數(shù)控車削加工工藝PPT學(xué)習(xí)教案

1、會(huì)計(jì)學(xué)1數(shù)控車削加工工藝數(shù)控車削加工工藝（一）結(jié)構(gòu)工藝性分析（一）結(jié)構(gòu)工藝性分析 零件的結(jié)構(gòu)工藝性是指零件對(duì)加工方法的適應(yīng)性，即所設(shè)計(jì)的零件結(jié)構(gòu)應(yīng)便于加工成型，且成本低，效率高。在數(shù)控車床上加工零件時(shí)，應(yīng)根據(jù)數(shù)控車削的特點(diǎn)，認(rèn)真審視零件結(jié)構(gòu)的合理性。在結(jié)構(gòu)分析時(shí)，若發(fā)現(xiàn)問題，一般應(yīng)通過設(shè)計(jì)人員或有關(guān)部門請(qǐng)示并提出修改意見。 數(shù)控車床車削零件時(shí)，刀具僅作平面運(yùn)動(dòng)，其成型運(yùn)動(dòng)形式比較簡(jiǎn)單，刀具軌跡不會(huì)太復(fù)雜。結(jié)構(gòu)工藝性分析過程中對(duì)于像小深孔、薄壁件、窄深槽等允許刀具運(yùn)動(dòng)的空間狹小、結(jié)構(gòu)剛性差的零件，安排工序時(shí)要特殊考慮刀具路徑、刀具類型、刀具角度、切削用量、裝夾方式等因素，以降低刀具損耗，提高加工

2、精度、表面質(zhì)量和勞動(dòng)生產(chǎn)率。（二）輪廓幾何要素分析（二）輪廓幾何要素分析 在分析零件圖形的輪廓幾何要素時(shí)，主要工作是運(yùn)用機(jī)械制圖的基本知識(shí)分清零件圖中給定的幾何元素的定形尺寸、定位尺寸，確定幾何元素（直線、圓弧、曲線等）之間的相對(duì)位置關(guān)系，防止“相交”誤作“相切”關(guān)系，“相切”卻被當(dāng)作“相交”來(lái)對(duì)待。 作為工藝分析的重要環(huán)節(jié)，輪廓幾何要素分析時(shí)，還應(yīng)該計(jì)算出圖樣中未直接給出，而編程時(shí)又必須知道的節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)。一方面以校核圖樣標(biāo)注的正確性，另一方面為后續(xù)的編程工作做好鋪墊 。首 頁(yè)上一頁(yè)下一頁(yè)最后頁(yè)第1頁(yè)/共14頁(yè)（三）精度、技術(shù)要求分析（三）精度、技術(shù)要求分析 對(duì)被加工零件的精度及技術(shù)要求進(jìn)行分析

3、，可以幫助我們選擇合理的加工方法、裝夾方法、進(jìn)給路線、切削用量、刀具類型和角度等工藝內(nèi)容。精度及技術(shù)要求的分析主要包括： 1、分析精度及各項(xiàng)技術(shù)要求是否齊全合理； 2、分析本工序的數(shù)控車削加工精度能否達(dá)到圖樣要求。若達(dá)不到，需要采取其他措施（如磨削）彌補(bǔ)的話，則應(yīng)給后續(xù)工序留有余量； 3、找出圖樣上有位置精度要求的表面，這些表面應(yīng)盡可能在一次裝夾下完成加工； 4、對(duì)表面粗糙度要求較高的表面，應(yīng)確定采用機(jī)床提供的恒線速度功能加工。三、數(shù)控車床加工工藝路線的擬定三、數(shù)控車床加工工藝路線的擬定（一）工序的劃分（一）工序的劃分 機(jī)械加工的工序劃分通常采用工序集中原則和工序分散原則。 所謂工序集中原則就

4、是將工件的加工集中在少數(shù)幾道工序內(nèi)完成，每道工序的加工內(nèi)容較多。所謂工序分散原則就是將工件的加工分散在較多的工序內(nèi)進(jìn)行，每道工序的加工內(nèi)容很少。在數(shù)控車床上加工零件，通常按工序集中原則劃分工序，在一次安裝下盡可能完成比較多的表面的加工。不僅可以保證各個(gè)加工表面之間的相互位置精度，還可以減少工序間的工件運(yùn)輸量和裝夾工件的輔助時(shí)間。首 頁(yè)上一頁(yè)下一頁(yè)最后頁(yè)第2頁(yè)/共14頁(yè) 1、按安裝次數(shù)劃分工序、按安裝次數(shù)劃分工序 以每一次裝夾作為一道工序。此種劃分工序的方法適用于加工內(nèi)容不多的零件。專用數(shù)控機(jī)床和加工中心常用此方法。 2、按加工部位劃分工序、按加工部位劃分工序 按零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)分成幾個(gè)加工部分，

