編制數(shù)控車削加工工藝卡

編制數(shù)控車削加工工藝路線一、數(shù)控車削加工工藝的制定二、數(shù)控車削加工工藝的內(nèi)容1.分析零件圖在制定車削工藝之前，必須首先對被加工零件的圖樣進(jìn)行分析，分析零件圖的結(jié)果將直接影響到加工程序的編制及加工效果，它主要包括以下內(nèi)容。1.1構(gòu)成零件輪廓的幾何要素由于設(shè)計等各種原因，在圖紙上可能出現(xiàn)加工輪廓的數(shù)據(jù)不充分、尺寸模糊不清及尺寸封閉等缺陷，從而增加編程的難度，有時甚至無法編寫程序。2．尺寸公差要求（常采用“中值”編程）在確定控制零件尺寸精度的加工工藝時，必須分析零件圖樣上的公差要求，從而正確選擇刀具及確定切削用量等。3．形狀和位置公差要求圖樣上給定的形狀和位置公差是保證零件精度的重要要求。4．表面粗糙度要求表面粗糙度是保證零件表面微觀精度的重要要求，也是合理選擇機床、刀具及確定切削用量的重要依據(jù)。下一頁5．材料要求圖樣上給出的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)。6．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)。2.2制定工藝方案1．確定工序與裝夾方式1）工序的劃分（盡量采用工序集中原則）⑴按粗、精加工劃分?jǐn)?shù)控加工要求工序盡可能集中，通常粗、精加工可在一次裝夾下完成。⑵按所用刀具劃分?jǐn)?shù)控車削加工中，為減少換刀次數(shù)，節(jié)省換刀時間，應(yīng)盡量將需用同一把刀加工的加工部位全部完成后，再換另一把刀來加工其他部位。2）工件的裝夾在數(shù)控車床上零件的安裝方式與普通車床相似，在確定裝夾方式時，力求在一次裝夾中應(yīng)盡可能完成大部分甚至全部表面的加工。（力求設(shè)計基準(zhǔn)、工藝基準(zhǔn)和編程原點的統(tǒng)一。）

下一頁上一頁2．進(jìn)給路線的確定刀具刀位點相對于工件的運動軌跡和方向稱為進(jìn)給路線，即刀具從對刀點開始運動起，直至加工結(jié)束所經(jīng)過的路徑，包括切削加工的路徑及刀具切人、切出等切削空行程。下面是數(shù)控車削加工零件時常用的加工路線（介紹G71/G72/G73的進(jìn)給路徑）1）輪廓粗車進(jìn)給路線在確定粗車進(jìn)給路線時，根據(jù)最短切削進(jìn)給路線的原則，同時兼顧工件的剛性和加工工藝性等要求，來選擇確定最合理的進(jìn)給路線。在確定輪廓粗車進(jìn)給路線時，車削圓錐、圓弧是我們常見的車削內(nèi)容，除使用數(shù)控系統(tǒng)的循環(huán)功能以外，還可使用下列方法進(jìn)行：下一頁上一頁⑴車削圓錐的加工路線在數(shù)控車床上車削外圓錐可以分為車削正圓錐和車削倒圓錐兩種情況，而每一種情況又有兩種加工路線。圖4-12所示為車削正圓錐的兩種加工路線。⑵車削圓弧的加工路線在粗加工圓弧時，因其切削余量大，且不均勻，經(jīng)常需要進(jìn)行多刀切削。在切削過程中，可以采用多種不同的方法，現(xiàn)將常用方法介紹如下：1.車錐法粗車圓弧P50。2.車矩形法粗車圓弧在一些不超過1/4圓弧中，當(dāng)圓弧半徑較大時，其切削余量往往較大，此時可采用車矩形法粗車圓弧。下一頁上一頁3.車圓法粗車圓弧前面兩種方法粗車圓弧，所留的加工余量都不能達(dá)到一致，用G02（或G03）指令粗車圓弧，若用一刀就把圓弧加工出來，這樣吃刀量太大，容易打刀。2）空行程進(jìn)給路線⑴合理安排“回零”路線在手工編制較為復(fù)雜輪廓零件的加工程序時，為簡化其計算過程⑵巧用起刀點和換刀點圖4-17a為采用矩形循環(huán)方式粗車的一般情況。3）輪廓精車進(jìn)給路線在安排輪廓精車進(jìn)給路線時，應(yīng)妥善考慮刀具的進(jìn)、退刀位置，避免在輪廓中安排切入和切出。下一頁上一頁4）加工順序的安排加工路線的確定，還應(yīng)遵循零件車削加工順序的一般原則，具體如下：P48⑴先粗后精的原則⑵先近后遠(yuǎn)的原則⑶先內(nèi)后外、內(nèi)外交叉的原則3．切削用量的選擇切削用量（αp、v、?）選擇是否合理，對于能否充分發(fā)揮數(shù)控車床的潛力與刀具的切削性能，實現(xiàn)優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、降低成本和安全操作具有很重要的作用。切削用量的選擇，都應(yīng)在機床說明書給定的允許范圍內(nèi)選擇，并應(yīng)考慮機床工藝系統(tǒng)的剛性和機床功率的大小。粗車時，首先應(yīng)選擇一個盡可能大的背吃刀量，其次選擇較大的進(jìn)給量，最后確定一個合理的切削速度。精車時，應(yīng)選用較小的背吃刀量和進(jìn)給量，選用合理的較高切削速度。下一頁上一頁①當(dāng)工件的質(zhì)量要求能夠得到保證時，為提高生產(chǎn)效率，可選擇較高的進(jìn)給量，粗加工時，進(jìn)給量可選擇得高些。②在精加工、切斷或加工深孔時，宜選擇較低的進(jìn)給量，尤其當(dāng)加工精度、表面粗糙度要求較高時，進(jìn)給量應(yīng)選得更小一些。③刀具空行程，特別是遠(yuǎn)距離“回零”時，可以設(shè)定盡量高的進(jìn)給量。④進(jìn)給量應(yīng)與主軸轉(zhuǎn)速和背吃刀量相適應(yīng)。4．刀具的選擇在數(shù)控加工過程中，刀具選擇是否合理，不僅影響機床的加工效率，而且直接影響工件的加工質(zhì)量。1）焊接式車刀焊接式車刀是將硬質(zhì)合金刀片用焊接的方法固定在刀體上，形成一個整體。2）機械夾固式可轉(zhuǎn)位車刀機械夾固式可轉(zhuǎn)位車刀是已經(jīng)實現(xiàn)機械加工標(biāo)準(zhǔn)化、系列化的車刀。3）車刀的類型及選擇數(shù)控車削常用車刀一般有尖形車刀、圓弧形車刀和成型車刀三類。⑴尖形車刀

