項(xiàng)目一簡易回轉(zhuǎn)體軸類零件數(shù)控車削加工工藝編制.ppt

1、項(xiàng)目一 簡易回轉(zhuǎn)體軸類零件數(shù)控車削加工工藝編制,漳州職業(yè)技術(shù)學(xué)院機(jī)械系數(shù)控教研室,項(xiàng)目總體能力目標(biāo)：,1會對數(shù)控車削零件圖進(jìn)行數(shù)控車削加工工藝性分析，包括：分析零件圖紙技術(shù)要求，會檢查零件圖的完整性和正確性，會分析零件的結(jié)構(gòu)工藝性； 2會擬定數(shù)控車削加工工藝路線 ，包括：會選擇數(shù)控車削外回轉(zhuǎn)表面、螺紋及端面的加工方法，會劃分加工階段, 會劃分加工工序，會擬定加工走刀路線，會確定加工順序 ；,3會根據(jù)數(shù)控車削加工工藝熟練選用數(shù)控機(jī)夾可轉(zhuǎn)位車刀與中心鉆； 4會識別數(shù)控車刀與帶涂層刀具； 5會根據(jù)數(shù)控車削常用夾具用途來正確選擇夾具，并確定裝夾方案； 6會選擇合適的切削用量與機(jī)床； 7能確定常用螺紋切

2、削的進(jìn)給次數(shù)與背吃刀量； 8會編制簡易回轉(zhuǎn)體軸類零件數(shù)控車削加工工藝文件。,項(xiàng)目總體工作任務(wù)：,1分析簡易回轉(zhuǎn)體軸類零件圖數(shù)控車削加工工藝性； 2擬定簡易回轉(zhuǎn)體軸類零件數(shù)控車削加工工藝路線； 3選擇回轉(zhuǎn)體軸類零件數(shù)控車削加工刀具； 4選擇回轉(zhuǎn)體軸類零件數(shù)控車削加工夾具，確定裝夾方案； 5按簡易回轉(zhuǎn)體軸類零件數(shù)控車削加工工藝選擇合適的切削用量與機(jī)床； 6編制簡易回轉(zhuǎn)體軸類零件數(shù)控車削加工工藝文件。,單元一 數(shù)控車削加工工藝設(shè)計(jì)入門,單元二編制短光軸零件數(shù)控車削加工工藝,單元三編制階梯軸數(shù)控車削加工工藝,單元四編制細(xì)長軸數(shù)控車削加工工藝,單元五編制螺紋數(shù)控車削加工工藝,單元六編制外圓弧曲面零件數(shù)控

3、車削加工工藝,單元能力目標(biāo)： 1能夠檢索數(shù)控加工工藝及數(shù)控車削相關(guān)工藝資料、工藝手冊，從中獲取完成當(dāng)前工作任務(wù)所需要的工藝知識及數(shù)據(jù)； 2能夠識別數(shù)控車削加工工藝領(lǐng)域內(nèi)常用的術(shù)語。 單元工作任務(wù)： 現(xiàn)要完成如圖1-1所示光軸加工案例零件的數(shù)控車削加工，具體設(shè)計(jì)該光軸的數(shù)控加工工藝。 1查閱數(shù)控加工工藝書和工藝手冊，獲取圖1-1所示零件數(shù)控加工工藝數(shù)據(jù)； 2識別數(shù)控車削加工術(shù)語。 單元教學(xué)學(xué)時： 10學(xué)時。,單元一 數(shù)控車削加工工藝設(shè)計(jì)入門,現(xiàn)要完成如圖1-1所示光軸加工案例零件的數(shù)控車削加工，具體設(shè)計(jì)該光軸的數(shù)控加工工藝。,圖1-1光軸,光軸加工案例零件說明:該光軸加工案例零件材料45鋼，生產(chǎn)

4、批量5件，毛坯尺寸為65mm105mm，如何設(shè)計(jì)該光軸的數(shù)控加工工藝？,數(shù)控車削加工工藝設(shè)計(jì)步驟,資料一數(shù)控車削機(jī)床選擇 資料二零件圖紙工藝分析 資料三擬定數(shù)控車削加工工藝路線 資料四 找正裝夾方案及夾具選擇 資料五 刀具選擇 資料六 切削用量選擇 資料七 填寫數(shù)控加工工序卡和刀具卡,完成工作任務(wù)需查閱的背景知識,資料一 數(shù)控車削機(jī)床選擇,數(shù)控車床的分類 1按主軸的配置形式分類： （1）臥式數(shù)控車床 ： 主軸軸線處于水平位置的數(shù)控車床,（2）立式數(shù)控車床 ： 主軸軸線處于垂直位置的數(shù)控車床。,2按數(shù)控系統(tǒng)的功能分類 （1）經(jīng)濟(jì)型數(shù)控車床:經(jīng)濟(jì)型數(shù)控車床一般是采用步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動的開環(huán)控制系統(tǒng)。此類