5、每一部分作為一道工序。 3、按所用刀具劃分工序、按所用刀具劃分工序 這種方法用于工件在切削過程中基本不變形，退刀空間足夠大的情況。此時(shí)可以著重考慮加工效率、減少換刀時(shí)間和盡可能縮短走刀路線。刀具集中分序法是按所用刀具劃分工序，即用同一把刀具或同一類刀具加工完成零件上所有需要加工的部位，以達(dá)到節(jié)省時(shí)間、提高效率的目的。 4、按粗、精加工劃分工序、按粗、精加工劃分工序 對(duì)易變形或精度要求較高的零件廠采用此種劃分工序的方法。這樣劃分工序一般不允許一次裝夾就完成加工，而要粗加工時(shí)留出一定的加工余量，重新裝夾后再完成精加工。（二）加工順序的安排（二）加工順序的安排 機(jī)械加工順序的安排一般應(yīng)遵循以下原則：

6、 1、上道工序的加工不能影響下道工序的定位與夾緊。 2、以相同的安裝方式或使用同一把刀具加工的工序，最好連續(xù)進(jìn)行，以減少重新定位或換刀所引起的誤差。首 頁(yè)上一頁(yè)下一頁(yè)最后頁(yè)第3頁(yè)/共14頁(yè)3、在同一次安裝中，應(yīng)先進(jìn)行對(duì)工件剛性影響比較小的工序，確保工件在足夠剛性條件下逐步加工完畢。 這些原則不僅適用于數(shù)控加工，也適用于普通機(jī)加工。對(duì)于數(shù)控加工，表3-1列出了一些根據(jù)數(shù)控加工工藝特點(diǎn)而應(yīng)注意的其它原則，在確定加工工序的時(shí)候也要引起重視。表3-1 數(shù)控加工工序的確定原則加工路線的確定原則保證被加工工件的精度和表面粗糙度原則加工路線最短，減少空行程原則盡量簡(jiǎn)化數(shù)值計(jì)算工作量原則充分使用指令功能，簡(jiǎn)化

7、加工程序原則工件安裝方式的確定原則基準(zhǔn)統(tǒng)一原則裝夾次數(shù)最少原則占機(jī)時(shí)間最少原則數(shù)控刀具的確定原則刀具剛性、耐用度高，縮短對(duì)換刀時(shí)間原則刀具尺寸穩(wěn)定，安裝調(diào)整簡(jiǎn)便原則切削用量的確定原則粗加工生產(chǎn)效率高，兼顧經(jīng)濟(jì)性原則精加工質(zhì)量先行，兼顧生產(chǎn)效率原則消除過切、欠切原則為下道工序留足余量原則對(duì)刀點(diǎn)的確定原則便于數(shù)學(xué)處理和加工程序簡(jiǎn)化原則便于檢測(cè)原則由對(duì)刀引起的加工誤差最小原則首 頁(yè)上一頁(yè)下一頁(yè)最后頁(yè)第4頁(yè)/共14頁(yè)（三）定位基準(zhǔn)的選擇（三）定位基準(zhǔn)的選擇 定位基準(zhǔn)的選擇包括定位方式的選擇和被加工工件定位面的選擇。由于車削加工的成型運(yùn)動(dòng)形式和加工自由度限制，數(shù)控車床在加工零件的定位基準(zhǔn)選擇上比較簡(jiǎn)單，

8、沒有太多的選擇余地，也沒有過多的基準(zhǔn)轉(zhuǎn)換問題。 軸（套）類零件的定位方式通常是一端外圓（或內(nèi)孔）固定，即用三爪卡盤、四爪卡盤或彈簧套（軸）固定工件的外圓（或內(nèi)孔）表面。但此種定位方式對(duì)于工件的懸伸長(zhǎng)度有一定限制，工件懸伸過長(zhǎng)會(huì)導(dǎo)致切削過程中產(chǎn)生變形，嚴(yán)重時(shí)將使切削無(wú)法進(jìn)行。對(duì)于切削懸伸長(zhǎng)度過長(zhǎng)的工件可以采用一夾一頂或兩頂尖定位，必要時(shí)再輔以中心架、跟刀架等輔助支撐，以減小工件的受力變形。（四）走刀路線的確定（四）走刀路線的確定 數(shù)控車削的走刀路線包括刀具的運(yùn)動(dòng)軌跡和各種刀具的使用順序，是預(yù)先編制在加工程序中的。合理的刀具運(yùn)動(dòng)軌跡和使用順序?qū)τ谔岣呒庸ば省⒈ＷC加工質(zhì)量是十分重要的。數(shù)控車削的走

