數(shù)控車削加工工藝編程方法課件

數(shù)控加工工藝與編程基礎

項目三數(shù)控車削加工工藝與編程方法

于萬成王桂蓮數(shù)控加工工藝與編程基礎

項目三數(shù)控車削加工工藝與編程1項目三數(shù)控車削加工工藝與編程方法課題一數(shù)控車削加工工藝3.1課題二數(shù)控車床編程方法

3.2項目三數(shù)控車削加工工藝與編程方法課題一數(shù)控車削加2課題一數(shù)控車削加工工藝任務1數(shù)控車削加工的主要對象與特點1．數(shù)控車削加工的主要對象數(shù)控車床比較適合于車削加工具有以下要求和特點的回轉(zhuǎn)體零件。（1）精度要求高的回轉(zhuǎn)體零件。（2）表面粗糙度要求好的回轉(zhuǎn)體零件。（3）表面輪廓形狀復雜的回轉(zhuǎn)體零件。（4）帶一些特殊類型螺紋的回轉(zhuǎn)體零件。（5）超精密、超低表面粗糙度值的零件。

課題一數(shù)控車削加工工藝任務1數(shù)控車削加工的主要對象與3圖3.1成型內(nèi)腔零件簡圖圖3.1成型內(nèi)腔零件簡圖42．數(shù)控車削加工的基本特點（1）適應性強，適于多品種小批量零件的加工。（2）加工精度高，加工質(zhì)量穩(wěn)定。（3）具有較高的生產(chǎn)效率和較低的加工成本。（4）改善勞動條件，減輕操作者的勞動強度。2．數(shù)控車削加工的基本特點（1）適應性強，適于多品種小批量零5任務2數(shù)控車削刀具1．數(shù)控車削刀具的特點表3.1 可轉(zhuǎn)位車刀的特點要求特點目的精度高刀片采用M級或更高精度等級的；刀桿多采用精密級的；用帶微調(diào)裝置的刀桿在機外預調(diào)好保證刀片重復定位精度，方便坐標設定。保證刀尖位置精度可靠性高用斷屑可靠性高的斷屑槽形或有斷屑臺和斷屑器的車刀；采用結構可靠的車刀，采用復合式夾緊結構和夾緊可靠的其他結構斷屑穩(wěn)定，不能有紊亂和帶狀切屑；適應刀架快速移動和換位以及整個自動切削過程中夾緊不得有松動的要求換刀迅速用車削工具系統(tǒng)；采用快換小刀夾迅速更換不同形式的切削部件，完成多種切削加工，提高生產(chǎn)效率刀片材料較多采用涂層刀片滿足生產(chǎn)節(jié)拍要求，提高加工效率刀桿截形較多采用正方形刀桿，但因刀架系統(tǒng)結構差異大，有的需采用專用刀桿刀桿與刀架系統(tǒng)匹配任務2數(shù)控車削刀具1．數(shù)控車削刀具的特點要求特62．機夾可轉(zhuǎn)位車刀的選用刀具的選擇是數(shù)控車削加工工藝設計的重要內(nèi)容之一。數(shù)控機床大都采用已經(jīng)系列化、標準化的刀具，刀柄和刀頭可以進行拼裝和組合。刀頭包括多種結構如可調(diào)鏜刀頭、不重磨刀片等。數(shù)控車削加工時應盡量采用機夾式刀桿和機夾式刀片。（1）刀片的選擇。①刀片材質(zhì)的選擇。車刀刀片的材料主要有高速鋼、硬質(zhì)和涂層硬質(zhì)合金、陶瓷、立方氮化硼、金剛石等。2．機夾可轉(zhuǎn)位車刀的選用刀具的選擇是數(shù)控車削加工工藝設計的重7②刀片尺寸的選擇。刀片尺寸的大小取決于必要的有效切削刃長度。有效切削刃長度與背吃刀量和車刀的主偏角有關，使用時可查閱有關刀具手冊選取。③刀片形狀的選擇。刀片形狀主要依據(jù)被加工工件的表面形狀、切削方法、刀具壽命和刀片的轉(zhuǎn)位次數(shù)等因素選擇。（2）根據(jù)加工種類選擇刀具。①外圓加工，一般選用外圓左偏粗車刀、外圓左偏精車刀、外圓右偏粗車刀、外圓右偏精車刀、端面刀等類型。②挖槽一般選外（內(nèi)）圓車槽刀。③螺紋加工選外（內(nèi)）圓螺紋車刀。④孔加工主要選擇麻花鉆、粗鏜孔刀和精鏜孔刀、擴孔鉆、鉸刀。②刀片尺寸的選擇。刀片尺寸的大小取決于必要的有效切削刃長度8圖3.2常用可轉(zhuǎn)位車刀刀片圖3.2常用可轉(zhuǎn)位車刀刀片9（3）選擇刀具的大小。①盡可能選擇大的刀具，因為刀具大則剛性高，刀具不易斷，可以采用大的切削用量，提高加工效率，加工質(zhì)量有保證。②根據(jù)加工的背吃刀量選擇刀具，背吃刀量越大，刀具越大。③根據(jù)工件大小選刀具，工件大的選大刀具，反之選取小刀具。粗車時，要選強度高、壽命長的刀具，以便滿足粗車時大背吃刀量、大進給量的要求。精車時，要選精度高、壽命長的刀具，以保證加工精度的要求。此外，為減少換刀時間和方便對刀，應盡可能采用機夾刀具。（3）選擇刀具的大小。①盡可能選擇大的刀具，因為刀具大則剛103．數(shù)控車削用工具系統(tǒng)數(shù)控車床的刀架大致可以分兩大類，即排刀式刀架和轉(zhuǎn)塔式刀架。有的車削中心還采用帶刀庫的自動換刀裝置。轉(zhuǎn)塔式刀架也稱刀塔或者刀臺或稱回轉(zhuǎn)刀架，轉(zhuǎn)塔式刀架是用轉(zhuǎn)塔頭各刀座來安裝或夾持各種不同用途的刀具，轉(zhuǎn)塔式刀架有立式和臥式兩種結構型式。轉(zhuǎn)塔刀盤按外形可分為圓鼓形、星形和傘形（冕形）三種。圓鼓形轉(zhuǎn)塔刀架上沿徑向安裝的刀具適于作圓柱面加工，沿軸向安裝的刀具可用于工件的孔和圓柱面加工，一般星形轉(zhuǎn)塔刀架的回轉(zhuǎn)軸與主軸軸線成垂直布置也可用于工件的孔和圓柱面加工，但以加工圓柱面為主，可安裝受力較大的刀具。刀位數(shù)有4、6、8、12和16及20刀位。立式轉(zhuǎn)臺刀架的工具（刀輔具）系統(tǒng)，如圖3.3所示。3．數(shù)控車削用工具系統(tǒng)數(shù)控車床的刀架大致可以分兩大類11圖3.3立式轉(zhuǎn)臺刀架的工具（刀輔具）系統(tǒng)圖3.3立式轉(zhuǎn)臺刀架的工具（刀輔具）系統(tǒng)12任務3數(shù)控車床常用夾具夾具分為兩種基本類型：一類是安裝在數(shù)控車床主軸上的夾具，這類夾具和數(shù)控車床主軸相連接并帶動工件一起隨主軸旋轉(zhuǎn)，除了各種卡盤、頂尖等通用夾具或其他機床附件外，往往根據(jù)加工的需要設計出各種心軸或其他專用夾具；另一類是安裝在滑板或床身上的夾具，對于某些形狀不規(guī)則和尺寸較大的工件，常常把夾具裝在數(shù)控車床滑板上，刀具則安裝在數(shù)控車床主軸上做旋轉(zhuǎn)運動，夾具做進給運動。數(shù)控車床夾具可分為通用夾具和專用夾具兩大類。通用夾具是指能夠裝夾兩種或兩種以上工件的同一夾具，例如，數(shù)控車床上的三爪卡盤、四爪卡盤、彈簧卡套和通用心軸等；專用夾具是專門為加工某一指定工件的某一工序而設計的夾具。任務3數(shù)控車床常用夾具夾具分為兩種基本類型：一類131．三爪卡盤三爪卡盤如圖3.4所示，是最常用的車床通用夾具，三爪卡盤最大的優(yōu)點是可以自動定心，三爪卡盤常見的有機械式和液壓式兩種。2．軟爪軟爪要在與使用時相同的夾緊狀態(tài)下加工，以免在加工過程中松動和由于反向間隙而引起定心誤差。加工軟爪內(nèi)定位表面時，要在軟爪尾部夾緊一適當?shù)陌袅?，以消除卡盤端面螺紋的間隙，如圖3.5所示。1．三爪卡盤三爪卡盤如圖3.4所示，是最常用的車床通用14圖3.4三爪卡盤圖3.5軟爪圖3.4三爪卡盤圖3.5軟爪153．彈簧夾套彈簧夾套定心精度高，裝夾工件快捷、方便，常用于精加工的外圓表面定位。彈簧夾套特別適用于尺寸精度較高、表面質(zhì)量較好的冷拔圓棒料，若配以自動送料器，可實現(xiàn)自動上料。彈簧夾套夾持工件的內(nèi)孔是標準系列，并非任意直徑。4．四爪卡盤加工精度要求不高、偏心距較小、零件長度較短的工件時，可采用四爪卡盤，如圖3.6所示。5．中心孔定位夾具（1）兩頂尖撥盤。兩頂尖定位的優(yōu)點是定心正確可靠，安裝方便。頂尖作用是定心、承受工件的重量和切削力。頂尖分前頂尖和后頂尖兩種，前頂尖和主軸一起旋轉(zhuǎn)，與主軸中心孔不產(chǎn)生摩擦，后頂尖插入尾座套筒，其結構特點如表3.2所示。3．彈簧夾套彈簧夾套定心精度高，裝夾工件快捷、方便，常用于精16圖3.6四爪卡盤圖3.6四爪卡盤17表3.2 兩頂尖撥盤名稱特點結構圖名稱特點結構圖前頂尖插入主軸錐孔內(nèi)后頂尖固定式夾在卡盤內(nèi)回轉(zhuǎn)式（廣泛應用）表3.2 兩頂尖撥盤名稱特點結構18工件安裝時用對分夾頭或雞心夾頭夾緊工件一端，撥桿伸向端面。兩頂尖只對工件有定心和支承作用，必須通過對分夾頭或雞心夾頭的撥桿帶動工件旋轉(zhuǎn)，如圖3.7所示，利用兩頂尖定位還可加工偏心工件，如圖3.8所示。圖3.7兩頂尖裝夾工件圖3.8兩頂尖車削偏心軸工件安裝時用對分夾頭或雞心夾頭夾緊工件一端，撥桿伸19（2）撥動頂尖。撥動頂尖常用的有內(nèi)、外撥動頂尖和端面撥動頂尖兩種，如表3.3所示。表3.3 撥動頂尖名稱特點結構圖撥動頂尖內(nèi)、外撥動頂尖錐面帶齒，能嵌入工件，撥動工件旋轉(zhuǎn)撥動頂尖端面撥動頂尖利用端面撥爪帶動工件旋轉(zhuǎn)，適合裝夾工件的直徑在50～150mm之間（2）撥動頂尖。撥動頂尖常用的有內(nèi)、外撥動頂尖和端面撥動頂尖20（3）中心孔。用頂尖裝夾工件時，必須先在工件的端面上加工出中心孔。中心孔的類型和選擇如下。國家標準GB/T145—2001規(guī)定中心孔有A型（不帶護錐）、B型（帶護錐）、C型（帶護錐和螺紋）和R型（弧形）四種。①A型中心孔。其結構如圖3.9所示。②B型中心孔。B型中心孔是在A型中心孔的端部多一個120°的圓錐面，目的是保護60°錐面，不讓其拉毛碰傷。一般應用于多次裝夾的工件或精度要求較高的工件，結構如圖3.10所示。（3）中心孔。用頂尖裝夾工件時，必須先在工件的端面上加工出中21圖3.9A型中心孔圖3.10B型中心孔圖3.9A型中心孔圖3.10B型中心孔22③C型中心孔。C型中心孔外端形似B型中心孔，里端有一個比圓柱孔還要小的內(nèi)螺紋，它可以將其他零件軸向固定在軸上，或?qū)⒘慵鯍旆胖?。適用于當其他零件軸向固定在軸端時，其結構如圖3.11所示。④R型中心孔。R型中心孔是將A型中心孔的圓錐母線改為圓弧線而形成的。將圓錐母線改為圓弧線可以減少中心孔與頂尖的接觸面積，減少摩擦力，提高定位精度。適用于輕型和高精度軸類工件，其結構如圖3.12所示。③C型中心孔。C型中心孔外端形似B型中心孔，里端有一個比圓23圖3.11C型中心孔圖3.12R型中心孔圖3.11C型中心孔24

