數(shù)控切削加工工藝設計

5.3、數(shù)控編程的內(nèi)容與步驟工藝制定得是否合理，對程序編制、機床加工效率和零件加工精度等都有重要的影響。工藝分析和制定過程：

零件圖紙工藝分析

確定裝夾方案

確定工序方案

確定工步順序

確定進給路線

確定所用刀具

確定切削參數(shù)

填寫工藝文件

分析零件的幾何要素：首先從零件圖的分析中,了解工件的外形、結構，工件上須加工的部位及其形狀、尺寸精度、和表面粗糙度；了解各加工部位之間的相對位置和尺寸精度；了解工件材料及其它技術要求。從中找出工件經(jīng)加工后，必須達到的主要加工尺寸和重要位置尺寸精度。分析了解工件的工藝基準：包括其外形尺寸、在工件上的位置、結構及其他部位的相對關系等。對于復雜工件或較難辨工藝基準的零件圖，尚需詳細分析有關裝配圖，了解該零件的裝配使用要求，找準工件的工藝基準。

了解工件的加工數(shù)量：不同的加工數(shù)量所采用的工藝方案也不同。5.3分析零件圖

制訂工藝方案

研究制定工藝方案的前提是：熟悉本廠機床設備條件，把加工任務指定給最適宜的工種，盡可能發(fā)揮機床的加工特長與使用效率。并按照分析上述零件圖所了解的加工要求，合理安排加工順序。一、安排加工順序的一般方法（1）安排工件上基準部位的輔助加工及其他準備工序。（2）安排工件工藝基準面的加工工序。二、根據(jù)工件的加工批量大小，確定加工工序的集中與分散：三、充分估計加工中會出現(xiàn)的問題，有針對性地予以解決。例如：對于薄壁工件要解決裝夾變形和車削震動的問題。對有角度位置的工件要解決角度定位問題。對于偏心工件要解決偏心夾具或裝夾問題。選擇加工內(nèi)容一般可按下列順序考慮：優(yōu)先選擇普通車床無法加工的內(nèi)容。重點選擇普通車床加工困難、指令難以保證的內(nèi)容。選擇普通車床加工效率低、工人手工操作勞動強度大的內(nèi)容。加工內(nèi)容的確定數(shù)控車削的工藝分析

選擇數(shù)控車床重點考慮：機床類型機床規(guī)格機床精度主軸電動機功率及進給驅動力數(shù)控車床的選擇數(shù)控車削的工藝分析

工序的劃分原則：工序集中批量生產(chǎn)中工序的劃分方法：按粗、精加工劃分按所用刀具劃分工序的確定數(shù)控車削的工藝分析

常用的裝夾方式三爪自定心卡盤裝夾兩頂尖之間裝夾卡盤和頂尖裝夾雙三爪定心卡盤裝夾裝夾方式的確定確定走刀路線的一般原則是：保證零件的加工精度和表面粗糙度要求?？s短走刀路線，減少進退刀時間和其他輔助時間。方便數(shù)值計算，減少編程工作量。盡量減少程序段數(shù)。走刀路線的確定數(shù)控車削的工藝分析

數(shù)控車削的工藝分析

走刀路線的確定車圓錐的加工路線分析

數(shù)控車床上車外圓錐，假設圓錐大徑為D，小徑為d，錐長為L，車圓錐的加工路線如圖所示。按圖a中的階梯切削路線，二刀粗車，最后一刀精車；二刀粗車的終刀距S要作精確的計算，可有相似三角形得：D-d2L＝D-d2S-apD-d2L（＝D-d2S-ap）

此種加工路線，粗車時，刀具背吃刀量相同，但精車時，背吃刀量不同；同時刀具切削運動的路線最短。數(shù)控車削的工藝分析

車圓錐的加工路線分析走刀路線的確定

按圖b的相似斜線切削路線，也需計算粗車時終刀距S，同樣由相似三角形可計算得出。按此種加工路線，刀具切削運動的距離較短。

按圖c的斜線加工路線，只需確定每次背吃刀量ap，而不需計算終刀距，編程方便。但在每次切削中背吃刀量是變化的，且刀具切削運動的路線較長。數(shù)控車削的工藝分析

