《數(shù)控編程與加工技術（第2版）》 課件 模塊1數(shù)控車床編程與加工技術1-2 數(shù)控車削加工工藝

模塊1數(shù)控車床編程與加工技術項目1.2

數(shù)控車削加工工藝1.2.1數(shù)控加工工藝過程1.2.2零件圖樣的工藝分析1.2.3數(shù)控車削加工路線的確定1.2.4數(shù)控車削加工順序的確定1.2.5數(shù)控車削刀具的類型及其選用1.2.6工件的裝夾與找正1.2.7對刀點、換刀點和刀位點的確定1.2.8數(shù)控車床切削用量的確定1.2.9數(shù)控加工的特點1.2.10數(shù)控加工工藝過程的特點1.2.11數(shù)控加工的應用范圍1.2.12數(shù)控加工工序劃分的原則項目1.2

數(shù)控車削加工工藝（1）分析圖樣，確定加工方案（2）工件的定位與裝夾（3）刀具的選擇與安裝（4）編制數(shù)控加工程序（5）試切削、試運行并校驗數(shù)控加工程序（6）數(shù)控加工（7）工件的驗收與質(zhì)量誤差分析1.2.1數(shù)控加工工藝過程項目1.2

數(shù)控車削加工工藝（1）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。（2）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。（3）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。1.2.2零件圖樣的工藝分析項目1.2

數(shù)控車削加工工藝1.2.3數(shù)控車削加工路線的確定1.數(shù)控車削加工路線確定原則1）加工路線應能保證零件的加工精度和表面粗糙度要求，效率較高。2）縮短走刀路線，減少進退刀時間和其他輔助時間。3）方便數(shù)值計算，減少編程工作量。4）盡量減少程序段數(shù)。5）加工路線還應根據(jù)工件的加工余量和機床、刀具的剛度等具體情況確定。項目1.2

數(shù)控車削加工工藝2.走刀路線的確定1）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。2）確定退刀路線考慮退刀路線的原則：一是確保安全性，即在退刀過程中不與工件發(fā)生碰撞；二是考慮走刀路線最短，縮短空行程，提高生產(chǎn)效率?？s短走刀路線，減少進退刀時間和其他輔助時間。項目1.2

數(shù)控車削加工工藝1.2.4數(shù)控車削加工順序的確定加工順序一般按基準面先行、先粗后精、先主后次、先近后遠、內(nèi)外交叉的原則確定?；鶞拭嫦刃芯褪怯米骶鶞实谋砻鎽獌?yōu)先加工出來，因為定位基準的表面越精確，裝夾誤差就越小。先粗后精就是按照粗加工半精加工精加工的順序，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、裝配基面，從而能及早發(fā)現(xiàn)毛坯中主要表面可能出現(xiàn)的缺陷。次要表面可穿插進行，放在主要加工表面加工到一定程度后，最終精加工之前進行。項目1.2

數(shù)控車削加工工藝先近后遠就是先加工距離對刀點近的部位，后加工距離對刀點遠的部位，以便縮短刀具移動距離，減少空行程時間。內(nèi)外交叉就是加工既有內(nèi)表面（內(nèi)型腔）又有外表面需要加工的零件時，應先進行內(nèi)外表面粗加工，后進行內(nèi)外表面精加工。項目1.2

數(shù)控車削加工工藝1.2.5數(shù)控車床刀具的類型及其選用1.車刀的類型（1）按車刀結構分類車刀可分為整體式、焊接式及機械夾緊（機夾）式三大類。項目1.2

數(shù)控車削加工工藝（2）按加工部位和用途分類車刀可分為外圓車刀、內(nèi)孔車刀、螺紋車刀、切斷（槽）車刀等。項目1.2

數(shù)控車削加工工藝（3）按刀尖形狀分類車刀可分為尖形車刀、圓弧形車刀、成形車刀等。項目1.2

數(shù)控車削加工工藝2.機夾轉位式車刀刀片形狀的選擇項目1.2

數(shù)控車削加工工藝3.機夾可轉位車刀的選擇在實際生產(chǎn)中，數(shù)控車刀主要根據(jù)數(shù)控車床回轉刀架的刀具安裝尺寸、工件材料、加工類型、加工要求及加工條件從刀具樣本中查表確定，其步驟大致如下：1）確定工件材料和加工類型（外圓、孔或螺紋）。2）根據(jù)粗、精加工要求和加工條件確定刀片的牌號和幾何槽形。3）根據(jù)刀架尺寸、刀片類型和尺寸選擇刀桿。項目1.2