在四種中心孔中，長度為的圓柱部分作用是：儲存油脂，避免頂尖觸及工件，使頂尖與60°圓錐面配合貼緊。中心孔的尺寸以圓柱孔直徑（D）為公稱尺寸，它是選取中心鉆的依據(jù)。直徑在6.3mm以下的中心孔，常用高速鋼制成的中心鉆直接鉆出。（4）中心鉆。中心孔是軸類工件的精確定位基準，對工件的加工質(zhì)量影響較大。因此，所鉆出的中心孔必須圓整、光潔、角度正確。而且軸兩端中心孔軸線必須同軸，對精度要求較高的軸，在熱處理后及精加工前均應對中心孔進行修研。不同類型的中心孔加工工具及方法是有區(qū)別的。加工A、B、R三種類型中心孔需分別采用不帶護錐的中心鉆、帶護錐中心鉆和弧形中心鉆，如圖3.13、圖3.14和圖3.15所示。在四種中心孔中，長度為的圓柱部分作用是：儲存油脂，避免25圖3.13不帶護錐中心鉆圖3.14帶護錐中心鉆圖3.15弧形中心鉆圖3.13不帶護錐中心鉆圖3.14帶護錐中心鉆圖26圖3.16C型中心孔的加工圖3.16C型中心孔的加工276．其他車削工裝夾具（1）花盤。加工表面的回轉(zhuǎn)軸線與基準面垂直、外形復雜的零件可以裝夾在花盤上加工，圖3.17所示為用花盤裝夾雙孔連桿的方法。（2）角鐵。加工表面的回轉(zhuǎn)軸線與基準面平行、外形復雜的工件可以裝夾在角鐵上加工，圖3.18所示為角鐵的安裝方法。6．其他車削工裝夾具（1）花盤。加工表面的回轉(zhuǎn)軸線與基準面垂28

圖3.17在花盤上裝夾雙孔連桿圖3.18角鐵的安裝方法圖3.17在花盤上裝夾雙孔連桿29任務4數(shù)控車削加工工藝分析其主要內(nèi)容有：分析零件圖、確定加工工序和工件的裝夾方式、各表面的加工順序和刀具的進給路線以及刀具、夾具和切削用量的選擇等。1．零件圖分析（1）結構特點。在對零件圖進行分析時，首先應考慮零件的結構特點、構成零件輪廓變化的各點坐標以及零件的精度和技術要求。（2）坐標點的計算。在自動編程時，要對構成零件輪廓的所有幾何元素進行定義，手工編程時要計算出每個節(jié)點坐標，無論哪個節(jié)點不明確或不確定，編程都無法進行。任務4數(shù)控車削加工工藝分析其主要內(nèi)容有：分析零件圖、確定30（3）精度及技術要求。

在分析加工尺寸精度時應注意如下幾點。①所使用的車床在精度上滿足零件的加工需要。②對用來定位和作為基準使用的面和孔，可以適當提高加工精度。③為了滿足組合件的裝配精度，在單件加工零件時要進行公差分配，加工工藝好的零件精度可適當提高，加工工藝性差的零件精度可適當降低。④當基準轉(zhuǎn)換后，有些尺寸公差要進行尺寸鏈計算。⑤在定位和裝夾可靠的情況下，或切削要素選擇正確的情況下，許多位置和形狀精度是由設備和工藝保證的。⑥裝配后以及零件加工完畢，因測量的需要，基準支承面、找正面、找正孔等，應與加工基準有尺寸關系，加工精度應比零件精度高。（3）精度及技術要求。在分析加工尺寸精度時應注意如下幾點。312．工序的劃分一般在數(shù)控車床上加工零件時，應按照工序集中的原則劃分工序，主要從以下幾個方面考慮。（1）位置精度要求。

（2）以一個完整的數(shù)控程序所能連續(xù)加工的表面為原則進行工序的劃分.（3）按粗、精加工劃分。

總之，在加工中要根據(jù)零件的結構與工藝性要求、零件的批量、機床的功能，以及零件數(shù)控加工內(nèi)容的多少、程序的大小、安裝次數(shù)及本單位生產(chǎn)組織狀況靈活掌握。2．工序的劃分一般在數(shù)控車床上加工零件時，應按照工序集中的原323．加工順序的確定制訂零件車削加工順序一般遵循以下幾個原則。（1）先粗后精。（2）先近后遠。（3）內(nèi)外交叉。（4）減少換刀次數(shù)。對于能滿足加工要求的刀具，應盡可能多地利用它完成工件表面的加工，縮短刀具的移動距離。3．加工順序的確定制訂零件車削加工順序一般遵循以下幾個原則。334．進給路線的確定