9、刀路線不是十分復(fù)雜，也有一定的規(guī)律可循。首 頁(yè)上一頁(yè)下一頁(yè)最后頁(yè)第5頁(yè)/共14頁(yè) 1、循環(huán)切除余量、循環(huán)切除余量數(shù)控車削加工過程一般要經(jīng)過循環(huán)切除余量、粗加工和精加工三道工序。應(yīng)根據(jù)毛坯類型和工件形狀確定循環(huán)切除余量的方式，以達(dá)到減少循環(huán)走刀次數(shù)、提高加工效率的目的。（1）軸套類零件）軸套類零件軸套類零件安排走刀路線的原則是軸向走刀、徑向進(jìn)刀，循環(huán)切除余量的循環(huán)終點(diǎn)在粗加工起點(diǎn)附近。這樣可以減少走刀次數(shù)，避免不必要的空走刀，節(jié)省加工時(shí)間。（2）輪盤類零件）輪盤類零件輪盤類零件安排走到路線的原則是徑向走刀、軸向進(jìn)刀，循環(huán)切除余量的循環(huán)終點(diǎn)在粗加工起點(diǎn)附近。編制輪盤類零件的加工程序時(shí)，與軸套類零件

10、相反，是從大直徑端開始順序向前。（3）鑄鍛件）鑄鍛件鑄鍛件毛坯形狀與加工后零件形狀相似，為加工留有一定的余量。循環(huán)去除余量的方式是刀具軌跡按工件輪廓線運(yùn)動(dòng)，逐漸逼近圖紙尺寸。2、確定退刀路線、確定退刀路線數(shù)控機(jī)床加工過程中，為了提高加工效率，刀具從起始點(diǎn)或換刀點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到接近工件部位及加工后退回起始點(diǎn)或換刀點(diǎn)是以G00（快速點(diǎn)定位）方式運(yùn)動(dòng)的。考慮退刀路線的原則是：第一、確保安全性，即在退刀過程中不與工件發(fā)生碰首 頁(yè)上一頁(yè)下一頁(yè)最后頁(yè)第6頁(yè)/共14頁(yè)撞；第二、考慮退刀路線最短，縮短空行程，提高生產(chǎn)效率。根據(jù)刀具加工零件部位的不同，退刀路線的確定也不同。數(shù)控車床常用以下三種退刀路線：（1）斜向退刀路

11、線）斜向退刀路線斜向退刀路線（如圖3-1所示）行程最短，適合于加工外圓表面的偏刀退刀。圖3-1斜向退刀路線首 頁(yè)上一頁(yè)下一頁(yè)最后頁(yè)第7頁(yè)/共14頁(yè)（2）徑、軸向退刀路線）徑、軸向退刀路線 徑、軸向退刀路線是指刀具先沿徑向垂直退刀，到達(dá)指定位置時(shí)再軸向退刀。圖3-2所示的切槽加工即采用此類退刀路線。圖3-2 徑、軸向退刀路線首 頁(yè)上一頁(yè)下一頁(yè)最后頁(yè)第8頁(yè)/共14頁(yè)（3）軸、徑向退刀路線）軸、徑向退刀路線 軸、徑向退刀路線的順序與徑、軸向退刀路線剛好相反。圖3-3所示的鏜孔加工即采用此類退刀路線。圖3-3 軸、徑向退刀路線首 頁(yè)上一頁(yè)下一頁(yè)最后頁(yè)第9頁(yè)/共14頁(yè)3、設(shè)置換刀點(diǎn)、設(shè)置換刀點(diǎn) 設(shè)置數(shù)控

12、車床刀具的換刀點(diǎn)是編制加工程序過程中必須考慮的問題。換刀點(diǎn)最安全的位置是換刀時(shí)刀架或刀盤上的任何刀具都不與工件或機(jī)床其它部件發(fā)生碰撞的位置。 一般地，在單件小批量生產(chǎn)中，我們習(xí)慣把換刀點(diǎn)設(shè)置為一個(gè)固定點(diǎn)，其位置不隨工件坐標(biāo)系的位置改變而發(fā)生變化。換刀點(diǎn)的軸向位置由刀架上軸向伸出最長(zhǎng)的刀具（如內(nèi)孔鏜刀、鉆頭等）決定，換刀點(diǎn)的徑向位置則由刀架上徑向伸出最長(zhǎng)的刀具（如外圓車刀、切槽刀等）決定。 在大批量生產(chǎn)中，為了提高生產(chǎn)效率，減少機(jī)床空行程時(shí)間，降低機(jī)床導(dǎo)軌面磨損，有時(shí)候可以不設(shè)置固定的換刀點(diǎn)。每把刀各有各的換刀位置。這時(shí)，編制和調(diào)試換刀部分的程序應(yīng)該遵循兩個(gè)原則：第一，確保換刀時(shí)刀具不與工件發(fā)生