5、數(shù)控車床結(jié)構(gòu)簡單，價(jià)格低廉，無刀尖圓弧半徑自動補(bǔ)償和恒線速切削等功能，一般最小分辨率為0.01mm或0.005mm。,（2）全功能型數(shù)控車床:采用閉環(huán)或半閉環(huán)控制的伺服系統(tǒng)，可以進(jìn)行多個坐標(biāo)軸的控制。具有高剛度、高精度和高效率等特點(diǎn)。,（3）車削中心:車削中心是一種復(fù)合加工機(jī)床，工件在一次裝夾后，它不但能完成對回轉(zhuǎn)型面的加工，還能完成回轉(zhuǎn)零件上個各表面加工，如圓柱面或端面上銑槽或平面等。,X、Y、Z、C 四軸控制車削中心,單刀架,采用四軸三聯(lián)動配置，線性軸X/Y/Z及旋轉(zhuǎn)C軸，C軸繞主軸旋轉(zhuǎn)。機(jī)床除具備一般的車削功能外，還具備在零件的端面和外圓面上進(jìn)行銑加工的功能。,車削中心C軸加工回轉(zhuǎn)體零件

6、表面,3按數(shù)控系統(tǒng)控制的軸數(shù)分類： （1）兩軸控制的數(shù)控車床： 機(jī)床上只有一個回轉(zhuǎn)刀架或排刀架，多采用水平導(dǎo)軌，可實(shí)現(xiàn)兩坐標(biāo)軸控制。,通用X、Z二軸控制(臥式),單刀架,（2）四軸控制的數(shù)控車床： 機(jī)床上有兩個獨(dú)立的回轉(zhuǎn)刀架，多采用斜置導(dǎo)軌，可實(shí)現(xiàn)四坐標(biāo)軸控制。,雙刀塔復(fù)合加工4軸控制 CNC車床,雙主軸、雙刀塔 CNC車床,雙主軸，雙刀塔車床，僅僅使用夾具一次裝夾就可以進(jìn)行全部加工。,(3)多軸控制的數(shù)控車床 多軸控制的數(shù)控車床是指數(shù)控車床除控制X、Z兩軸外，還可控制如Y、B、C軸進(jìn)行數(shù)控復(fù)合加工，也就是功能復(fù)合化的數(shù)控車床。,車削中心控制X、Y、Z、B、C五軸及其加工示例,數(shù)控車床的組成及

7、布局,（1）數(shù)控車床的組成 數(shù)控車床與普通車床相比，其結(jié)構(gòu)上仍然是由床身、主軸箱、刀架、進(jìn)給傳動系統(tǒng)、液壓、冷卻、潤滑系統(tǒng)等部分組成。但數(shù)控車床的進(jìn)給系統(tǒng)與普通車床的進(jìn)給系統(tǒng)在結(jié)構(gòu)上存在著本質(zhì)上的差別。數(shù)控車床是采用伺服電機(jī)經(jīng)滾珠絲桿，傳到滑板和刀架，實(shí)現(xiàn)縱向（Z向）和橫向（X向）進(jìn)給運(yùn)動。因此，數(shù)控車床進(jìn)給傳動系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)大為簡化。 （2）數(shù)控車床的布局 數(shù)控車床的主軸、尾座等部件相對于床身的布局形式與普通車床基本一致，而刀架和導(dǎo)軌的布局形式發(fā)生了根本的變化，這是因?yàn)槠渲苯佑绊憯?shù)控車床的使用性能及機(jī)床的結(jié)構(gòu)和外觀所致。,1）床身和導(dǎo)軌的布局 數(shù)控車床的床身導(dǎo)軌與水平面的相對位置有多種形式，如下