進給路線是指數(shù)控機床加工過程中，刀具相對零件的運動軌跡和方向，也稱走刀路線。它泛指刀具從起刀點（或機床參考點）開始運動起，直至返回該點并結束加工程序所經(jīng)過的路徑，包括切削加工的路徑及刀具切入、切出等非切削空行程。（1）原則。①根據(jù)工件表面形狀和精度要求確定工序和工步，并由此確定各表面加工進給路線的順序。②在保證工件輪廓表面加工后精度和粗糙度要求的前提下，尋求最短進給路線（包括空行程路線和切削路線），減少走刀時間以提高加工效率，盡量減少程序段數(shù)。4．進給路線的確定進給路線是指數(shù)控機床加工過程中，刀具34③對橫截面積小的細長零件或薄壁零件應采用分幾次進給加工的方式，防止切削深度過大，造成切削力過大，工件變形。④刀具的進、退刀點應避免在輪廓處，避免因停刀而在工件表面留下刀痕，也要避免在工件輪廓面上垂直下刀而劃傷工件。（2）進給路線的確定。①最短的切削進給路線。圖3.19所示給出了三種不同的粗車切削進給路線，其中圖3.19（c）所示矩形循環(huán)進給路線最短。②最短的空行程路線。（a）巧用起刀點。③對橫截面積小的細長零件或薄壁零件應采用分幾次進給加工的方35圖3.19粗車切削進給路線示例圖3.20巧用起刀點圖3.19粗車切削進給路線示例圖3.20巧用起刀點36（b）巧設換刀點。（c）合理安排“回零”路線。③大余量毛坯的階梯切削進給路線。圖3.21所示列出了兩種大余量毛坯的階梯切削進給路線。圖3.21（a）所示為錯誤的階梯切削路線，圖3.21（b）所示按l～5的順序切削，每次切削所留余量相等，是正確的階梯切削進給路線。因為在同樣的背吃刀量下，按圖3.21（a）所示加工所剩的余量過多。根據(jù)數(shù)控機床的加工特點，也可不用階梯切削法，改用依次從軸向和徑向進刀，沿著工件毛坯輪廓進給的路線，如圖3.22所示。（b）巧設換刀點。37④零件輪廓精加工的連續(xù)切削進給路線。⑤特殊的進給路線。圖3.21大余量毛坯的階梯切削進給路線④零件輪廓精加工的連續(xù)切削進給路線。圖3.21大余量毛38圖3.22雙向進刀的加工路線圖3.22雙向進刀的加工路線395．夾具的選擇選擇數(shù)控車床所用的夾具主要考慮以下幾點。（1）盡量采用組合夾具、可調(diào)式夾具及其他通用夾具。（2）當成批量生產(chǎn)時才考慮采用專用夾具，但應力求結構簡單。（3）

工件的加工部位要敞開，夾具上的任何部分都不能影響加工中刀具的正常走刀，不能產(chǎn)生碰撞。（4）夾緊力應力求通過靠近主要支撐點或在支撐點所組成的三角形內(nèi)；應力求靠近切削部位，并在剛性較好的地方；盡量不要在被加工孔的上方，以減小零件變形。（5）裝卸零件要方便、迅速、可靠，以縮短準備時間，有條件時，批量較大的零件應采用氣動或液壓夾具、多工位夾具。

數(shù)控車削加工工藝編程方法課件406．刀具的選擇。粗車時，要選強度高、壽命長的刀具，以便滿足粗車時大背吃刀量、大進給量的要求。精車時，要選精度高、壽命長的刀具，以保證加工精度的要求。此外，為減少換刀時間和方便對刀，應盡可能采用機夾刀具。夾緊刀片的方式要選擇合理，刀片最好選擇涂層硬質(zhì)合金刀片。7．切削用量的選擇數(shù)控車削加工的切削用量包括：背吃刀量、主軸轉(zhuǎn)速或切削速度（用于恒線速度切削）、進給速度或進給量。6．刀具的選擇。粗車時，要選強度高、壽命長的刀具，以便滿足粗41（1）粗車切削用量的選擇原則。首先考慮選擇一個盡可能大的背吃刀量，其次選擇一個較大的進給量，最后確定一個合適的切削速度，即按照的原則來選取。增大背吃刀量，可使走刀次數(shù)減少，增大進給量有利于斷屑。（2）精車切削用量的選擇原則。精車時，加工精度和表面粗糙度要求較高，加工余量不大且較均勻，因此選擇精車的切削用量時，應著重考慮如何保證加工質(zhì)量，并在此基礎上盡量提高生產(chǎn)率。因此精車時應選用較小（但不能太?。┑谋吵缘读亢瓦M給量，并選用較高的切削速度，即按照的原則來選取，以及切削性能高的刀具材料和合理的刀具幾何參數(shù)。同時應在機床給定的切削用量范圍內(nèi)選取。（1）粗車切削用量的選擇原則。首先考慮選擇一個盡可能大的背吃42提示：編制加工工藝時應注意檢測的問題有如下兩個方面。（1）在加工中，孔、軸、槽、深度和高度等，都可以用專用量具和通用量具直接測量。但是位置尺寸（如多臺階軸間的距離）在加工中就很難用通用量具去測量。這時操作者應會用千分杠桿表和機床手動方式對位置尺寸自檢。（2）對形狀精度的測量，可以通過打表來自檢。唯一不好測量的就是輪廓精度。提示：編制加工工藝時應注意檢測的問題有如下兩個方面。43任務5數(shù)控車削加工方法的選擇1．加工方法的選擇（1）外圓表面加工方法的選擇。外圓表面的主要加工方法是車削和磨削。當表面粗糙度Ra值要求較小時，還要經(jīng)光整加工。表3.4所示為外圓表面的典型加工方案。可根據(jù)加工表面所要求的精度和表面粗糙度，毛坯種類和材料性質(zhì)，零件的結構特點以及生產(chǎn)類型，并結合現(xiàn)場的設備等條件予以選用。任務5數(shù)控車削加工方法的選擇1．加工方法的選擇44表3.4 外圓表面的加工方案序號加工方案經(jīng)濟精度等級表面粗糙度Ra/m適用范圍1粗車IT11～IT1212.5～50適用于淬火鋼以外的各種金屬2粗車→半精車IT93.2～6.33粗車→半精車→精車IT7～IT80.86～1.64粗車→半精車→精車→滾壓（或拋光）IT6～IT70.025～0.25粗車→半精車→磨削IT6～IT70.4～0.8主要用于淬火鋼，也可用于未淬火鋼，但不宜加工有色金屬6粗車→半精車→粗磨→精磨IT5～IT60.1～0.47、8粗車→半精車→粗磨→精磨→超精加工IT50.012～0.19粗車→半精車→粗磨→金剛石車IT5～IT60.025～0.4主要用于要求較高的有色金屬的加工10粗車→半精車→粗磨→精磨→超精磨或鏡面磨IT5以上0.006～0.025極高精度的外圓加工11粗車→半精車→粗磨→精磨→研磨IT5以上0.006～0.1表3.4 外圓表面的加工方案序號加工方案經(jīng)濟精度等45（2）內(nèi)孔表面加工方法的選擇。內(nèi)孔表面加工方法有鉆孔、擴孔、鉸孔、鏜孔、拉孔、磨孔和光整加工

表3.5 常用的孔加工方案序號加工方案經(jīng)濟精度等級表面粗糙度Ra/m適用范圍1鉆IT11～IT1212.5加工未淬火鋼及鑄鐵的實心毛坯，也可用于加工有色金屬，孔徑小于15～20mm2鉆→鉸IT91.6～3.23鉆→鉸→精鉸IT7～IT80.8～1.64鉆→擴IT10～IT116.3～12.5同上，但是孔徑大于15～20mm5鉆→擴→鉸IT8～IT91.6～3.26鉆→擴→粗鉸→精鉸IT70.8～1.67鉆→擴→機鉸→手鉸IT6～IT70.2～0.48粗鏜IT11～IT126.3～12.5除淬火鋼外各種材料，毛坯有鑄出孔或鍛出孔9粗鏜→半精鏜IT8～IT91.6～3.210粗鏜→半精鏜→精鏜IT7～IT80.8～1.611粗鏜→半精鏜→精鏜→浮動鏜刀精鏜IT6～IT70.2～0.4（2）內(nèi)孔表面加工方法的選擇。內(nèi)孔表面加工方法有鉆孔、擴孔、46（3）平面加工方法的選擇。平面的主要加工方法有銑削、刨削、車削、磨削和拉削等，精度要求高的平面還需要經(jīng)研磨或刮削加工。