數(shù)控車削加工工藝4.刀具的安裝1）安裝前保證刀桿及刀片定位面清潔，無損傷。2）將刀桿安裝在刀架上時，應保證刀桿方向正確。3）車刀刀尖應與車床主軸軸線等高。4）車刀刀頭伸出長度一般以刀桿厚度的1.5～2倍為宜。項目1.2

數(shù)控車削加工工藝1.2.6工件的裝夾與找正1.在三爪自定心卡盤上安裝工件主要用于在數(shù)控車床裝夾加工圓柱形軸類零件和套類零件，適用于裝夾外形規(guī)則的中、小型工件，裝夾大直徑工件時經(jīng)常用反爪裝夾。自定心卡盤一般不需要找正，但裝夾稍長些軸時，要用劃線盤或憑眼力找正，以防工件右端不正。當需要二次裝夾加工同軸度要求較高的工件時，必須對裝夾好的工件進行同軸度的找正。項目1.2

數(shù)控車削加工工藝找正方法：將百分表固定在工作臺面上，觸頭觸壓在圓柱側母線的上方，然后輕輕手動轉動卡盤，根據(jù)百分表的讀數(shù)用銅棒輕敲工件進行調(diào)整，當再次旋轉主軸百分表讀數(shù)不變時，表示工件裝夾表面的軸心線與主軸軸心線重合。應用三爪卡盤裝夾已精加工過的表面時，被夾住的工件表面應包一層銅皮，以免夾傷工件表面。項目1.2

數(shù)控車削加工工藝2.在四爪單動卡盤上安裝工件四爪單動卡盤的夾緊力較大，適用于裝夾大型或形狀不規(guī)則的工件。裝夾直徑較大的工件時，可采用反爪裝夾或正爪反撐。由于四爪單動卡盤的四個卡爪各自獨立運動，因此裝夾工件時必須將加工部分的旋轉中心找正到車床主軸旋轉中心重合后才可車削，找正包括外圓找正和端面找正。找正的方法是用手轉動卡盤，用劃針或百分表測出工件的外圓與端面的間隙并進行調(diào)整。項目1.2

數(shù)控車削加工工藝3.在兩頂尖間裝夾對于長度較長或必須經(jīng)過多次裝夾加工的軸類零件，或工序較多，車削后還要銑削和磨削的軸類零件，應采用兩頂尖裝夾，以保證每次裝夾時的裝夾精度。4.用一夾一頂?shù)姆椒ㄑb夾工件在車削較重的長軸時，常采用一夾一頂?shù)难b夾方法，即卡盤夾持一端，另一端用尾座上頂尖定位。該裝夾方法剛性好，軸間定位準確，比較安全，能承受較大的軸向切削力。采用這種裝夾方法時，為了防止工件軸向位移，必須在卡盤內(nèi)裝一限位支撐。項目1.2

數(shù)控車削加工工藝1.2.7對刀點、換刀點及刀位點的確定1.對刀點對刀點是指在數(shù)控車床上加工零件時，刀具相對于零件運動的起點，又稱為“程序起點”或“起刀點”。確定對刀點時應注意以下原則：1）盡量與零件的設計基準或工藝基準一致。2）便于用常規(guī)量具的車床上進行找正。3）該點的對刀誤差應較小，或可能引起的加工誤差為最小。4）盡量使加工程序中的引入或返回路線短，并便于換刀。項目1.2