8、圖1-12所示，它有4種布局形式，圖1-12（a）為水平床身；圖1-12（b）為斜床身；圖1-12（c）為平床身斜滑板；圖1-12（d）為立床身。 圖1-12數(shù)控車床的布局形式,水平床身 水平床身配置水平滑板和刀架，工藝性好，一般用于大型數(shù)控車床或小型精密數(shù)控車床。但水平床身排屑困難，刀架水平放置加大了機(jī)床寬度方向的結(jié)構(gòu)尺寸。 斜床身 斜床身配置斜滑板，這種結(jié)構(gòu)的導(dǎo)軌傾斜角度多采用45和60。整體床身剛性好、排屑方便。 平床身斜滑板 水平床身配置傾斜放置的滑板，這種結(jié)構(gòu)一方面具有工藝性好的特點(diǎn)，另一方面機(jī)床寬度方向尺寸較小，排屑方便。一般被中小型數(shù)控車床采用。 立床身 立床身配置90的滑板，即

9、導(dǎo)軌傾斜角度為90的滑板結(jié)構(gòu)稱為立床身。 由于水平床身配置傾斜放置的滑板和斜床身配置斜滑板布局，具有排屑容易，便于安裝自動排屑器；操作方便，易于安裝機(jī)械手，以實(shí)現(xiàn)單機(jī)自動化；機(jī)床外觀簡潔、美觀，占地面積小，容易實(shí)現(xiàn)封閉式防護(hù)等特點(diǎn)，所以中小型數(shù)控車床普遍采用這兩種形式。,2）刀架的布局 刀架作為數(shù)控車床的重要部件之一，它對機(jī)床整體布局及工作性能影響很大。數(shù)控車床的刀架分為轉(zhuǎn)塔式和排刀式刀架兩大類。 轉(zhuǎn)塔式刀架是普遍采用的刀架形式，它通過轉(zhuǎn)塔頭的旋轉(zhuǎn)、分度、定位來實(shí)現(xiàn)機(jī)床的自動換刀工作。轉(zhuǎn)塔式回轉(zhuǎn)刀架有兩種形式，一種主要用于加工盤類零件，其回轉(zhuǎn)軸線垂直于主軸；另一種主要用于加工盤類零件和軸類零件

10、，其回轉(zhuǎn)軸線與主軸平行。兩坐標(biāo)聯(lián)動數(shù)控車床，一般采用612工位轉(zhuǎn)塔式刀架。 排刀式刀架主要用于小型數(shù)控車床，適用于短軸或套類零件加工。,數(shù)控車床的尾座,尾座安裝在數(shù)控車床床身導(dǎo)軌上，可以根據(jù)工件的長短調(diào)節(jié)縱向位置。它的作用是利用套筒安裝頂尖，用來支承較長工件的一端，也可以安裝鉆頭、中心鉆或鉸刀等刀具進(jìn)行孔加工。下圖1-13所示為尾座安裝頂尖，圖1-14所示為尾座及尾座套筒。,數(shù)控車床的主要技術(shù)參數(shù),數(shù)控車床的主要技術(shù)參數(shù)反映了數(shù)控車床的加工能力、加工范圍、加工工件大小、主軸轉(zhuǎn)速范圍、裝夾刀具數(shù)量、裝夾刀桿尺寸和加工精度等指標(biāo)，識別數(shù)控車床的主要技術(shù)參數(shù)是選擇數(shù)控車床的重要一環(huán)。為便于識別數(shù)控車

11、床的主要技術(shù)參數(shù)，摘選沈陽第一機(jī)床廠生產(chǎn)的CAK6150Di/890數(shù)控車床主要技術(shù)參數(shù)中與選擇數(shù)控車床較有關(guān)的主要技術(shù)參數(shù)羅列如表1-1所示。,表1-1 CAK6150Di/890數(shù)控車床主要技術(shù)參數(shù)摘選（單位:mm）,數(shù)控車床用途及主要加工對象,一.數(shù)控車床的用途 數(shù)控車床可自動完成內(nèi)外圓柱面、圓錐面、圓弧面、端面、螺紋等工序的切削加工，并能進(jìn)行切槽、鉆孔、鏜孔、擴(kuò)孔、鉸孔等加工。,數(shù)控車床加工的典型表面,二.數(shù)控車床主要加工對象 1輪廓形狀特別復(fù)雜或難于控制尺寸的回轉(zhuǎn)體零件 因車床數(shù)控裝置都具有直線和圓弧插補(bǔ)功能，還有部分車床數(shù)控裝置具有某些非圓曲線插補(bǔ)功能，故能車削由任意直線和平面曲線