13、碰撞；第二，力求最短的換刀路線，即所謂的“跟隨式換刀”。四、切削用量的選擇四、切削用量的選擇 切削用量包括切削速度、進(jìn)給量和切削深度三要素。 數(shù)控加工時(shí)，對(duì)同一加工過程選擇不同的切削用量會(huì)產(chǎn)生不同的切削效果。合理的切削用量應(yīng)能保證工件的質(zhì)量要求，在工藝系統(tǒng)強(qiáng)度和剛性允許的條件下充分利用機(jī)床功率，最大限度地在耐用度范圍內(nèi)發(fā)揮刀具的切削性能。所以，選擇切削速度時(shí)也要參考刀具生產(chǎn)廠家提供的切削用量參考值明細(xì)表。首 頁(yè)上一頁(yè)下一頁(yè)最后頁(yè)第10頁(yè)/共14頁(yè)1、一般內(nèi)外表面車削時(shí)的切削用量選擇原則、一般內(nèi)外表面車削時(shí)的切削用量選擇原則（1）粗加工）粗加工 粗加工時(shí)切削用量的選擇一般考慮提高生產(chǎn)效率為主，兼

14、顧經(jīng)濟(jì)性和加工成本。切削用量三要素中，切削速度對(duì)刀具耐用度影響最大，切削深度對(duì)刀具耐用度影響最小。因此考慮粗加工時(shí)的切削用量時(shí)首先應(yīng)選擇一個(gè)盡可能大的切削深度，其次選擇較大的進(jìn)給量，最后在刀具耐用度和機(jī)床功率允許的條件下選擇一個(gè)合理的切削速度。（2）半精加工與精加工）半精加工與精加工 半精加工、精加工時(shí)切削用量的選擇要保證加工質(zhì)量，兼顧生產(chǎn)效率和刀具使用壽命。其中切削深度的選擇要根據(jù)零件加工精度、表面粗糙度要求和粗加工后所留余量決定。由于半精加工、精加工時(shí)切削深度較小，產(chǎn)生的切削力也較小，所以可在保證表面粗糙度的前提下適當(dāng)加大進(jìn)給量。2、螺紋車削時(shí)的切削用量選擇原則、螺紋車削時(shí)的切削用量選擇原

15、則 由于螺紋的螺距（或?qū)С蹋┦怯蓤D樣指定的，所以選擇車削螺紋時(shí)的切削用量，關(guān)鍵是確定主軸轉(zhuǎn)速n和切削深度ap。首 頁(yè)上一頁(yè)下一頁(yè)最后頁(yè)第11頁(yè)/共14頁(yè)（1）主軸轉(zhuǎn)速的選擇）主軸轉(zhuǎn)速的選擇 根據(jù)車削螺紋時(shí)主軸轉(zhuǎn)1轉(zhuǎn)，刀具進(jìn)給1個(gè)導(dǎo)程的機(jī)理，數(shù)控車床車削螺紋時(shí)的進(jìn)給速度是由選定的主軸轉(zhuǎn)速?zèng)Q定的。螺紋加工程序段中指令的螺紋導(dǎo)程（單頭螺紋時(shí)即為螺距），相當(dāng)于以進(jìn)給量f（mm/r）表示的進(jìn)給速度vf vf = n f (2-1) 從式2-1可以看出，進(jìn)給速度vf 與進(jìn)給量f成正比關(guān)系，如果將機(jī)床的主軸轉(zhuǎn)速選擇過高，換算后的進(jìn)給速度則必定大大超過機(jī)床額定進(jìn)給速度。所以選擇車削螺紋時(shí)的主軸轉(zhuǎn)速要考慮進(jìn)給系

16、統(tǒng)的參數(shù)設(shè)置情況和機(jī)床電氣配置情況，避免螺紋“亂牙”或起/終點(diǎn)附近螺距不符合要求等現(xiàn)象的發(fā)生。 另外，值得注意的是，一旦開始進(jìn)行螺紋加工，其主軸轉(zhuǎn)速值一般是不能進(jìn)行更改的，包括精加工在內(nèi)的主軸轉(zhuǎn)速都必須沿用第一次進(jìn)刀加工時(shí)的選定值。否則，數(shù)控系統(tǒng)會(huì)因?yàn)槊}沖編碼器基準(zhǔn)脈沖信號(hào)的“過沖”量而導(dǎo)致螺紋“亂牙”。（2）切削深度的選擇）切削深度的選擇 由于螺紋車削加工為成型車削，刀具強(qiáng)度較差，且切削進(jìn)給量較大，刀具所受切削力也很大，所以，一般要求分?jǐn)?shù)次進(jìn)給加工，并按遞減趨勢(shì)選擇相對(duì)合理的切削深度。表3-2列出了常見米制螺紋切削的進(jìn)給次數(shù)和切削深度參考值，供讀者查閱。首 頁(yè)上一頁(yè)下一頁(yè)最后頁(yè)第12頁(yè)/共14頁(yè)表3-2 常見米制螺紋切