表3.6 平面加工方案序號加工方案經(jīng)濟精度等級表面粗糙度Ra/m適用范圍1粗車→半精車IT93.2～6.3適用于工件的端面加工2粗車→半精車→精車IT7～IT80.8～1.63粗車→半精車→磨削IT6～IT70.4～0.8（3）平面加工方法的選擇。平面的主要加工方法有銑削、刨削、車47提示：

表面加工方案的選擇，應同時滿足加工質(zhì)量、生產(chǎn)率和經(jīng)濟性等方面的要求，具體選擇時應考慮以下幾方面的因素。①選擇能獲得相應經(jīng)濟精度的加工方法。例如，加工精度為IT7、表面粗糙度為Ra=0.4m的外圓柱面，通過精細車削是可以達到要求的，但不如磨削經(jīng)濟。②零件材料的可加工性能。例如，淬火鋼的精加工要用磨削，有色金屬圓柱面的精加工為避免磨削時堵塞砂輪，則要用高速精細車或精細鏜。③工件的結構形狀和尺寸大小。例如，對于加工精度要求為IT7的孔，采用鏜削、鉸削、拉削和磨削均可達到要求。但箱體上的孔，一般不宜選用拉孔或磨孔，而宜選擇鏜孔（大孔）或鉸孔。提示：表面加工方案的選擇，應同時滿足加工質(zhì)量、生產(chǎn)率和482．加工階段的劃分零件的加工過程通常按工序性質(zhì)不同，可分為粗加工、半精加工、精加工和光整加工四個階段。（1）粗加工階段。其任務是切除毛坯上大部分多余的金屬，使毛坯在形狀和尺寸上接近零件成品，因此，主要目標是提高生產(chǎn)率。（2）半精加工階段。其任務是使主要表面達到一定的精度，留有一定的精加工余量，為主要表面的精加工（如精車、精磨）做好準備。并可完成一些次要表面加工，如擴孔、攻螺紋、銑鍵槽等。（3）精加工階段。其任務是保證各主要表面達到規(guī)定的尺寸精度和表面粗糙度要求。主要目標是全面保證加工質(zhì)量。（4）光整加工階段。對零件上精度和表面粗糙度要求很高（IT6級以上，表面粗糙度為Ra=0.2m以下）的表面，需進行光整加工，其主要目標是提高尺寸精度、減小表面粗糙度。2．加工階段的劃分零件的加工過程通常按工序性質(zhì)不同，可分為粗49謝謝！謝謝！50數(shù)控加工工藝與編程基礎

項目三數(shù)控車削加工工藝與編程方法

于萬成王桂蓮數(shù)控加工工藝與編程基礎

項目三數(shù)控車削加工工藝與編程51項目三數(shù)控車削加工工藝與編程方法課題一數(shù)控車削加工工藝3.1課題二數(shù)控車床編程方法

3.2項目三數(shù)控車削加工工藝與編程方法課題一數(shù)控車削加52課題二數(shù)控車床編程方法本課題以FANUC0iMate-TC數(shù)控系統(tǒng)為例。編程指令如表3.7所示。表3.7 G功能指令G代碼組功能ABCG00G00G0001定位（快速）G01G01G0101直線插補（切削進給）G02G02G0201順時針圓弧插補G03G03G0301逆時針圓弧插補G04G04G0401暫停G10G10G1001可編程數(shù)據(jù)輸入課題二數(shù)控車床編程方法本課題以FANUC0iMate53G代碼組功能ABCG11G11G1101可編程數(shù)據(jù)輸入方式取消G18G18G1816ZpXp平面選擇G20G20G7006英寸輸入G21G21G7106毫米輸入G22G22G2209存儲行程檢查接通G23G23G2309存儲行程檢查斷開G27G27G2700返回參考點檢查G28G28G2800返回參考位置G30G30G3000返回第2、第3和第4參考點G31G31G3100跳轉(zhuǎn)功能G32G33G3301螺紋切削G34G34G3401變螺距螺紋切削G40G40G4007刀尖半徑補償取消G41G41G4107刀尖半徑補償左G42G42G4207刀尖半徑補償右G50G92G9200坐標系設定或最大主軸速度設定G代碼組功能ABCG11G11G1101可編54G50.3G92.1G92.100工件坐標系預置G52G52G5200局部坐標系設定G53G53G5300機床坐標系設定G54G54G5414選擇工件坐標系1G55G55G5514選擇工件坐標系2G56G56G5614選擇工件坐標系3G57G57G5714選擇工件坐標系4G58G58G5814選擇工件坐標系5G59G59G5914選擇工件坐標系6G65G65G6500宏程序調(diào)用G66G66G6612宏程序模態(tài)調(diào)用G67G67G6712宏程序模態(tài)調(diào)用取消G70G70G7200精加工循環(huán)G71G71G7300粗車外圓G72G72G7400粗車端面G73G73G7500多重車削循環(huán)G74G74G7600排屑鉆端面孔G75G75G7700外徑/內(nèi)徑鉆孔G76G76G7800多頭螺紋循環(huán)G90G77G2001外徑/內(nèi)徑車削循環(huán)G50.3G92.1G92.100工件坐標系預置G52G5255G代碼組功能ABCG92G78G2101螺紋切削循環(huán)G94G79G2401端面車削循環(huán)G96G96G9602恒表面切削速度控制G97G97G9702恒表面切削速度控制取消G98G94G9405每分進給G99G95G9505每轉(zhuǎn)進給—G90G9003絕對值編程—G91G9103增量值編程—G98G9811返回到起始平面—G99G9911返回到R平面G代碼組功能ABCG92G78G2101螺紋56任務1常用基本編程指令1．快速移動指令G00（1）指令格式。G00

X（U）

Z（W）

；（2）指令說明。①表示刀具以機床給定的快速進給速度移動到程序段指定點的位置，又稱為點定位指令。②采用絕對坐標編程時，X、Z表示快速移動的終點位置在工件坐標系中的坐標。③采用增量坐標編程時，U、W表示快速移動的終點位置相對于起點位置的位移量。任務1常用基本編程指令1．快速移動指令G00572．直線插補指令G01（1）指令格式。G01

X（U）

Z（W）

F

；（2）指令說明。①G01指令使刀具以程序中設定的進給速度從所在點出發(fā)，直線插補至指定點。②采用絕對坐標編程時，X、Z表示程序段指定點在工件坐標系中的坐標位置；采用增量坐標編程時，U、W表示程序段指定點相對當前點的移動距離與方向，其中F表示合成進給速度，在無新的F指令替代前一直有效。如圖3.25所示零件，用G01指令可加工外圓。③G01是模態(tài)代碼，可由G00、G02、G03或G32功能注銷。2．直線插補指令G01（1）指令格式。58圖3.25零件簡圖圖3.25零件簡圖593．圓弧插補指令G02、G03（1）指令格式。①用圓弧終點坐標和圓心坐標表示時，指令格式：

G02/G03X（U）

Z（W）I

K

F

；②用圓弧終點坐標和圓弧半徑R表示時，指令格式：

G02/G03X（U）

Z（W）R

F

；（2）指令說明。①G02、G03指令表示刀具以Ｆ進給速度從圓弧起點向圓弧終點進行圓弧插補。②G02為順時針圓弧插補指令，即凹圓弧的加工；G03為逆時針圓弧插補指令，即凸圓弧的加工。3．圓弧插補指令G02、G03（1）指令格式。60③采用絕對坐標編程，X、Z為圓弧終點坐標值；采用增量坐標編程，U、W為圓弧終點相對圓弧起點的坐標增量，R是圓弧半徑，當圓弧所對圓心角為0°～180°時，Ｒ取正值；當圓心角為180°～360°時，R取負值。I、K為圓心在X、Z軸方向上相對圓弧起點的坐標增量（用半徑值表示），I、K為零時可以省略，如圖3.26所示。④注意G02、G03在G17（XY）、G18（ZX）、G19（YZ）平面上的變化。③采用絕對坐標編程，X、Z為圓弧終點坐標值；采用增量坐標編61圖3.26圓弧插補圖3.26圓弧插補624．刀尖圓弧半徑補償指令（1）指令格式。

G41（G42、G40）G01（G00）X（U）

Z（W）

；（2）指令說明。如圖3.27所示，順著刀具運動方向看，刀具在工件的左邊為刀尖圓弧半徑左補償G41；刀具在工件的右邊為刀尖圓弧半徑右補償G42；取消刀尖圓弧半徑補償G40。只有通過刀具的直線運動才能建立和取消刀尖圓弧半徑補償，刀尖半徑補償?shù)慕⑴c取消只能用G00或G01指令，不能用GO2或G03指令。4．刀尖圓弧半徑補償指令（1）指令格式。63圖3.27左刀補和右刀補圖3.27左刀補和右刀補64①刀具半徑補償參數(shù)及設置。補償?shù)都鈭A弧半徑大小后，刀具自動偏離零件輪廓半徑距離。因此，必須將刀尖圓弧半徑尺寸值輸入系統(tǒng)的存儲器中。一般粗加工取0.8mm，半精加工取0.4mm，精加工取0.2mm。若粗、精加工采用同一把刀，一般刀尖半徑取0.4mm。注意：