走刀路線的確定車圓弧的加工路線分析

應用G02（或G03）指令車圓弧，若用一刀就把圓弧加工出來，這樣吃刀量太大，容易打刀。所以，實際車圓弧時，需要多刀加工，先將大多余量切除，最后才車得所需圓弧。

右圖為車圓弧的階梯切削路線。即先粗車成階梯，最后一刀精車出圓弧。此方法在確定了每刀吃刀量ap后，須精確計算出粗車的終刀距S，即求圓弧與直線的交點。此方法刀具切削運動距離較短，但數(shù)值計算較繁。數(shù)控車削的工藝分析

走刀路線的確定車圓弧的加工路線分析

右圖為車圓弧的同心圓弧切削路線。即用不同的半徑圓來車削，最后將所需圓弧加工出來。此方法在確定了每次吃刀量aP后，對90°圓弧的起點、終點坐標較易確定，數(shù)值計算簡單，編程方便，常采用。但按圖b加工時，空行程時間較長。

右圖為車圓弧的車錐法切削路線。即先車一個圓錐，再車圓弧。但要注意，車錐時的起點和終點的確定，若確定不好，則可能損壞圓錐表面，也可能將余量留得過大。確定方法如圖所示，連接OC交圓弧于D，過D點作圓弧的切線AB。徑向切入法

側向切入法

一般的螺紋切削；加工螺紋螺距4以下。

用于工件剛性低易振動的場合；用于切削不銹鋼等難加工材料；加工螺紋螺距4以上。數(shù)控車削的工藝分析螺紋切削方式外螺紋右螺紋左螺紋右手刀柄左手刀柄

數(shù)控車削的工藝分析螺紋加工方法內(nèi)螺紋右螺紋左螺紋右手刀柄左手刀柄

螺紋加工方法數(shù)控車削的工藝分析數(shù)控車削的工藝分析螺紋加工進刀次數(shù)及進刀量的選擇應根據(jù)螺距來選擇走刀次數(shù)及進給量，以保證螺紋的精度及質量。數(shù)控車床切削用量的選擇原則是：粗車時，首先應選擇一個盡可能大的背吃刀量ap;其次選擇一個較大的進給量f；最后確定一個合理的切削速度vc。精車時，應選用較小的背吃刀量ap和進給量f;并選用切削性能

高的刀具材料和合理的幾何參數(shù)，以盡可能提高切削速度vc。切削用量的選擇數(shù)控車削的工藝分析

進給量切削速度(V)背吃刀量ap數(shù)控車削的工藝分析切削用量的確定vc(m/min)：切削速度

π(3.14)：圓周率

D1(mm)：刀具直徑

n(min-1)：主軸轉速

※用1000去除，為將mm換算成mvf(mm/min)：主軸（Z軸）進給速度

fr(mm/rev)：每轉進給量

n(min-1)：主軸轉速

主軸每分鐘進給量(vf)

切削速度(vc)

(例題)

主軸轉速2000min-1、車削直徑?50，求此時的切削速度？答）

π=3.14、D=125、n=2000代入公式V=(π×D×n)÷1000=(3.14×50×2000)÷1000

=314(m/min)

