为最小。4）尽量使加工程序中的引入或返回路线短，并便于换刀。项目1.2

数控车削加工工艺2.换刀点换刀点是指刀架转位换刀的位置。换刀点应设在零件或夹具的外部，以刀架转位时不碰工件、夹具和机床为准。3.刀位点刀位点时指在加工程序编制中，用以表示刀具位置的点。每把刀的刀位点在整个加工中只能有一个位置。项目1.2

数控车削加工工艺项目1.2

数控车削加工工艺1.2.8数控车床切削用量的确定1.切削用量的选择原则合理选择切削用量，就是在保证加工质量和刀具寿命的前提下，充分发挥机床性能和刀具切削性能，使切削效率最高，加工成本最低。（1）粗加工切削用量首先应选取尽可能大的背吃刀量ap；然后根据机床动力和刚性等限制条件，选取尽可能大的进给量f；最后根据刀具寿命，确定最佳切削速度n。（2）精加工切削用量精加工时，首先根据粗加工后的余量确定背吃刀量ap；然后根据已加工表面的粗糙度要求，选取较小的进给量f；最后在保证刀具寿命的前提下，选取尽可能高的切削速度n。项目1.2

数控车削加工工艺2.切削用量的选择方法（1）背吃刀量ap的确定粗加工时，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ap，以减少走刀次数，提高生产率。当零件精度要求较高时，通常留有0.2～0.5mm的精加工余量，可一次切除，以保证加工精度及表面质量。（2）进给量f的确定粗加工时，根据工件材料、刀杆尺寸、工件直径及已确定的背吃刀量ap大小来选择。精加工或半精加工时，应按表面粗糙度要求，根据工件材料、刀尖圆弧半径等来选择进给量f。（3）主轴转速n的确定主轴转速n应根据已选定的背吃刀量ap、进给量f及刀具耐用度来确定。项目1.2

数控车削加工工艺1.2.9数控加工的特点1.数控加工的优点（1）加工精度高，质量稳定（2）生产效率高（3）生产柔性大（4）能实现复杂的运动（5）自动化程度高，可减轻劳动负担、改善劳动条件（6）便于实现计算机辅助制造项目1.2

数控车削加工工艺2.数控加工的缺点（1）加工成本一般较高（2）适宜于多品种中、小批量生产（3）加工中难以调整项目1.2

数控车削加工工艺（1）数控加工工艺内容具体、详细（2）数控加工工艺严密、精确（3）零件图形的数学处理和编程尺寸设定值的计算（4）考虑进给速度对零件形状精度的影响（5）强调刀具选择的重要性（6）数控加工采用工序集中，其工序内容比普通机床加工的工序内容复杂（7）注意干涉问题（8）程序的编写、校验与修改1.2.10数控加工工艺过程的特点项目1.2

数控车削加工工艺1.2.11数控加工的应用范围1.最适应类1）形状复杂，加工精度高的零件。2）用数学模型描述的复杂曲线或曲面轮廓零件。3）具有难测量、难控制进给、难控制尺寸的壳体或盒形零件。4）必须在一次装夹中合并完成铣、镗、锪、铰或攻螺纹的零件。2.较适应类1）一旦质量失控会造成重大经济损失的零件。2）在通用机床上加工必须制造复杂的专用工装的零件。3）需要多次更改设计后才能定型的零件。4）在通用机床上加工需要作长时间调整的零件。项目1.2

数控车削加工工艺3.不适应类1）生产批量大的零件（不排除其中个别工序用数控机床加工）。2）装夹困难或完全靠找正来保证加工精度的零件。3）加工余量很不稳定的零件。4）必须用特