G41/不帶參數(shù)，其補償號（代表所用刀具對應的刀尖半徑補償值定）由T代碼指定。其刀尖圓弧補償號與刀具偏置補償號對應。①刀具半徑補償參數(shù)及設置。補償?shù)都鈭A弧半徑大小后，刀具自動65②刀尖方位設置。車刀形狀不同，決定刀尖圓弧所處的位置不同，執(zhí)行刀具補償時，刀具自動偏離零件輪廓的方向也就不同。因此，也要把代表車刀形狀和位置的參數(shù)輸入到存儲器中。車刀形狀和位置參數(shù)稱為刀尖方位T。如圖3.28所示，共有9種，分別用參數(shù)0～9表示，A為假想刀尖點。CAK6140數(shù)控機床常用刀尖方位T為：外圓右偏刀T=3，鏜孔右偏刀T=2。②刀尖方位設置。車刀形狀不同，決定刀尖圓弧所處的位置不同，66圖3.28車刀刀尖位置碼定義圖3.28車刀刀尖位置碼定義67任務2單一固定循環(huán)指令對于加工幾何形狀簡單、走刀路線單一的工件，可采用固定循環(huán)指令編程，即只需用一條指令、一個程序段完成刀具的多步動作。固定循環(huán)指令中刀具的運動分四步：進刀、切削、退刀與返回。1．外圓切削循環(huán)指令G90（1）指令格式。

G90

X(U)

Z(W)

R

F

；（圓錐）

G90

X(U)

Z(W)

F

；（圓柱）（2）指令說明。①外圓錐切削循環(huán)指令。G90指令可實現(xiàn)外圓柱切削循環(huán)和外圓錐切削循環(huán)，走刀路線如圖3.29所示。任務2單一固定循環(huán)指令對于加工幾何形狀簡單、走刀路線單一68圖3.29外圓錐切削循環(huán)指令圖3.29外圓錐切削循環(huán)指令69②外圓柱切削循環(huán)指令。外圓柱切削循環(huán)時R為零，可省略，如圖3.30所示。圖3.30外圓柱切削循環(huán)指令②外圓柱切削循環(huán)指令。外圓柱切削循環(huán)時R為零，可省略，如圖702．螺紋切削循環(huán)指令G92（1）指令格式。

G92

X(U)

Z(W)

R

F

；（圓錐）

G92

X(U)

Z(W)

F

；（圓柱）（2）指令說明。①錐螺紋切削循環(huán)指令。G92指令可實現(xiàn)圓柱螺紋切削循環(huán)和錐螺紋切削循環(huán)，走刀路線如圖3.32所示。X、Z表示螺紋終點坐標值；U、W表示螺紋終點相對循環(huán)起點的坐標分量；R表示錐螺紋始點與終點在X軸方向的坐標增量（半徑值），F(xiàn)表示螺紋導程。2．螺紋切削循環(huán)指令G92（1）指令格式。71②圓柱螺紋切削循環(huán)指令。G92指令可實現(xiàn)圓柱螺紋切削循環(huán)，走刀路線如圖3.33所示。圖3.32錐螺紋切削循環(huán)指令②圓柱螺紋切削循環(huán)指令。G92指令可實現(xiàn)圓柱螺紋切削循環(huán)，72圖3.33圓柱螺紋切削循環(huán)指令圖3.33圓柱螺紋切削循環(huán)指令733．端面切削循環(huán)指令G94（1）指令格式。

G94X(U)

Z(W)

R

F

；（帶錐度）

G94X(U)

Z(W)

F

；（不帶錐度）（2）指令說明。G94指令可實現(xiàn)不帶錐度端面切削循環(huán)和帶錐度端面切削循環(huán)，走刀路線如圖3.35與圖3.36所示。X、Z表示端平面切削終點坐標值；U、W表示端面切削終點相對循環(huán)起點的坐標分量；R表示端面切削始點至切削終點位移在Z軸方向的坐標增量，不帶錐度端面切削循環(huán)時R為零，可省略；F表示進給速度。3．端面切削循環(huán)指令G94（1）指令格式。74圖3.35帶錐度端面切削循環(huán)指令圖3.36不帶錐度端面切削循環(huán)指令圖3.35帶錐度端面切削循環(huán)指令圖3.36不帶錐75任務3多重復合循環(huán)指令G70～G761．外圓粗加工復合循環(huán)指令G71（1）指令格式。

G71

U(d)

R(e)；

G71

P(ns)

Q(nf)

U(u)

W(w)

F(f)

S(s)

T(t)；（2）指令說明。使用該指令可切除棒料毛坯大部分加工余量，切削是沿平行Z軸方向進行，如圖3.37所示。A為循環(huán)起點，A-A-B為精加工路線；d表示每次背吃刀量（半徑值），無正負號；e表示退刀量（半徑值），無正負號；ns表示精加工路線第一個程序段的順序號；nf表示精加工路線最后一個程序段的順序號；u表示X軸方向的精加工余量的距離和方向，一般為直徑值；w表示Z軸方向的精加工余量的距離和方向。F、S、T含義同前。任務3多重復合循環(huán)指令G70～G761．外圓粗加工復合循762．端面粗加工復合循環(huán)指令G72（1）指令格式。

G72

W(d)

R(e)；

G72

P(ns)

Q(nf)

U(u)

W(w)

F(f)

S(s)

T(t)；（2）指令說明。該指令除了切削方向為沿平行X軸方向外，指令功能與G71指令相同，如圖3.38所示。d，e，ns，nf，u，w的含義與G71指令相同。2．端面粗加工復合循環(huán)指令G72（1）指令格式。77

圖3.37外圓粗加工循環(huán)圖3.38端面粗加工循環(huán)圖3.37外圓粗加工循環(huán)783．固定形狀切削復合循環(huán)指令G73（1）指令格式。

G73

U(i)

W(k)

R(d)；

G73

P(ns)

Q(nf)

U(u)

W(w)

F(f)

S(s)

T(t)；（2）指令說明。G73指令適合加工鑄造、鍛造成形的一類工件時使用，如圖3.39所示。i表示X軸方向總退刀量（半徑值）；k表示Z軸方向總退刀量；d表示循環(huán)次數(shù)；ns表示精加工路線第一個程序段的順序號；nf表示精加工路線最后一個程序段的順序號；u表示X軸方向的精加工余量（直徑值）；w表示Z軸方向的精加工余量。3．固定形狀切削復合循環(huán)指令G73（1）指令格式。79圖3.39固定形狀切削復合循環(huán)圖3.39固定形狀切削復合循環(huán)804．精加工復合循環(huán)指令G70（1）指令格式。

G70

P(ns)

Q（nf）（2）指令說明。用G71、G72、G73指令粗加工完畢后，可用精加工循環(huán)指令，如圖3.41所示。ns表示指定精加工路線第一個程序段的順序號；nf表示指定精加工路線最后一個程序段的順序號；G70～G73循環(huán)指令調(diào)用N(ns)至N(nf)之間程序段，其中程序段中不能調(diào)用子程序。4．精加工復合循環(huán)指令G70（1）指令格式。81圖3.41端面鉆孔復合循環(huán)圖3.41端面鉆孔復合循環(huán)825．螺紋切削復合循環(huán)指令G76（1）指令格式。

G76PmraQdminRdG76

X(U)

Z(W)

RiPkQdFf（2）指令說明。該螺紋切削復合循環(huán)指令的工藝性比較合理，編程效率較高，螺紋切削復合循環(huán)路線及進刀方法如圖3.42所示，圖3.43所示為螺紋切削進給路線和進刀路線。m表示精加工重復次數(shù)；r表示斜向退刀量單位數(shù)（0000～9999）；a表示刀尖角度；d表示第一次粗切深（半徑值）；5．螺紋切削復合循環(huán)指令G76（1）指令格式。83背吃刀量遞減公式計算d2?d；d3?d；dn?d；每次粗切深：dn?d?d；dmin表示最小背吃刀量，當背吃刀量dn小于dmin，則取dmin作為背吃刀量；X表示點D的X坐標值；U表示由點A至點D的增量坐標值；Z表示點DZ坐標值；W表示由點C至點D的增量坐標值；i表示錐螺紋的半徑差；k表示螺紋高度（Ｘ軸方向半徑值）；d表示精加工余量；F表示螺紋導程。背吃刀量遞減公式計算d2?d；d3?d；dn?d；每次84圖3.42螺紋切削復合循環(huán)路線及進給路線圖3.42螺紋切削復合循環(huán)路線及進給路線85圖3.43螺紋切削進給路線圖3.43螺紋切削進給路線86謝謝！謝謝！87數(shù)控加工工藝與編程基礎

