數(shù)控車削加工工藝分析PowerPointPresen

數(shù)控車削加工工藝分析-PowerPointPresen2024/3/30數(shù)控車削加工工藝分析PowerPointPresen數(shù)控車加工工藝范圍

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（1）輪廓形狀特別復(fù)雜或難于控制尺寸的回轉(zhuǎn)體零件數(shù)控車較適合車削普通車床難于實現(xiàn)的由任意直線和平面曲線（圓弧和非圓曲線類）組成的形狀復(fù)雜的回轉(zhuǎn)體零件，斜線和圓弧均可直接由插補功能實現(xiàn)，非圓曲線可用數(shù)學(xué)手段轉(zhuǎn)化為小段直線或小段圓弧后作插補加工得到。對于一些具有封閉內(nèi)成型面的殼體零件，如“口小肚大”的孔腔，在普通車床上是無法加工的，而在數(shù)控車床上則很容易加工出來。數(shù)控車削加工工藝分析PowerPointPresen數(shù)控車加工的工藝范圍

（2）精度要求高的回轉(zhuǎn)體零件數(shù)控車床系統(tǒng)的控制分辨率一般為0.01~0.001mm。在特種精密數(shù)控車床上，還可加工出幾何輪廓精度達0.0001mm、表面粗糙度Ra達0.02μm的超精零件（如復(fù)印機中的回轉(zhuǎn)鼓及激光打印機上的多面反射體等），數(shù)控車床通過恒線速度切削功能，可加工表面精度要求高的各種變徑表面類零件。數(shù)控車削加工工藝分析PowerPointPresen數(shù)控車加工的工藝范圍

（3）帶特殊螺紋的回轉(zhuǎn)體零件普通車床只能車等導(dǎo)程的直、錐面公英制螺紋，而且一臺車床只能限定加工若干種導(dǎo)程的螺紋。數(shù)控車床則還能車削變導(dǎo)程的螺紋、高精度的模數(shù)螺旋零件（如蝸桿）及端面盤形螺旋零件等。由于數(shù)控車床進行螺紋加工不需要掛輪系統(tǒng)，因此對任意導(dǎo)程的螺紋均不受限制，且其加工多頭螺紋比普通車床要方便得多。

數(shù)控車削加工工藝分析PowerPointPresen數(shù)控車加工尺寸范圍

車削零件的尺寸范圍指的是加工零件的有效車削直徑和有效切削長度，而不是車床標(biāo)牌中標(biāo)明的車削直徑和加工長度。車床標(biāo)牌中車削直徑是指主軸軸線（回轉(zhuǎn)中心）到拖板導(dǎo)軌距離的兩倍；加工長度是指主軸卡盤到尾座頂尖的最大裝卡長度。但實際加工時往往不能真正達到上述尺寸，車床的實際加工范圍常受車床結(jié)構(gòu)（刀架位置、刀盤大?。┖图庸r所用刀具種類（鏜刀類或內(nèi)外圓車刀）等因素影響。數(shù)控車削加工工藝分析PowerPointPresen數(shù)控車加工尺寸范圍

有效車削直徑后置式刀盤機床，以刀具安裝孔軸線與主軸軸線重合（軸端鉆孔）時為X=0刀盤+X最大移動距離為180mm，-X向最大移動距離為=80mm行程范圍260mm安裝外圓車刀時刀桿探出長度一般為刀桿厚度的1~1.5倍，若TL為55mm則外圓車刀的有效移動范圍為180-55=125mm，能加工軸類零件的最大有效直徑約為250mm。數(shù)控車削加工工藝分析PowerPointPresen數(shù)控車加工尺寸范圍

有效車削直徑套類零件鏜孔時，如圖（b）所示，當(dāng)?shù)毒哒b時，若刀尖距安裝孔軸線的距離TL為20，則最大有效鏜孔直徑為Dmax=2*（180+20）=400mm。由于刀盤通常按偶數(shù)個刀位設(shè)計，如果將刀具背裝到對面180o的位置，如圖（c）所示，利用刀盤直徑，可擴大軸套和輪盤類零件的有效加工直徑，即大于機床提供的最大切削直徑400mm。數(shù)控車削加工工藝分析PowerPointPresen數(shù)控車加工尺寸范圍

有效切削長度

外圓加工時有效切削長度主要受Z向行程極限的制約，而內(nèi)孔加工時，為確保刀具的退出，其有效切削長度大約為Z向行程范圍的1/2

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數(shù)控車削加工零件工藝性分析包括：零件結(jié)構(gòu)形狀的合理性幾何圖素關(guān)系的確定性精度及技術(shù)要求的可實現(xiàn)性工件材料的可切削性能等