12、輪廓組成的形狀復(fù)雜的回轉(zhuǎn)體零件。如下圖所示,車削軸承內(nèi)圈滾道示例 車削成型內(nèi)腔零件示例,2精度要求高的回轉(zhuǎn)體零件 零件的精度要求主要指尺寸、形狀、位置和表面等精度要求，其中的表面精度主要指表面粗糙度。例如：尺寸精度高達(dá)0.001mm或更小的零件；圓柱度要求高的圓柱體零件；素線直線度、圓度和傾斜度均要求高的圓錐體零件；以及通過恒線速度切削功能，加工表面精度要求高的各種變徑表面類零件等。如下圖所示：,高精度的機(jī)床主軸,高速電機(jī)主軸,3帶特殊螺紋的回轉(zhuǎn)體零件 這些零件是指特大螺距、等螺距與變螺距或圓柱與圓錐螺紋面之間作平滑過渡的螺紋零件等。而傳統(tǒng)車床所能切削的螺紋相當(dāng)有限，它只能車等節(jié)距的直、錐面公

13、、英制螺紋，而且一臺車床只限定加工若干種節(jié)距而已。如數(shù)控車加工下圖帶特殊螺紋非標(biāo)絲桿。 4淬硬回轉(zhuǎn)體零件 在大型模具加工中，有不少尺寸大而形狀復(fù)雜的零件。這些零件熱處理后的變形量較大，磨削加工有困難，因此可以用陶瓷車刀在數(shù)控機(jī)床上對淬硬后的零件進(jìn)行車削加工，以車代磨，提高加工效率。,帶特殊螺紋非標(biāo)絲桿,5.表面粗糙度要求高的回轉(zhuǎn)體零件 數(shù)控車床具有恒線速切削功能,能加工出表面粗糙度值小而均勻的零件。切削速度變化，致使車削后的表面粗糙度不一致，使用數(shù)控車床的恒線速切削功能，就可選用最佳線速度來切削錐面、球面和端面等，使切削后的表面粗糙度值既小又一致。 6.超精密、超低表面粗糙度的零件 磁盤、錄象

14、機(jī)磁頭、激光打印機(jī)的多面反射體、復(fù)印機(jī)的回轉(zhuǎn)鼓、照相機(jī)等光學(xué)設(shè)備的透鏡及其模具，以及隱形眼鏡等要求超高的輪廓精度和超低的表面粗糙度值，適合在高精度、數(shù)控車上加工,數(shù)控車的常見加工對象,選擇并確定數(shù)控車削的加工內(nèi)容 1.通用車床無法加工的內(nèi)容應(yīng)作為首先選擇內(nèi)容； (1)由輪廓曲線構(gòu)成的回轉(zhuǎn)表面; (2)具有微小尺寸要求的結(jié)構(gòu)表面; (3)同一表面采用多種設(shè)計(jì)要求的結(jié)構(gòu); (4)表面間有嚴(yán)格幾何關(guān)系要求的表面。 2.通用車床難加工質(zhì)量難以保證的內(nèi)容應(yīng)作為重點(diǎn)選擇內(nèi)容； (1)表面間有嚴(yán)格位置精度要求但在通用車床上無法一次安裝加工 的表面; (2)表面粗糙度要求很嚴(yán)的錐面、曲面、端面等。 3.通用車

15、床加工效率低,工人手工操作勞動強(qiáng)度大的內(nèi)容,可在數(shù)控機(jī)床尚存在富余能力的基礎(chǔ)上進(jìn)行選擇。 下列一些加工內(nèi)容則不宜選擇采用數(shù)控加工： (1)需要通過較長時間占機(jī)調(diào)整的加工內(nèi)容; (2)不能在一次安裝中加工完成的其他零星部位。 此外在選擇和決定加工內(nèi)容時，也要考慮生產(chǎn)批量、現(xiàn)場生產(chǎn)條件、生產(chǎn)周期等情況，靈活處理。,數(shù)控車床的選擇 在數(shù)控車床加工精度滿足零件圖紙技術(shù)要求的前提下，選擇數(shù)控車床的最主要技術(shù)規(guī)格是多個數(shù)控軸的行程范圍，數(shù)控車床的兩個基本直線坐標(biāo)（X、Z）行程反映該機(jī)床允許的加工空間。加工工件的輪廓尺寸應(yīng)在機(jī)床的加工空間范圍之內(nèi)，同時要考慮機(jī)床主軸的允許承載能力，以及工件是否與機(jī)床交換刀具