項目三數(shù)控車削加工工藝與編程方法

于萬成王桂蓮數(shù)控加工工藝與編程基礎

項目三數(shù)控車削加工工藝與編程88項目三數(shù)控車削加工工藝與編程方法課題一數(shù)控車削加工工藝3.1課題二數(shù)控車床編程方法

3.2項目三數(shù)控車削加工工藝與編程方法課題一數(shù)控車削加89課題一數(shù)控車削加工工藝任務1數(shù)控車削加工的主要對象與特點1．數(shù)控車削加工的主要對象數(shù)控車床比較適合于車削加工具有以下要求和特點的回轉(zhuǎn)體零件。（1）精度要求高的回轉(zhuǎn)體零件。（2）表面粗糙度要求好的回轉(zhuǎn)體零件。（3）表面輪廓形狀復雜的回轉(zhuǎn)體零件。（4）帶一些特殊類型螺紋的回轉(zhuǎn)體零件。（5）超精密、超低表面粗糙度值的零件。

課題一數(shù)控車削加工工藝任務1數(shù)控車削加工的主要對象與90圖3.1成型內(nèi)腔零件簡圖圖3.1成型內(nèi)腔零件簡圖912．數(shù)控車削加工的基本特點（1）適應性強，適于多品種小批量零件的加工。（2）加工精度高，加工質(zhì)量穩(wěn)定。（3）具有較高的生產(chǎn)效率和較低的加工成本。（4）改善勞動條件，減輕操作者的勞動強度。2．數(shù)控車削加工的基本特點（1）適應性強，適于多品種小批量零92任務2數(shù)控車削刀具1．數(shù)控車削刀具的特點表3.1 可轉(zhuǎn)位車刀的特點要求特點目的精度高刀片采用M級或更高精度等級的；刀桿多采用精密級的；用帶微調(diào)裝置的刀桿在機外預調(diào)好保證刀片重復定位精度，方便坐標設定。保證刀尖位置精度可靠性高用斷屑可靠性高的斷屑槽形或有斷屑臺和斷屑器的車刀；采用結構可靠的車刀，采用復合式夾緊結構和夾緊可靠的其他結構斷屑穩(wěn)定，不能有紊亂和帶狀切屑；適應刀架快速移動和換位以及整個自動切削過程中夾緊不得有松動的要求換刀迅速用車削工具系統(tǒng)；采用快換小刀夾迅速更換不同形式的切削部件，完成多種切削加工，提高生產(chǎn)效率刀片材料較多采用涂層刀片滿足生產(chǎn)節(jié)拍要求，提高加工效率刀桿截形較多采用正方形刀桿，但因刀架系統(tǒng)結構差異大，有的需采用專用刀桿刀桿與刀架系統(tǒng)匹配任務2數(shù)控車削刀具1．數(shù)控車削刀具的特點要求特932．機夾可轉(zhuǎn)位車刀的選用刀具的選擇是數(shù)控車削加工工藝設計的重要內(nèi)容之一。數(shù)控機床大都采用已經(jīng)系列化、標準化的刀具，刀柄和刀頭可以進行拼裝和組合。刀頭包括多種結構如可調(diào)鏜刀頭、不重磨刀片等。數(shù)控車削加工時應盡量采用機夾式刀桿和機夾式刀片。（1）刀片的選擇。①刀片材質(zhì)的選擇。車刀刀片的材料主要有高速鋼、硬質(zhì)和涂層硬質(zhì)合金、陶瓷、立方氮化硼、金剛石等。2．機夾可轉(zhuǎn)位車刀的選用刀具的選擇是數(shù)控車削加工工藝設計的重94②刀片尺寸的選擇。刀片尺寸的大小取決于必要的有效切削刃長度。有效切削刃長度與背吃刀量和車刀的主偏角有關，使用時可查閱有關刀具手冊選取。③刀片形狀的選擇。刀片形狀主要依據(jù)被加工工件的表面形狀、切削方法、刀具壽命和刀片的轉(zhuǎn)位次數(shù)等因素選擇。（2）根據(jù)加工種類選擇刀具。①外圓加工，一般選用外圓左偏粗車刀、外圓左偏精車刀、外圓右偏粗車刀、外圓右偏精車刀、端面刀等類型。②挖槽一般選外（內(nèi)）圓車槽刀。③螺紋加工選外（內(nèi)）圓螺紋車刀。④孔加工主要選擇麻花鉆、粗鏜孔刀和精鏜孔刀、擴孔鉆、鉸刀。②刀片尺寸的選擇。刀片尺寸的大小取決于必要的有效切削刃長度95圖3.2常用可轉(zhuǎn)位車刀刀片圖3.2常用可轉(zhuǎn)位車刀刀片96（3）選擇刀具的大小。①盡可能選擇大的刀具，因為刀具大則剛性高，刀具不易斷，可以采用大的切削用量，提高加工效率，加工質(zhì)量有保證。②根據(jù)加工的背吃刀量選擇刀具，背吃刀量越大，刀具越大。③根據(jù)工件大小選刀具，工件大的選大刀具，反之選取小刀具。粗車時，要選強度高、壽命長的刀具，以便滿足粗車時大背吃刀量、大進給量的要求。精車時，要選精度高、壽命長的刀具，以保證加工精度的要求。此外，為減少換刀時間和方便對刀，應盡可能采用機夾刀具。（3）選擇刀具的大小。①盡可能選擇大的刀具，因為刀具大則剛973．數(shù)控車削用工具系統(tǒng)數(shù)控車床的刀架大致可以分兩大類，即排刀式刀架和轉(zhuǎn)塔式刀架。有的車削中心還采用帶刀庫的自動換刀裝置。轉(zhuǎn)塔式刀架也稱刀塔或者刀臺或稱回轉(zhuǎn)刀架，轉(zhuǎn)塔式刀架是用轉(zhuǎn)塔頭各刀座來安裝或夾持各種不同用途的刀具，轉(zhuǎn)塔式刀架有立式和臥式兩種結構型式。轉(zhuǎn)塔刀盤按外形可分為圓鼓形、星形和傘形（冕形）三種。圓鼓形轉(zhuǎn)塔刀架上沿徑向安裝的刀具適于作圓柱面加工，沿軸向安裝的刀具可用于工件的孔和圓柱面加工，一般星形轉(zhuǎn)塔刀架的回轉(zhuǎn)軸與主軸軸線成垂直布置也可用于工件的孔和圓柱面加工，但以加工圓柱面為主，可安裝受力較大的刀具。刀位數(shù)有4、6、8、12和16及20刀位。立式轉(zhuǎn)臺刀架的工具（刀輔具）系統(tǒng)，如圖3.3所示。3．數(shù)控車削用工具系統(tǒng)數(shù)控車床的刀架大致可以分兩大類98圖3.3立式轉(zhuǎn)臺刀架的工具（刀輔具）系統(tǒng)圖3.3立式轉(zhuǎn)臺刀架的工具（刀輔具）系統(tǒng)99任務3數(shù)控車床常用夾具夾具分為兩種基本類型：一類是安裝在數(shù)控車床主軸上的夾具，這類夾具和數(shù)控車床主軸相連接并帶動工件一起隨主軸旋轉(zhuǎn)，除了各種卡盤、頂尖等通用夾具或其他機床附件外，往往根據(jù)加工的需要設計出各種心軸或其他專用夾具；另一類是安裝在滑板或床身上的夾具，對于某些形狀不規(guī)則和尺寸較大的工件，常常把夾具裝在數(shù)控車床滑板上，刀具則安裝在數(shù)控車床主軸上做旋轉(zhuǎn)運動，夾具做進給運動。數(shù)控車床夾具可分為通用夾具和專用夾具兩大類。通用夾具是指能夠裝夾兩種或兩種以上工件的同一夾具，例如，數(shù)控車床上的三爪卡盤、四爪卡盤、彈簧卡套和通用心軸等；專用夾具是專門為加工某一指定工件的某一工序而設計的夾具。任務3數(shù)控車床常用夾具夾具分為兩種基本類型：一類1001．三爪卡盤三爪卡盤如圖3.4所示，是最常用的車床通用夾具，三爪卡盤最大的優(yōu)點是可以自動定心，三爪卡盤常見的有機械式和液壓式兩種。2．軟爪軟爪要在與使用時相同的夾緊狀態(tài)下加工，以免在加工過程中松動和由于反向間隙而引起定心誤差。加工軟爪內(nèi)定位表面時，要在軟爪尾部夾緊一適當?shù)陌袅希韵ūP端面螺紋的間隙，如圖3.5所示。1．三爪卡盤三爪卡盤如圖3.4所示，是最常用的車床通用101圖3.4三爪卡盤圖3.5軟爪圖3.4三爪卡盤圖3.5軟爪1023．彈簧夾套彈簧夾套定心精度高，裝夾工件快捷、方便，常用于精加工的外圓表面定位。彈簧夾套特別適用于尺寸精度較高、表面質(zhì)量較好的冷拔圓棒料，若配以自動送料器，可實現(xiàn)自動上料。彈簧夾套夾持工件的內(nèi)孔是標準系列，并非任意直徑。4．四爪卡盤加工精度要求不高、偏心距較小、零件長度較短的工件時，可采用四爪卡盤，如圖3.6所示。5．中心孔定位夾具（1）兩頂尖撥盤。兩頂尖定位的優(yōu)點是定心正確可靠，安裝方便。頂尖作用是定心、承受工件的重量和切削力。頂尖分前頂尖和后頂尖兩種，前頂尖和主軸一起旋轉(zhuǎn)，與主軸中心孔不產(chǎn)生摩擦，后頂尖插入尾座套筒，其結構特點如表3.2所示。3．彈簧夾套彈簧夾套定心精度高，裝夾工件快捷、方便，常用于精103圖3.6四爪卡盤圖3.6四爪卡盤104表3.2 兩頂尖撥盤名稱特點結構圖名稱特點結構圖前頂尖插入主軸錐孔內(nèi)后頂尖固定式夾在卡盤內(nèi)回轉(zhuǎn)式（廣泛應用）表3.2 兩頂尖撥盤名稱特點結構105工件安裝時用對分夾頭或雞心夾頭夾緊工件一端，撥桿伸向端面。兩頂尖只對工件有定心和支承作用，必須通過對分夾頭或雞心夾頭的撥桿帶動工件旋轉(zhuǎn)，如圖3.7所示，利用兩頂尖定位還可加工偏心工件，如圖3.8所示。圖3.7兩頂尖裝夾工件圖3.8兩頂尖車削偏心軸工件安裝時用對分夾頭或雞心夾頭夾緊工件一端，撥桿伸106（2）撥動頂尖。撥動頂尖常用的有內(nèi)、外撥動頂尖和端面撥動頂尖兩種，如表3.3所示。表3.3 撥動頂尖名稱特點結構圖撥動頂尖內(nèi)、外撥動頂尖錐面帶齒，能嵌入工件，撥動工件旋轉(zhuǎn)撥動頂尖端面撥動頂尖利用端面撥爪帶動工件旋轉(zhuǎn)，適合裝夾工件的直徑在50～150mm之間（2）撥動頂尖。撥動頂尖常用的有內(nèi)、外撥動頂尖和端面撥動頂尖107（3）中心孔。用頂尖裝夾工件時，必須先在工件的端面上加工出中心孔。中心孔的類型和選擇如下。國家標準GB/T145—2001規(guī)定中心孔有A型（不帶護錐）、B型（帶護錐）、C型（帶護錐和螺紋）和R型（弧形）四種。①A型中心孔。其結構如圖3.9所示。②B型中心孔。B型中心孔是在A型中心孔的端部多一個120°的圓錐面，目的是保護60°錐面，不讓其拉毛碰傷。一般應用于多次裝夾的工件或精度要求較高的工件，結構如圖3.10所示。（3）中心孔。用頂尖裝夾工件時，必須先在工件的端面上加工出中108圖3.9A型中心孔圖3.10B型中心孔圖3.9A型中心孔圖3.10B型中心孔109③C型中心孔。C型中心孔外端形似B型中心孔，里端有一個比圓柱孔還要小的內(nèi)螺紋，它可以將其他零件軸向固定在軸上，或?qū)⒘慵鯍旆胖谩＿m用于當其他零件軸向固定在軸端時，其結構如圖3.11所示。④R型中心孔。R型中心孔是將A型中心孔的圓錐母線改為圓弧線而形成的。將圓錐母線改為圓弧線可以減少中心孔與頂尖的接觸面積，減少摩擦力，提高定位精度。適用于輕型和高精度軸類工件，其結構如圖3.12所示。③C型中心孔。C型中心孔外端形似B型中心孔，里端有一個比圓110圖3.11C型中心孔圖3.12R型中心孔圖3.11C型中心孔111