下一頁上一頁⑵圓弧形車刀圓弧形車刀的切削刃是以一圓度誤差或輪廓誤差很小的圓弧，該圓弧上每一點都是圓弧形車刀的刀尖，其刀位點不在圓弧上，而在該圓弧的圓心上（如圖4-22）。⑶成型車刀成型車刀俗稱樣板車刀，其加工零件的輪廓形狀完全由車刀刀刃的形狀和尺寸決定。數(shù)控車削加工中，常見的成型車刀有小半徑圓弧車刀、非矩形切槽刀和螺紋車刀等。返回上一頁

二、數(shù)控車削加工工藝的內(nèi)容1.分析被加工零件的圖樣，明確加工內(nèi)容及技術(shù)要求2.確定零件的加工方案，制定數(shù)控加工工藝路線。如劃分工序、安排加工順序等3.加工工序的設(shè)計。如選取零件的定位基準(zhǔn)、裝夾方案的確定、刀具的選擇等。4.數(shù)控加工程序的調(diào)整。如選取對刀點和換刀點、確定刀具補償及加工路線

1..數(shù)控車削加工工藝分析舉例軸類零件數(shù)控車削工藝分析實例一

典型軸類零件如圖3-2所示，零件材料為45鋼，無熱處理和硬度要求，試對該零件進(jìn)行數(shù)控車削工藝分析。圖3-

2典型軸類零件

（1）零件圖工藝分析該零件表面由圓柱、圓錐、順圓弧、逆圓弧及螺紋等表面組成。其中多個直徑尺寸有較嚴(yán)的尺寸精度和表面粗糙度等要求；球面Sφ50㎜的尺寸公差還兼有控制該球面形狀（線輪廓）誤差的作用。尺寸標(biāo)注完整，輪廓描述清楚。零件材料為45鋼，無熱處理和硬度要求。

通過上述分析，可采用以下幾點工藝措施。①對圖樣上給定的幾個精度要求較高的尺寸，因其公差數(shù)值較小，故編程時不必取平均值，而全部取其基本尺寸即可。②在輪廓曲線上，有三處為圓弧，其中兩處為既過象限又改變進(jìn)給方向的輪廓曲線，因此在加工時應(yīng)進(jìn)行機械間隙補償，以保證輪廓曲線的準(zhǔn)確性。③為便于裝夾，坯件左端應(yīng)預(yù)先車出夾持部分（雙點畫線部分），右端面也應(yīng)先粗車出并鉆好中心孔。毛坯選φ60㎜棒料。