切削速度為314m/min刀具的選擇數(shù)控車削的工藝分析

根據(jù)與刀體的連接方式不同分：焊接式車刀機械夾固式車刀可轉位車刀刀具的選擇數(shù)控車削的工藝分析

按車刀的類型分：尖形車刀圓弧形車刀成型車刀數(shù)控車削的工藝分析

一、軸類零件的數(shù)控車削工藝典型數(shù)控車削零件的工藝分析

圖示是模具芯軸的零件簡圖。零件的徑向尺寸公差為±0.01mm，角度公差為±0.1°，材料為45鋼。毛坯尺寸為φ66mm×100mm，批量

30件。數(shù)控車削的工藝分析

一、軸類零件的數(shù)控車削工藝典型數(shù)控車削零件的工藝分析

經(jīng)過分析可制定加工方案如下：

工序1：用三爪卡盤夾緊工件一端，加工φ64×38柱面并調頭打中心孔。

工序2：用三爪卡盤夾緊工件φ64一端，另一端用頂尖頂住。加工φ64×62柱面，如圖所示。

工序3：①鉆螺紋底孔；②精車φ20表面，加工14°錐面及背端面；③攻螺紋，如圖所示。數(shù)控車削的工藝分析

一、軸類零件的數(shù)控車削工藝典型數(shù)控車削零件的工藝分析

工序4加工SR19.4圓弧面、φ26圓柱面、角15°錐面和角15°倒錐面，裝夾方式如圖所示。工序4的加工過程如下：l）先用復合循環(huán)若干次一層層加工，逐漸靠近由E—F—C—H—I等基點組成的回轉面。后兩次循環(huán)的走刀路線都與B—C一D—E—F—C—H—I—B相似。完成粗加工后，精加工的走刀路線是B—C—D—E—F—G—H—I一B，如圖所示。2）再加工出最后一個15°的倒錐面，如圖所示。二、軸套類零件數(shù)控車削加工工藝數(shù)控車削的工藝分析

典型數(shù)控車削零件的工藝分析

1．零件圖工藝分析

該零件為軸承套。表面由內(nèi)外圓柱面、內(nèi)圓錐面、順圓弧、逆圓弧及外螺紋等表面組成，其中多個直徑尺寸與軸向尺寸有較高的尺寸精度和表面粗糙度要求。零件圖尺寸標注完整，符合數(shù)控加工尺寸標注要求；輪廓描述清楚完整；零件材料為45鋼，切削加工性能較好，無熱處理和硬度要求。通過上述分析，采取以下幾點工藝措施：

（1）零件圖樣上帶公差的尺寸，因公差值較小，故編程時不必取其平均值，而取基本尺寸即可。（2）左、右端面均為多個尺寸的設計基準，相應工序加工前，應該先將左、右端面車出來。數(shù)控車削的工藝分析

二、軸套類零件數(shù)控車削加工工藝典型數(shù)控車削零件的工藝分析

2．確定裝夾方案：

內(nèi)孔加工時以外圓定位，用三爪自動定心卡盤夾緊。加工外輪廓時，為保證一次安裝加工出全部外輪廓，需要設一圓錐心軸裝置，用三爪卡盤夾持心軸左端，心軸右端留有中心孔并用尾座頂尖頂緊以提高工藝系統(tǒng)的剛性。

數(shù)控車削的工藝分析

二、軸套類零件數(shù)控車削加工工藝典型數(shù)控車削零件的工藝分析

3．確定加工順序及走刀路線：

加工順序的確定按由內(nèi)到外、由粗到精、由近到遠的原則確定，在一次裝夾中盡可能加工出較多的工件表面。結合本零件的結構特征，可先加工內(nèi)孔各表面，然后加工外輪廓表面。由于該零件為單件小批量生產(chǎn)，走刀路線設計不必考慮最短進給路線或最短空行程路線，外輪廓表面車削走刀路線可沿零件輪廓順序進行。

數(shù)控車削的工藝分析

二、軸套類零件數(shù)控車削加工工藝典型數(shù)控車削零件的工藝分析

4．刀具選擇：

將所選定的刀具參數(shù)填入表軸承套數(shù)控加工刀具卡片中，以便于編程和操作管理。產(chǎn)品名稱或代號

零件名稱

軸承套

零件圖號

Lathe-01

序號刀具號刀具規(guī)格名稱

數(shù)量

加工表面

刀尖半徑mm

備注1T0145°硬質合金端面車刀

1車端面

0.5

25×252T02φ5中心鉆

1鉆φ5mm中心孔

3T03φ26mm鉆頭

1鉆底孔

4T04鏜刀

1鏜內(nèi)孔各表面

0.4

20×205T0593°右手偏刀

1自右至左車外表面

0.2

25×25

6T0693°左手偏刀

1自左至右車外表面

7T0760°外螺紋車刀

1車M45螺紋

軸承套數(shù)控加工刀具卡片

5．切削