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結(jié)構(gòu)形狀和幾何關(guān)系

數(shù)控車削加工工藝分析PowerPointPresen工藝分析--精度及技術(shù)要求1）．尺寸公差要求對尺寸公差要求較高時，若采用一般車削工藝達不到精度要求時，可采取其他措施（如磨削）彌補，并注意給后續(xù)工序留有余量。一般來說，粗車的尺寸公差等級為IT12~IT11，半精車為IT10~IT9，精車為IT8~IT7（外圓精度可達IT6）。2）．形狀和位置公差要求在工藝準(zhǔn)備過程中，按其要求確定零件的定位基準(zhǔn)和檢測基準(zhǔn)，并滿足其設(shè)計基準(zhǔn)的規(guī)定。例如，對有較高位置精度要求的表面，應(yīng)在一次裝夾下完成這些表面的加工。3）．表面粗糙度要求表面粗糙度是合理安排車削工藝、選擇機床、刀具及確定切削用量的重要依據(jù)。例如，對表面粗造度要求較高的表面，應(yīng)選擇剛性好的機床并確定用恒線速度切削。一般地，粗車的表面粗糙度Ra為25μm~12.5μm，半精車Ra為6.3μm~3.2μm，精車Ra為1.6μm~0.8μm（精車有色金屬Ra可達0.8μm~0.4μm）。

數(shù)控車削加工工藝分析PowerPointPresen數(shù)控車加工工藝分析3．材料要求零件毛坯材料及熱處理要求，是選擇刀具（材料、幾何參數(shù)及使用壽命），確定加工工序、切削用量及選擇機床的重要依據(jù)。4．加工數(shù)量零件的加工數(shù)量對工件的裝夾與定位、刀具的選擇、工序的安排及走刀路線的確定等都是不可忽視的參數(shù)。批量生產(chǎn)時，應(yīng)在保證加工質(zhì)量的前提下突出加工效率和加工過程的穩(wěn)定性，其加工工藝涉及的夾具選擇、走刀路線安排、刀具排列位置和使用順序等都要仔細斟酌。單件生產(chǎn)時，要保證一次合格率，特別是復(fù)雜高精度零件，效率退居到次要位置，且單件生產(chǎn)要避免過長的生產(chǎn)準(zhǔn)備時間，盡可能采用通用夾具或簡單夾具、標(biāo)準(zhǔn)機夾刀具或可刃磨焊接刀具，加工順序、工藝方案也應(yīng)靈活安排。

數(shù)控車削加工工藝分析PowerPointPresen切削刀具及其選擇

了解刀具的種類及其構(gòu)造特點、刀具的基本角度及其選用，刀具材料及其適用性。

教學(xué)目的：數(shù)控車削加工工藝分析PowerPointPresen（1）前刀面（Aγ）刀具上切屑流過的表面。（2）主后刀面（Aα）刀具上與過渡表面相對的表面。（3）副后刀面（Aα‘）刀具上與已加工表面相對的表面。（4）主切削刃（S）前刀面與主后刀面的交線，承擔(dān)主要切削工作。（5）副切削刃（S‘）前刀面與副后刀面的交線，它配合主切削刃完成金屬切除工作。（6）刀尖：主切削刃與副切削刃的連接處的一小部分切削刃。通常，刀尖可有修圓和倒角兩種形式。刀刃部分的結(jié)構(gòu)

切削部分由三個刀面、二個切削刃、一個刀尖組成。數(shù)控車削加工工藝分析PowerPointPresen（1）基面：過主切削刃上的一點，垂直于切削速度方向的平面，用Pr表示。（2）切削平面：過主切削刃上的一點，與主切削刃相切并垂直于基面的平面，用Ps表示。（3）正交平面：垂直于主切削刃在基面上投影的平面，又稱主剖面，用Po表示。刀具的幾何角度

切削平面、基面、正交平面（主剖面）在空間相互垂直，構(gòu)成一個空間直角坐標(biāo)系，是車刀幾何角度的測量基準(zhǔn)。數(shù)控車削加工工藝分析PowerPointPresen

在正交面中測量1）前角（g0）：前刀面（Ag）與基面（Pr）的夾角。當(dāng)前刀面與基面的夾角小于90°時，g0為正值；大于90°時，g0為負值，它對刀具切削性能有很大的影響。2）后角（α0）：后刀面（Aα）與切削平面（Ps）間的夾角。當(dāng)后刀面與切削平面的夾角小于90°時，α0為正值；大于90°時，α0為負值。前刀面與后刀面間的夾角β稱為楔角，有β＝90°－（g0