（2）選擇設(shè)備

根據(jù)被加工零件的外形和材料等條件，選用TND360數(shù)控車床。（3）確定零件的定位基準(zhǔn)和裝夾方式

①定位基準(zhǔn)

確定坯料軸線和左端大端面（設(shè)計基準(zhǔn)）為定位基準(zhǔn)。②裝夾方法

左端采用三爪自定心卡盤定心夾緊，右端采用活動頂尖支承的裝夾方式。

（4）確定加工順序及進(jìn)給路線加工順序按由粗到精、由近到遠(yuǎn)（由右到左）的原則確定。即先從右到左進(jìn)行粗車（留0.25㎜精車余量），然后從右到左進(jìn)行精車，最后車削螺紋。TND360數(shù)控車床具有粗車循環(huán)和車螺紋循環(huán)功能，只要正確使用編程指令，機床數(shù)控系統(tǒng)就會自動確定其進(jìn)給路線，因此，該零件的粗車循環(huán)和車螺紋循環(huán)不需要人為確定其進(jìn)給路線（但精車的進(jìn)給路線需要人為確定）。該零件從右到左沿零件表面輪廓精車進(jìn)給，如圖3-3所示。圖3-3

精車輪廓進(jìn)給路線

（5）刀具選擇①選用φ5㎜中心鉆鉆削中心孔。②粗車及平端面選用900硬質(zhì)合金右偏刀，為防止副后刀面與工件輪廓干涉（可用作圖法檢驗），副偏角不宜太小，選κ=350。③精車選用900硬質(zhì)合金右偏刀，車螺紋選用硬質(zhì)合金600外螺紋車刀，刀尖圓弧半徑應(yīng)小于輪廓最小圓角半徑，取ε=0.15～0.2㎜。將所選定的刀具參數(shù)填入數(shù)控加工刀具卡片中，見表3-1，以便編程和操作管理。

產(chǎn)品名稱或代號×××零件名稱典型軸零件圖號×××序號刀具號刀具規(guī)格名稱數(shù)量加工表面?zhèn)渥?T01φ5中心鉆1鉆φ5mm中心孔

2T02硬質(zhì)合金900外圓車刀1車端面及粗車輪廓右偏刀2T03硬質(zhì)合金900外圓車刀1精車輪廓右偏刀3T04硬質(zhì)合金600外螺紋車刀1車螺紋

編制×××審核×××批準(zhǔn)×××共

頁第

頁

表3-1數(shù)控加工刀具卡片

（6）切削用量選擇

①背吃刀量的選擇輪廓粗車循環(huán)時選ap=3㎜，精車ap=0.25㎜；螺紋粗車時選ap=0.4㎜，逐刀減少，精車ap=0.1㎜。②主軸轉(zhuǎn)速的選擇車直線和圓弧時，粗車切削速度vc=90m/min、精車切削速度vc=120m/min，然后利用公式vc=πdn/1000計算主軸轉(zhuǎn)速n（粗車直徑D=60㎜，精車工件直徑取平均值）：粗車500r/min、精車1200r/min。車螺紋時，主軸轉(zhuǎn)速n=320r/min.

③進(jìn)給速度的選擇粗車每轉(zhuǎn)進(jìn)給量為0.4㎜/r，精車每轉(zhuǎn)進(jìn)給量為0.15㎜/r，最后根據(jù)公式vf=nf，計算粗車、精車進(jìn)給速度分別為200㎜/min和180㎜/min。綜合前面分析的各項內(nèi)容，并將其填入表3-2所示的數(shù)控加工工藝卡片。此表是編制加工程序的主要依據(jù)和操作人員配合數(shù)控程序進(jìn)行數(shù)控加工的指導(dǎo)性文件。主要內(nèi)容包括：工步順序、工步內(nèi)容、各工步所用的刀具及切削用量等。

表3-2典型軸類零件數(shù)控加工工藝卡片單位名稱×××產(chǎn)品名稱或代號零件名稱零件圖號×××典型軸×××工序號程序編號夾具名稱使用設(shè)備車間001×××三爪卡盤和活動頂尖TND360數(shù)控車床數(shù)控中心工步號工步內(nèi)容刀具號刀具規(guī)格/mm主軸轉(zhuǎn)速r/min進(jìn)給速度mm/min背吃刀量/mm