16、的空間干涉、與機(jī)床防護(hù)罩等附件發(fā)生干涉等系列問題。,資料二 零件圖紙工藝分析,分析零件圖紙技術(shù)要求,檢查零件圖的完整性和正確性,零件的結(jié)構(gòu)工藝性分析,分析零件圖紙技術(shù)要求,分析車削零件圖紙技術(shù)要求時，主要考慮如下方面： 1各加工表面的尺寸精度要求； 2各加工表面的幾何形狀精度要求； 3各加工表面之間的相互位置精度要求； 4各加工表面粗糙度要求以及表面質(zhì)量方面的其他要求； 5熱處理要求及其他要求。,首先，要根據(jù)零件在產(chǎn)品中的功能，研究分析零件與部件或產(chǎn)品的關(guān)系，從而認(rèn)識零件的加工質(zhì)量對整個產(chǎn)品加工質(zhì)量的影響，并確定零件的關(guān)鍵加工部位和精度要求較高的加工表面等，認(rèn)真分析上述各精度和技術(shù)要求是否合理

17、。其次，要考慮在數(shù)控車上加工能否保證零件的各項(xiàng)精度和技術(shù)要求，進(jìn)而具體考慮在哪一種機(jī)床上加工最為合理。,檢查零件圖的完整性和正確性,由于數(shù)控加工程序是以準(zhǔn)確的坐標(biāo)點(diǎn)來編制的，因此，各圖形幾何要素間的相互關(guān)系（如相切、相交、垂直和平行等）應(yīng)明確；各種幾何要素的條件要充分，應(yīng)無引起矛盾的多余尺寸或影響工序安排的封閉尺寸；尺寸、公差和技術(shù)要求是否標(biāo)注齊全等。例如，在實(shí)際加工中常常會遇到圖紙中缺少尺寸，給出的幾何要素的相互關(guān)系不夠明確，使編程計(jì)算無法完成，或者雖然給出了幾何要素的相互關(guān)系，但同時又給出了引起矛盾的相關(guān)尺寸，同樣給數(shù)控編程計(jì)算帶來困難。另外要特別注意零件圖紙各方向尺寸是否有統(tǒng)一的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)

18、，以便簡化編程，保證零件的加工精度要求。如下圖所示。,幾何要素缺陷示例一 幾何要素缺陷示例二,零件的結(jié)構(gòu)工藝性是指所設(shè)計(jì)的零件在滿足使用要求的前提下制造的可行性和經(jīng)濟(jì)性。良好的結(jié)構(gòu)工藝性,可以使零件加工容易,節(jié)省工時和材料。而較差的零件結(jié)構(gòu)工藝性，會使加工困難，浪費(fèi)工時和材料，有時甚至無法加工。因此，零件各加工部位的結(jié)構(gòu)工藝性應(yīng)符合數(shù)控加工的特點(diǎn)。分析零件的結(jié)構(gòu)工藝性包括以下幾個方面：,零件的結(jié)構(gòu)工藝性分析,零件結(jié)構(gòu)工藝性分析,零件圖紙上的尺寸標(biāo)注應(yīng)方便編程,分析加工時零件結(jié)構(gòu)的合理性,零件加工精度及技術(shù)要求分析,數(shù)控車削加工余量的確定,零件結(jié)構(gòu)工藝性分析,零件結(jié)構(gòu)工藝性是指在滿足使用要求前提

19、下零件加工的可行性與經(jīng)濟(jì)性，即所設(shè)計(jì)的零件結(jié)構(gòu)應(yīng)便于加工成形并且成本低、效率高。對零件圖紙的工藝性分析與審查，重點(diǎn)放在零件圖紙和毛坯圖紙初步設(shè)計(jì)與設(shè)計(jì)定型之間的工藝性審查與分析上。,零件圖紙上的尺寸標(biāo)注應(yīng)方便編程,由于數(shù)控加工精度及重復(fù)定位精度都很高，不會因產(chǎn)生較大的積累誤差而破壞使用特性，因此可將局部的尺寸分散標(biāo)注法改為集中引注或坐標(biāo)式的尺寸標(biāo)注法。但要保證基準(zhǔn)統(tǒng)一原則，如下圖所示。,分析加工時零件結(jié)構(gòu)的合理性,如下圖所示(a)零件，需用三把不同寬度的切槽刀切槽，如無特殊需要，顯然不合理，若改成(b)所示結(jié)構(gòu)，只需要一把切槽刀即可切出三個槽。這樣即減少了刀具數(shù)量，少占了刀架刀位，又節(jié)約了換刀