＋α0）

刀具的幾何角度

數(shù)控車削加工工藝分析PowerPointPresen刀具的幾何角度

在基面中測量１）主偏角（Кｒ）：主切削刃在基面上的投影與進給運動方向的夾角。它總為正值。２）副偏角（Кｒ’）：副切削刃在基面上的投影與進給運動相反方向的夾角。主切削刃和副切削刃在基面上的投影的夾角稱為刀尖角εｒεｒ＝１８０－（Кｒ+Кｒ‘）數(shù)控車削加工工藝分析PowerPointPresen刀具的幾何角度

在切削平面中測量刃傾角（ls）：主切削刃（S）與基面（Pr）的夾角。當(dāng)?shù)都鉃樽罡唿c時，

ls為正值；當(dāng)?shù)都鉃樽畹忘c時，ls為負值；當(dāng)主切削刃與基面平行時，ls為零在副正交平面（垂直于副切削刃在基面上投影的平面）內(nèi)測量副后角（α0’）：副后刀面與副切削平面的夾角。副前角（g0’）、副刃傾角（ls‘）：可通過換算得到，故稱派生角度。

車刀的六個基本角度：前角（g0）、后角（α0）、刃傾角（ls）主偏角(Кｒ)、副偏角(Кｒ‘)、副后角(α0’)數(shù)控車削加工工藝分析PowerPointPresen

（1）前角的影響增大前角可使切削變形減小，使切削力、切削溫度降低，也能抑制積屑瘤等現(xiàn)象，提高已加工表面的質(zhì)量。但前角過大，會造成刀具楔角變小，刀頭強度降低，散熱體積變小，切削溫度升高，刀具磨損加劇，刀具耐用度降低。（2）前角的選擇加工塑料材料選大前角，加工脆性材料選小前角；材料的強度、硬度越高，前角越小，甚至為負值。高速鋼刀具強度高、韌性好，可選較大前角；硬質(zhì)合金刀具的硬度高、脆性大，應(yīng)選較小的前角；陶瓷刀具脆性更大，不耐沖擊，前角應(yīng)更小。粗加工、斷續(xù)切削選較小前角；精加工選較大前角。機床功率大、工藝系統(tǒng)剛度高，可選較小前角；機床功率小、工藝系統(tǒng)剛度低，可選較大的前角。

刀具的幾何角度與刃部參數(shù)選擇

數(shù)控車削加工工藝分析PowerPointPresen刀具的幾何角度與刃部參數(shù)選擇

（1）后角的影響后角的大小主要影響后刀面與已加工表面之間的摩擦。增大后角，可減小刀具后刀面的摩擦與磨損，楔角減小，刀刃鋒利。但后角太小會使刀刃強度、散熱能力、刀具耐用度降低。（2）后角的選擇粗加工、強力切削及承受沖擊載荷的刀具要求刀具強固，應(yīng)選小后角；精加工刀具磨損主要發(fā)生在切削刃和后刀面上，選大后角可以提高刀具耐用度和工件的加工表面質(zhì)量。工件材料的塑性好、韌性大，容易產(chǎn)生加工硬化，選大后角可減小摩擦；工件材料的強度或硬度高時，選小后角可保證刀具刃口強度。工藝系統(tǒng)剛度低，切削時容易出現(xiàn)振動，應(yīng)選小后角，以增大后刀面與加工表面的接觸面積，增強刀具的阻尼作用。也可以在后刀面上磨出刃帶或消振棱，以提高工件的加工表面質(zhì)量。數(shù)控車削加工工藝分析PowerPointPresen刀具的幾何角度與刃部參數(shù)選擇

（1）主、副偏角的影響主偏角減小時刀尖角增大、刀尖強度提高、散熱體積增大，同時參加切削的刃長增加，可減小因切入沖擊而造成的刀尖損壞，從而提高刀具的耐用度，還可使已加工表面的表面粗糙度減小。但減小主偏角會使背向力增高，易造成工件或刀桿彎曲變形，影響加工精度。（2）主、副偏角的選擇工藝系統(tǒng)剛度小時，取大的主偏角；加工很硬的材料時，為減小單位切削刃上的負荷，宜取較小的主偏角。切削層面積相同時，主偏角大的切削厚度大，易斷屑。副偏角的作用是減小副切削刃與工件已加工表面間的摩擦。副偏角太大會使工件表面粗糙度增大，太小又會使背向力增大。在不引起振動的前提下取較小的副偏角；工藝系統(tǒng)剛度低時宜取較大的副偏角。