在四種中心孔中，長度為的圓柱部分作用是：儲存油脂，避免頂尖觸及工件，使頂尖與60°圓錐面配合貼緊。中心孔的尺寸以圓柱孔直徑（D）為公稱尺寸，它是選取中心鉆的依據(jù)。直徑在6.3mm以下的中心孔，常用高速鋼制成的中心鉆直接鉆出。（4）中心鉆。中心孔是軸類工件的精確定位基準，對工件的加工質(zhì)量影響較大。因此，所鉆出的中心孔必須圓整、光潔、角度正確。而且軸兩端中心孔軸線必須同軸，對精度要求較高的軸，在熱處理后及精加工前均應對中心孔進行修研。不同類型的中心孔加工工具及方法是有區(qū)別的。加工A、B、R三種類型中心孔需分別采用不帶護錐的中心鉆、帶護錐中心鉆和弧形中心鉆，如圖3.13、圖3.14和圖3.15所示。在四種中心孔中，長度為的圓柱部分作用是：儲存油脂，避免112圖3.13不帶護錐中心鉆圖3.14帶護錐中心鉆圖3.15弧形中心鉆圖3.13不帶護錐中心鉆圖3.14帶護錐中心鉆圖113圖3.16C型中心孔的加工圖3.16C型中心孔的加工1146．其他車削工裝夾具（1）花盤。加工表面的回轉(zhuǎn)軸線與基準面垂直、外形復雜的零件可以裝夾在花盤上加工，圖3.17所示為用花盤裝夾雙孔連桿的方法。（2）角鐵。加工表面的回轉(zhuǎn)軸線與基準面平行、外形復雜的工件可以裝夾在角鐵上加工，圖3.18所示為角鐵的安裝方法。6．其他車削工裝夾具（1）花盤。加工表面的回轉(zhuǎn)軸線與基準面垂115

圖3.17在花盤上裝夾雙孔連桿圖3.18角鐵的安裝方法圖3.17在花盤上裝夾雙孔連桿116任務4數(shù)控車削加工工藝分析其主要內(nèi)容有：分析零件圖、確定加工工序和工件的裝夾方式、各表面的加工順序和刀具的進給路線以及刀具、夾具和切削用量的選擇等。1．零件圖分析（1）結構特點。在對零件圖進行分析時，首先應考慮零件的結構特點、構成零件輪廓變化的各點坐標以及零件的精度和技術要求。（2）坐標點的計算。在自動編程時，要對構成零件輪廓的所有幾何元素進行定義，手工編程時要計算出每個節(jié)點坐標，無論哪個節(jié)點不明確或不確定，編程都無法進行。任務4數(shù)控車削加工工藝分析其主要內(nèi)容有：分析零件圖、確定117（3）精度及技術要求。

在分析加工尺寸精度時應注意如下幾點。①所使用的車床在精度上滿足零件的加工需要。②對用來定位和作為基準使用的面和孔，可以適當提高加工精度。③為了滿足組合件的裝配精度，在單件加工零件時要進行公差分配，加工工藝好的零件精度可適當提高，加工工藝性差的零件精度可適當降低。④當基準轉(zhuǎn)換后，有些尺寸公差要進行尺寸鏈計算。⑤在定位和裝夾可靠的情況下，或切削要素選擇正確的情況下，許多位置和形狀精度是由設備和工藝保證的。⑥裝配后以及零件加工完畢，因測量的需要，基準支承面、找正面、找正孔等，應與加工基準有尺寸關系，加工精度應比零件精度高。（3）精度及技術要求。在分析加工尺寸精度時應注意如下幾點。1182．工序的劃分一般在數(shù)控車床上加工零件時，應按照工序集中的原則劃分工序，主要從以下幾個方面考慮。（1）位置精度要求。

（2）以一個完整的數(shù)控程序所能連續(xù)加工的表面為原則進行工序的劃分.（3）按粗、精加工劃分。

總之，在加工中要根據(jù)零件的結構與工藝性要求、零件的批量、機床的功能，以及零件數(shù)控加工內(nèi)容的多少、程序的大小、安裝次數(shù)及本單位生產(chǎn)組織狀況靈活掌握。2．工序的劃分一般在數(shù)控車床上加工零件時，應按照工序集中的原1193．加工順序的確定制訂零件車削加工順序一般遵循以下幾個原則。（1）先粗后精。（2）先近后遠。（3）內(nèi)外交叉。（4）減少換刀次數(shù)。對于能滿足加工要求的刀具，應盡可能多地利用它完成工件表面的加工，縮短刀具的移動距離。3．加工順序的確定制訂零件車削加工順序一般遵循以下幾個原則。1204．進給路線的確定

