编制数控车削加工工艺卡

编制数控车削加工工艺路线一、数控车削加工工艺的制定二、数控车削加工工艺的内容1.分析零件图在制定车削工艺之前，必须首先对被加工零件的图样进行分析，分析零件图的结果将直接影响到加工程序的编制及加工效果，它主要包括以下内容。1.1构成零件轮廓的几何要素由于设计等各种原因，在图纸上可能出现加工轮廓的数据不充分、尺寸模糊不清及尺寸封闭等缺陷，从而增加编程的难度，有时甚至无法编写程序。2．尺寸公差要求（常采用“中值”编程）在确定控制零件尺寸精度的加工工艺时，必须分析零件图样上的公差要求，从而正确选择刀具及确定切削用量等。3．形状和位置公差要求图样上给定的形状和位置公差是保证零件精度的重要要求。4．表面粗糙度要求表面粗糙度是保证零件表面微观精度的重要要求，也是合理选择机床、刀具及确定切削用量的重要依据。下一页5．材料要求图样上给出的零件毛坯材料及热处理要求，是选择刀具（材料、几何参数及使用寿命）、确定加工工序、切削用量及选择机床的重要依据。6．加工数量零件的加工数量，对工件的装夹与定位、刀具的选择、工序的安排及走刀路线的确定等都是不可忽视的参数。2.2制定工艺方案1．确定工序与装夹方式1）工序的划分（尽量采用工序集中原则）⑴按粗、精加工划分数控加工要求工序尽可能集中，通常粗、精加工可在一次装夹下完成。⑵按所用刀具划分数控车削加工中，为减少换刀次数，节省换刀时间，应尽量将需用同一把刀加工的加工部位全部完成后，再换另一把刀来加工其他部位。2）工件的装夹在数控车床上零件的安装方式与普通车床相似，在确定装夹方式时，力求在一次装夹中应尽可能完成大部分甚至全部表面的加工。（力求设计基准、工艺基准和编程原点的统一。）

下一页上一页2．进给路线的确定刀具刀位点相对于工件的运动轨迹和方向称为进给路线，即刀具从对刀点开始运动起，直至加工结束所经过的路径，包括切削加工的路径及刀具切人、切出等切削空行程。下面是数控车削加工零件时常用的加工路线（介绍G71/G72/G73的进给路径）1）轮廓粗车进给路线在确定粗车进给路线时，根据最短切削进给路线的原则，同时兼顾工件的刚性和加工工艺性等要求，来选择确定最合理的进给路线。在确定轮廓粗车进给路线时，车削圆锥、圆弧是我们常见的车削内容，除使用数控系统的循环功能以外，还可使用下列方法进行：下一页上一页⑴车削圆锥的加工路线在数控车床上车削外圆锥可以分为车削正圆锥和车削倒圆锥两种情况，而每一种情况又有两种加工路线。图4-12所示为车削正圆锥的两种加工路线。⑵车削圆弧的加工路线在粗加工圆弧时，因其切削余量大，且不均匀，经常需要进行多刀切削。在切削过程中，可以采用多种不同的方法，现将常用方法介绍如下：1.车锥法粗车圆弧P50。2.车矩形法粗车圆弧在一些不超过1/4圆弧中，当圆弧半径较大时，其切削余量往往较大，此时可采用车矩形法粗车圆弧。下一页上一页3.车圆法粗车圆弧前面两种方法粗车圆弧，所留的加工余量都不能达到一致，用G02（或G03）指令粗车圆弧，若用一刀就把圆弧加工出来，这样吃刀量太大，容易打刀。2）空行程进给路线⑴合理安排“回零”路线在手工编制较为复杂轮廓零件的加工程序时，为简化其计算过程⑵巧用起刀点和换刀点图4-17a为采用矩形循环方式粗车的一般情况。3）轮廓精车进给路线在安排轮廓精车进给路线时，应妥善考虑刀具的进、退刀位置，避免在轮廓中安排切入和切出。下一页上一页4）加工顺序的安排加工路线的确定，还应遵循零件车削加工顺序的一般原则，具体如下：P48⑴先粗后精的原则⑵先近后远的原则⑶先内后外、内外交叉的原则3．切削用量的选择切削用量（αp、v、ƒ）选择是否合理，对于能否充分发挥数控车床的潜力与刀具的切削性能，实现优质、高产、降低成本和安全操作具有很重要的作用。切削用量的选择，都应在机床说明书给定的允许范围内选择，并应考虑机床工艺系统的刚性和机床功率的大小。粗车时，首先应选择一个尽可能大的背吃刀量，其次选择较大的进给量，最后确定一个合理的切削速度。精车时，应选用较小的背吃刀量和进给量，选用合理的较高切削速度。下一页上一页①当工件的质量要求能够得到保证时，为提高生产效率，可选择较高的进给量，粗加工时，进给量可选择得高些。②在精加工、切断或加工深孔时，宜选择较低的进给量，尤其当加工精度、表面粗糙度要求较高时，进给量应选得更小一些。③刀具空行程，特别是远距离“回零”时，可以设定尽量高的进给量。④进给量应与主轴转速和背吃刀量相适应。4．刀具的选择在数控加工过程中，刀具选择是否合理，不仅影响机床的加工效率，而且直接影响工件的加工质量。1）焊接式车刀焊接式车刀是将硬质合金刀片用焊接的方法固定在刀体上，形成一个整体。2）机械夹固式可转位车刀机械夹固式可转位车刀是已经实现机械加工标准化、系列化的车刀。3）车刀的类型及选择数控车削常用车刀一般有尖形车刀、圆弧形车刀和成型车刀三类。⑴尖形车刀