20、時間。,零件結(jié)構(gòu)工藝性示例,零件加工精度及技術(shù)要求分析,加工精度及技術(shù)要求分析是零件工藝性分析的重要內(nèi)容，只有在分析零件加工精度和表面粗糙度的基礎(chǔ)上，才能對加工方法、裝夾方式、進(jìn)給路線、刀具及切削用量等進(jìn)行正確而合理的選擇。加工精度及技術(shù)要求分析主要分析如下內(nèi)容：,分析精度及各項(xiàng)技術(shù)要求是否齊全、是否合理。對采用數(shù)控加工的表面，其精度要求應(yīng)盡量一致，以便最后能一刀連續(xù)加工。,分析本工序的數(shù)控車削加工精度能否達(dá)到圖紙要求，若達(dá)不到，需采用其他措施（如磨削）彌補(bǔ)的話，注意給后續(xù)工序留有余量。,找出圖樣上有較高位置精度要求的表面，這些表面應(yīng)在一次安裝下完成。,對表面粗糙度要求較高的表面，應(yīng)確定用恒線

21、速切削。,數(shù)控車削加工余量的確定,加工余量是指加工過程中所切去的金屬層厚度。加工余量有工序余量和加工總余量（毛坯余量）之分。工序余量是相鄰兩工序的工序尺寸之差；加工總余量（毛坯余量）是毛坯尺寸與零件圖樣的設(shè)計(jì)尺寸之差。 對于數(shù)控車削回轉(zhuǎn)表面（外圓和內(nèi)孔等），加工余量是直徑上的余量，在直徑上是對稱分布的，故稱為對稱余量；而在加工中，實(shí)際切除的金屬層厚度是加工余量的一半，因此又有雙邊余量（加工前后直徑之差）和單邊余量（加工前后半徑之差）之分。 加工余量的大小對于工件的加工質(zhì)量和生產(chǎn)率均有較大的影響。加工余量過大，會增加機(jī)械加工的勞動量和各種消耗，提高加工成本。加工余量過小，則不能消除前工序的各種缺

22、陷、誤差和本工序的裝夾誤差，造成廢品。因此，應(yīng)當(dāng)合理地確定加工余量。 在保證加工質(zhì)量的前提下，加工余量越小越好。確定加工余量有以下三種方法： （1）查表法。根據(jù)各工廠的生產(chǎn)實(shí)踐和試驗(yàn)研究積累的數(shù)據(jù)，先制成各種表格，再匯集成手冊。確定加工余量時，查閱這些手冊，再,結(jié)合工廠的實(shí)際情況進(jìn)行適當(dāng)修改。目前大都采用查表法。 查表應(yīng)先擬出工藝路線，將每道工序的余量查出后由最后一道工序向前推算出各道工序尺寸。粗加工工序余量不能用查表法得到，而由總余量減去其它各工序余量得到。 （2）經(jīng)驗(yàn)估算法。經(jīng)驗(yàn)估算法是根據(jù)實(shí)際經(jīng)驗(yàn)確定加工余量的。一般情況下，為防止因余量過小而產(chǎn)生廢品，經(jīng)驗(yàn)估計(jì)的數(shù)值總是偏大。經(jīng)驗(yàn)估算法常

23、用于單件小批生產(chǎn)。 （3）分析計(jì)算法。分析計(jì)算法是根據(jù)加工余量計(jì)算公式和一定的試驗(yàn)資料，對影響加工余量的各項(xiàng)因素進(jìn)行分析，并計(jì)算確定加工余量。這種方法比較合理，但必須有比較全面和可靠的試驗(yàn)資料才能采用。 為方便數(shù)控車削加工工藝的具體制訂，這里直接給出按查表法確定軋制圓棒料毛坯和模鍛毛坯用于加工軸類零件的余量，具體見表1-2和表1-3。,資料三 擬定數(shù)控車削加工工藝路線,加工方法選擇,劃分加工階段,劃分加工工序,確定加工順序（工序順序安排）,工步順序和進(jìn)給加工路線確定,加工方法選擇,選擇數(shù)控車削加工方法時應(yīng)重點(diǎn)考慮如下幾個方面：能保證零件的加工精度和表面粗糙度要求；使走刀路線最短，提高加工效率；