進給路線是指數(shù)控機床加工過程中，刀具相對零件的運動軌跡和方向，也稱走刀路線。它泛指刀具從起刀點（或機床參考點）開始運動起，直至返回該點并結束加工程序所經(jīng)過的路徑，包括切削加工的路徑及刀具切入、切出等非切削空行程。（1）原則。①根據(jù)工件表面形狀和精度要求確定工序和工步，并由此確定各表面加工進給路線的順序。②在保證工件輪廓表面加工后精度和粗糙度要求的前提下，尋求最短進給路線（包括空行程路線和切削路線），減少走刀時間以提高加工效率，盡量減少程序段數(shù)。4．進給路線的確定進給路線是指數(shù)控機床加工過程中，刀具121③對橫截面積小的細長零件或薄壁零件應采用分幾次進給加工的方式，防止切削深度過大，造成切削力過大，工件變形。④刀具的進、退刀點應避免在輪廓處，避免因停刀而在工件表面留下刀痕，也要避免在工件輪廓面上垂直下刀而劃傷工件。（2）進給路線的確定。①最短的切削進給路線。圖3.19所示給出了三種不同的粗車切削進給路線，其中圖3.19（c）所示矩形循環(huán)進給路線最短。②最短的空行程路線。（a）巧用起刀點。③對橫截面積小的細長零件或薄壁零件應采用分幾次進給加工的方122圖3.19粗車切削進給路線示例圖3.20巧用起刀點圖3.19粗車切削進給路線示例圖3.20巧用起刀點123（b）巧設換刀點。（c）合理安排“回零”路線。③大余量毛坯的階梯切削進給路線。圖3.21所示列出了兩種大余量毛坯的階梯切削進給路線。圖3.21（a）所示為錯誤的階梯切削路線，圖3.21（b）所示按l～5的順序切削，每次切削所留余量相等，是正確的階梯切削進給路線。因為在同樣的背吃刀量下，按圖3.21（a）所示加工所剩的余量過多。根據(jù)數(shù)控機床的加工特點，也可不用階梯切削法，改用依次從軸向和徑向進刀，沿著工件毛坯輪廓進給的路線，如圖3.22所示。（b）巧設換刀點。124④零件輪廓精加工的連續(xù)切削進給路線。⑤特殊的進給路線。圖3.21大余量毛坯的階梯切削進給路線④零件輪廓精加工的連續(xù)切削進給路線。圖3.21大余量毛125圖3.22雙向進刀的加工路線圖3.22雙向進刀的加工路線1265．夾具的選擇選擇數(shù)控車床所用的夾具主要考慮以下幾點。（1）盡量采用組合夾具、可調(diào)式夾具及其他通用夾具。（2）當成批量生產(chǎn)時才考慮采用專用夾具，但應力求結構簡單。（3）

工件的加工部位要敞開，夾具上的任何部分都不能影響加工中刀具的正常走刀，不能產(chǎn)生碰撞。（4）夾緊力應力求通過靠近主要支撐點或在支撐點所組成的三角形內(nèi)；應力求靠近切削部位，并在剛性較好的地方；盡量不要在被加工孔的上方，以減小零件變形。（5）裝卸零件要方便、迅速、可靠，以縮短準備時間，有條件時，批量較大的零件應采用氣動或液壓夾具、多工位夾具。

數(shù)控車削加工工藝編程方法課件1276．刀具的選擇。粗車時，要選強度高、壽命長的刀具，以便滿足粗車時大背吃刀量、大進給量的要求。精車時，要選精度高、壽命長的刀具，以保證加工精度的要求。此外，為減少換刀時間和方便對刀，應盡可能采用機夾刀具。夾緊刀片的方式要選擇合理，刀片最好選擇涂層硬質(zhì)合金刀片。7．切削用量的選擇數(shù)控車削加工的切削用量包括：背吃刀量、主軸轉(zhuǎn)速或切削速度（用于恒線速度切削）、進給速度或進給量。6．刀具的選擇。粗車時，要選強度高、壽命長的刀具，以便滿足粗128（1）粗車切削用量的選擇原則。首先考慮選擇一個盡可能大的背吃刀量，其次選擇一個較大的進給量，最后確定一個合適的切削速度，即按照的原則來選取。增大背吃刀量，可使走刀次數(shù)減少，增大進給量有利于斷屑。（2）精車切削用量的選擇原則。精車時，加工精度和表面粗糙度要求較高，加工余量不大且較均勻，因此選擇精車的切削用量時，應著重考慮如何保證加工質(zhì)量，并在此基礎上盡量提高生產(chǎn)率。因此精車時應選用較小（但不能太?。┑谋吵缘读亢瓦M給量，并選用較高的切削速度，即按照的原則來選取，以及切削性能高的刀具材料和合理的刀具幾何參數(shù)。同時應在機床給定的切削用量范圍內(nèi)選取。（1）粗車切削用量的選擇原則。首先考慮選擇一個盡可能大的背吃129提示：編制加工工藝時應注意檢測的問題有如下兩個方面。（1）在加工中，孔、軸、槽、深度和高度等，都可以用專用量具和通用量具直接測量。但是位置尺寸（如多臺階軸間的距離）在加工中就很難用通用量具去測量。這時操作者應會用千分杠桿表和機床手動方式對位置尺寸自檢。（2）對形狀精度的測量，可以通過打表來自檢。唯一不好測量的就是輪廓精度。提示：編制加工工藝時應注意檢測的問題有如下兩個方面。130任務5數(shù)控車削加工方法的選擇1．加工方法的選擇（1）外圓表面加工方法的選擇。外圓表面的主要加工方法是車削和磨削。當表面粗糙度Ra值要求較小時，還要經(jīng)光整加工。表3.4所示為外圓表面的典型加工方案?？筛鶕?jù)加工表面所要求的精度和表面粗糙度，毛坯種類和材料性質(zhì)，零件的結構特點以及生產(chǎn)類型，并結合現(xiàn)場的設備等條件予以選用。任務5數(shù)控車削加工方法的選擇1．加工方法的選擇131表3.4 外圓表面的加工方案序號加工方案經(jīng)濟精度等級表面粗糙度Ra/m適用范圍1粗車IT11～IT1212.5～50適用于淬火鋼以外的各種金屬2粗車→半精車IT93.2～6.33粗車→半精車→精車IT7～IT80.86～1.64粗車→半精車→精車→滾壓（或拋光）IT6～IT70.025～0.25粗車→半精車→磨削IT6～IT70.4～0.8主要用于淬火鋼，也可用于未淬火鋼，但不宜加工有色金屬6粗車→半精車→粗磨→精磨IT5～IT60.1～0.47、8粗車→半精車→粗磨→精磨→超精加工IT50.012～0.19粗車→半精車→粗磨→金剛石車IT5～IT60.025～0.4主要用于要求較高的有色金屬的加工10粗車→半精車→粗磨→精磨→超精磨或鏡面磨IT5以上0.006～0.025極高精度的外圓加工11粗車→半精車→粗磨→精磨→研磨IT5以上0.006～0.1表3.4 外圓表面的加工方案序號加工方案經(jīng)濟精度等132（2）內(nèi)孔表面加工方法的選擇。內(nèi)孔表面加工方法有鉆孔、擴孔、鉸孔、鏜孔、拉孔、磨孔和光整加工

表3.5 常用的孔加工方案序號加工方案經(jīng)濟精度等級表面粗糙度Ra/m適用范圍1鉆IT11～IT1212.5加工未淬火鋼及鑄鐵的實心毛坯，也可用于加工有色金屬，孔徑小于15～20mm2鉆→鉸IT91.6～3.23鉆→鉸→精鉸IT7～IT80.8～1.64鉆→擴IT10～IT116.3～12.5同上，但是孔徑大于15～20mm5鉆→擴→鉸IT8～IT91.6～3.26鉆→擴→粗鉸→精鉸IT70.8～1.67鉆→擴→機鉸→手鉸IT6～IT70.2～0.48粗鏜IT11～IT126.3～12.5除淬火鋼外各種材料，毛坯有鑄出孔或鍛出孔9粗鏜→半精鏜IT8～IT91.6～3.210粗鏜→半精鏜→精鏜IT7～IT80.8～1.611粗鏜→半精鏜→精鏜→浮動鏜刀精鏜IT6～IT70.2～0.4（2）內(nèi)孔表面加工方法的選擇。內(nèi)孔表面加工方法有鉆孔、擴孔、133（3）平面加工方法的選擇。平面的主要加工方法有銑削、刨削、車削、磨削和拉削等，精度要求高的平面還需要經(jīng)研磨或刮