數(shù)控車削加工工藝2.換刀點換刀點是指刀架轉位換刀的位置。換刀點應設在零件或夾具的外部，以刀架轉位時不碰工件、夾具和機床為準。3.刀位點刀位點時指在加工程序編制中，用以表示刀具位置的點。每把刀的刀位點在整個加工中只能有一個位置。項目1.2

數(shù)控車削加工工藝項目1.2

數(shù)控車削加工工藝1.2.8數(shù)控車床切削用量的確定1.切削用量的選擇原則合理選擇切削用量，就是在保證加工質(zhì)量和刀具壽命的前提下，充分發(fā)揮機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應選取盡可能大的背吃刀量ap；然后根據(jù)機床動力和剛性等限制條件，選取盡可能大的進給量f；最后根據(jù)刀具壽命，確定最佳切削速度n。（2）精加工切削用量精加工時，首先根據(jù)粗加工后的余量確定背吃刀量ap；然后根據(jù)已加工表面的粗糙度要求，選取較小的進給量f；最后在保證刀具壽命的前提下，選取盡可能高的切削速度n。項目1.2

數(shù)控車削加工工藝2.切削用量的選擇方法（1）背吃刀量ap的確定粗加工時，在工藝系統(tǒng)剛度和機床功率允許的情況下，盡可能選取較大的背吃刀量ap，以減少走刀次數(shù)，提高生產(chǎn)率。當零件精度要求較高時，通常留有0.2～0.5mm的精加工余量，可一次切除，以保證加工精度及表面質(zhì)量。（2）進給量f的確定粗加工時，根據(jù)工件材料、刀桿尺寸、工件直徑及已確定的背吃刀量ap大小來選擇。精加工或半精加工時，應按表面粗糙度要求，根據(jù)工件材料、刀尖圓弧半徑等來選擇進給量f。（3）主軸轉速n的確定主軸轉速n應根據(jù)已選定的背吃刀量ap、進給量f及刀具耐用度來確定。項目1.2

數(shù)控車削加工工藝1.2.9數(shù)控加工的特點1.數(shù)控加工的優(yōu)點（1）加工精度高，質(zhì)量穩(wěn)定（2）生產(chǎn)效率高（3）生產(chǎn)柔性大（4）能實現(xiàn)復雜的運動（5）自動化程度高，可減輕勞動負擔、改善勞動條件（6）便于實現(xiàn)計算機輔助制造項目1.2

數(shù)控車削加工工藝2.數(shù)控加工的缺點（1）加工成本一般較高（2）適宜于多品種中、小批量生產(chǎn)（3）加工中難以調(diào)整項目1.2

數(shù)控車削加工工藝（1）數(shù)控加工工藝內(nèi)容具體、詳細（2）數(shù)控加工工藝嚴密、精確（3）零件圖形的數(shù)學處理和編程尺寸設定值的計算（4）考慮進給速度對零件形狀精度的影響（5）強調(diào)刀具選擇的重要性（6）數(shù)控加工采用工序集中，其工序內(nèi)容比普通機床加工的工序內(nèi)容復雜（7）注意干涉問題（8）程序的編寫、校驗與修改1.2.10數(shù)控加工工藝過程的特點項目1.2

數(shù)控車削加工工藝1.2.11數(shù)控加工的應用范圍1.最適應類1）形狀復雜，加工精度高的零件。2）用數(shù)學模型描述的復雜曲線或曲面輪廓零件。3）具有難測量、難控制進給、難控制尺寸的殼體或盒形零件。4）必須在一次裝夾中合并完成銑、鏜、锪、鉸或攻螺紋的零件。2.較適應類1）一旦質(zhì)量失控會造成重大經(jīng)濟損失的零件。2）在通用機床上加工必須制造復雜的專用工裝的零件。3）需要多次更改設計后才能定型的零件。4）在通用機床上加工需要作長時間調(diào)整的零件。項目1.2

數(shù)控車削加工工藝3.不適應類1）生產(chǎn)批量大的零件（不排除其中個別工序用數(shù)控機床加工）。2）裝夾困難或完全靠找正來保證加工精度的零件。3）加工余量很不穩(wěn)定的零件。4）必須用特