下一页上一页⑵圆弧形车刀圆弧形车刀的切削刃是以一圆度误差或轮廓误差很小的圆弧，该圆弧上每一点都是圆弧形车刀的刀尖，其刀位点不在圆弧上，而在该圆弧的圆心上（如图4-22）。⑶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。数控车削加工中，常见的成型车刀有小半径圆弧车刀、非矩形切槽刀和螺纹车刀等。返回上一页

二、数控车削加工工艺的内容1.分析被加工零件的图样，明确加工内容及技术要求2.确定零件的加工方案，制定数控加工工艺路线。如划分工序、安排加工顺序等3.加工工序的设计。如选取零件的定位基准、装夹方案的确定、刀具的选择等。4.数控加工程序的调整。如选取对刀点和换刀点、确定刀具补偿及加工路线

1..数控车削加工工艺分析举例轴类零件数控车削工艺分析实例一

典型轴类零件如图3-2所示，零件材料为45钢，无热处理和硬度要求，试对该零件进行数控车削工艺分析。图3-

2典型轴类零件

（1）零件图工艺分析该零件表面由圆柱、圆锥、顺圆弧、逆圆弧及螺纹等表面组成。其中多个直径尺寸有较严的尺寸精度和表面粗糙度等要求；球面Sφ50㎜的尺寸公差还兼有控制该球面形状（线轮廓）误差的作用。尺寸标注完整，轮廓描述清楚。零件材料为45钢，无热处理和硬度要求。

通过上述分析，可采用以下几点工艺措施。①对图样上给定的几个精度要求较高的尺寸，因其公差数值较小，故编程时不必取平均值，而全部取其基本尺寸即可。②在轮廓曲线上，有三处为圆弧，其中两处为既过象限又改变进给方向的轮廓曲线，因此在加工时应进行机械间隙补偿，以保证轮廓曲线的准确性。③为便于装夹，坯件左端应预先车出夹持部分（双点画线部分），右端面也应先粗车出并钻好中心孔。毛坯选φ60㎜棒料。

（2）选择设备

根据被加工零件的外形和材料等条件，选用TND360数控车床。（3）确定零件的定位基准和装夹方式

①定位基准

确定坯料轴线和左端大端面（设计基准）为定位基准。②装夹方法

左端采用三爪自定心卡盘定心夹紧，右端采用活动顶尖支承的装夹方式。

（4）确定加工顺序及进给路线加工顺序按由粗到精、由近到远（由右到左）的原则确定。即先从右到左进行粗车（留0.25㎜精车余量），然后从右到左进行精车，最后车削螺纹。TND360数控车床具有粗车循环和车螺纹循环功能，只要正确使用编程指令，机床数控系统就会自动确定其进给路线，因此，该零件的粗车循环和车螺纹循环不需要人为确定其进给路线（但精车的进给路线需要人为确定）。该零件从右到左沿零件表面轮廓精车进给，如图3-3所示。图3-3

精车轮廓进给路线

（5）刀具选择①选用φ5㎜中心钻钻削中心孔。②粗车及平端面选用900硬质合金右偏刀，为防止副后刀面与工件轮廓干涉（可用作图法检验），副偏角不宜太小，选κ=350。③精车选用900硬质合金右偏刀，车螺纹选用硬质合金600外螺纹车刀，刀尖圆弧半径应小于轮廓最小圆角半径，取ε=0.15～0.2㎜。将所选定的刀具参数填入数控加工刀具卡片中，见表3-1，以便编程和操作管理。

产品名称或代号×××零件名称典型轴零件图号×××序号刀具号刀具规格名称数量加工表面备注1T01φ5中心钻1钻φ5mm中心孔

2T02硬质合金900外圆车刀1车端面及粗车轮廓右偏刀2T03硬质合金900外圆车刀1精车轮廓右偏刀3T04硬质合金600外螺纹车刀1车螺纹

编制×××审核×××批准×××共

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表3-1数控加工刀具卡片

（6）切削用量选择

①背吃刀量的选择轮廓粗车循环时选ap=3㎜，精车ap=0.25㎜；螺纹粗车时选ap=0.4㎜，逐刀减少，精车ap=0.1㎜。②主轴转速的选择车直线和圆弧时，粗车切削速度vc=90m/min、精车切削速度vc=120m/min，然后利用公式vc=πdn/1000计算主轴转速n（粗车直径D=60㎜，精车工件直径取平均值）：粗车500r/min、精车1200r/min。车螺纹时，主轴转速n=320r/min.

③进给速度的选择粗车每转进给量为0.4㎜/r，精车每转进给量为0.15㎜/r，最后根据公式vf=nf，计算粗车、精车进给速度分别为200㎜/min和180㎜/min。综合前面分析的各项内容，并将其填入表3-2所示的数控加工工艺卡片。此表是编制加工程序的主要依据和操作人员配合数控程序进行数控加工的指导性文件。主要内容包括：工步顺序、工步内容、各工步所用的刀具及切削用量等。

表3-2典型轴类零件数控加工工艺卡片单位名称×××产品名称或代号零件名称零件图号×××典型轴×××工序号程序编号夹具名称使用设备车间001×××三爪卡盘和活动顶尖TND360数控车床数控中心工步号工步内容刀具号刀具规格/mm主轴转速r/min进给速度mm/min背吃刀量/mm