數(shù)控車削加工工藝分析PowerPointPresen刀具的幾何角度與刃部參數(shù)選擇

（1）刃傾角的影響刃傾角的功用是控制切屑流出的方向，增加刀刃的鋒利程度。延長刀刃參加工作的長度，保護刀尖，使切削過程平穩(wěn)。（2）刃傾角的選擇粗加工時應(yīng)選負刃傾角，以提高刃口強度；有沖擊載荷時，為了保證刀尖強度，應(yīng)盡量取較大的刃傾角；精加工時，為保證加工質(zhì)量宜采用正刃傾角，使切屑流向刀桿以免劃傷已加工表面；工藝系統(tǒng)剛度不足時，取正刃傾角以減小背向力；刀具材料、工件材料硬度較高時，取負刃傾角。數(shù)控車削加工工藝分析PowerPointPresen刀具的切削性能

高硬度刀具材料的硬度必須高于被加工工件材料的硬度，以使刀具在高溫、高壓下仍能保持刀具鋒利的幾何形狀。常溫下，刀具材料的硬度都在HRC62以上足夠的強度和韌性刀具切削部分的材料在切削時要承受很大的切削力和沖擊力，因此刀具材料必須要有足夠的強度和韌性，一般用刀具材料的抗彎強度σb表示它的強度大小，用沖擊韌度σk表示其韌性的大小。它們反映刀具材料抵抗脆性斷裂和崩刃的能力高耐磨性和耐熱性刀具材料的耐磨性是指抵抗磨損的能力，一般來說，刀具材料的硬度越高，耐磨性越好；耐熱性通常用材料在高溫下保持較高硬度的性能來衡量，即紅硬性，耐熱性越好，刀具材料在切削過程中抗變形和抗磨損的能力就越強良好的導(dǎo)熱性刀具材料的導(dǎo)熱性用熱導(dǎo)率表示，熱導(dǎo)率大導(dǎo)熱性能好，切削時產(chǎn)生的熱容易傳導(dǎo)出去，從而降低刀具切削部分的溫度，減輕道具的磨損，提高刀具材料耐熱沖擊和抗熱龜裂的能力良好的工藝性刀具材料要有較好的可加工性，包括：鍛壓、焊接、切削加工、熱處理、可磨性等，以方便刀具的制造經(jīng)濟性價格便宜，容易推廣使用，獲得好的效益數(shù)控車削加工工藝分析PowerPointPresen數(shù)控刀具的材料高速鋼

鎢鈷類YG鎢鈦鈷類YT高性能高速鋼普通高速鋼硬質(zhì)合金鎢鈦鉭（鈮）鈷類YW涂層/陶瓷

純氧化鋁類（白色陶瓷）

TiC添加類（黑色陶瓷）

立方碳化硼CNB

聚晶金剛石ND

常用刀具材料

合金鋼加鎢W/鉬Mo/釩V/鉻Cr/鈷Co等,強度高、韌性好、易加工，HRC62~67,Vc<60m/min.用鉬Mo/鎳Ni/鈷Co等將WC/TiC/TaC粘合燒結(jié)而成,耐熱、高硬、但韌性差、加工性差。HRC80,Vc=（4~10）V高速.高硬HRC78

、耐熱,抗彎性差、韌性差，抗沖擊能力差，易崩刃。數(shù)控車削加工工藝分析PowerPointPresen刀具材料選用

高速鋼刀具韌性好，一般做成整體式。普通高速鋼刀具應(yīng)用最廣，大切削量粗加工時常用。但不能加工硬度高材料的工件。高性能高速鋼具有針對性，可加工不銹鋼、高溫合金、鈦合金等難加工材料。硬質(zhì)合金刀具韌性差，抗彎強度低，很少做成整體式，一般為鑲焊或制成刀片形式。K類（YG）用于短切屑黑色、有色金屬、非金屬脆性材料加工，如鑄鐵、青銅等。P類（YT）用于塑性好的長切屑黑色金屬加工。M類（YW）用于長短切屑黑色及有色金屬加工。粗加工：K30~K50、P30~P50、M30~M40半精加工：K15~K25、P15~P25、M15~M25精加工：K01~K10、P01~P10、M05~M10數(shù)控車削加工工藝分析PowerPointPresen刀具材料選用

涂層硬質(zhì)合金刀具視涂層材質(zhì)按相應(yīng)硬質(zhì)合金適用性選用。陶瓷刀片常用于無沖擊振動的連續(xù)高速車削。立方氮化硼用于高硬、高強度難切削的鐵族材料加工，如淬火鋼、冷硬鑄鐵、高溫合金等。金剛石多用于有色金屬及其合金的高速精細加工，如鏡面車削。數(shù)控車削加工工藝分析PowerPo