24、使編程節(jié)點(diǎn)數(shù)值計(jì)算簡單，程序段數(shù)量少，以減少編程工作量。一般根據(jù)零件的加工精度、表面粗糙度、材料、結(jié)構(gòu)形狀、尺寸及生產(chǎn)類型確定零件表面的數(shù)控車削加工方法及加工方案。,1）數(shù)控車削外回轉(zhuǎn)表面加工方法的選擇 回轉(zhuǎn)體類零件外回轉(zhuǎn)表面的加工方法主要是車削和磨削，當(dāng)零件表面粗糙度要求較高時，還要經(jīng)光整加工。 一般外回轉(zhuǎn)表面的參考加工方法如表1-4所示。,2）數(shù)控車削內(nèi)回轉(zhuǎn)表面加工方法的選擇 回轉(zhuǎn)體類零件內(nèi)回轉(zhuǎn)表面的加工方法主要是車削和磨削；當(dāng)零件表面粗糙度要求較高時還要經(jīng)光整加工。 一般內(nèi)回轉(zhuǎn)表面的加工方法如表1-5所示。 3 .數(shù)控車削回轉(zhuǎn)體端面的加工方法選擇 回轉(zhuǎn)體端面的主要加工方法是車削和磨削，當(dāng)

25、采用車削且回轉(zhuǎn)體端面的粗糙度要求較高時，應(yīng)采用恒線速切削。數(shù)控車削回轉(zhuǎn)體零件端面，可保證端面與回轉(zhuǎn)體回轉(zhuǎn)軸線的垂直度要求。 一般回轉(zhuǎn)體端面的加工方法如表1-6所示。,劃分加工階段,當(dāng)數(shù)控車削零件的加工精度要求較高時，往往不可能用一道工序來滿足其加工要求，而要用幾道工序逐步達(dá)到其所要求的加工精度。為保證加工質(zhì)量和合理地使用設(shè)備、人力，車削零件的加工過程通常按工序性質(zhì)不同，可分為如下四個加工階段： 1粗加工階段主要任務(wù)是切除各加工表面上的大部分余量，并作出精基準(zhǔn)，其目的是提高生產(chǎn)率。 2半精加工階段其任務(wù)是減小粗加工留下的誤差，使主要加工表面達(dá)到一定的精度，并留有一定的精加工余量，為主要表面的精加

26、工（精車或磨削）做好準(zhǔn)備。 3 精加工階段保證各主要表面達(dá)到圖紙規(guī)定的尺寸精度和表面粗糙度要求，其主要目標(biāo)是如何保證加工質(zhì)量。 4 精密、超精密加工、光整加工階段對那些加工精度要求很高的零件，在加工工藝過程的最后階段安排細(xì)車、精密車、超精磨、拋光或其他特種加工方法加工，以達(dá)到零件最終的精度要求。,劃分加工階段的目的如下： (1) 保證加工質(zhì)量 使粗加工產(chǎn)生的誤差和變形，通過半精加工和精加工予以糾正，并逐步提高零件的加工精度和表面質(zhì)量。 (2) 合理使用設(shè)備 避免以精干粗，充分發(fā)揮機(jī)床的性能，延長使用壽命。 (3) 便于安排熱處理工序，使冷熱加工工序配合的更好，熱處理變形可以通過精加工予以消除。

27、 (4)有利于及早發(fā)現(xiàn)毛坯的缺陷，粗加工時發(fā)現(xiàn)毛坯缺陷，及時予以報(bào)廢，以免繼續(xù)加工造成資源的浪費(fèi)。 加工階段的劃分不是絕對的，必須根據(jù)工件的加工精度要求和工件的剛性來決定。一般來說，工件精度要求越高、剛性越差，劃分階段應(yīng)越細(xì)；當(dāng)工件批量小、精度要求不太高、工件剛性較好時也可以不分或少分階段。,劃分加工工序,工序的劃分可以采用兩種不同原則，即工序集中原則和工序分散原則。 工序集中原則工序集中是指每道工序包括盡可能多的加工內(nèi)容，從而使工序的總數(shù)減少。 工序分散原則工序分散就是將加工分散在較多的工序內(nèi)進(jìn)行，每道工序的加工內(nèi)容很少。 在數(shù)控車床上加工的零件，一般按工序集中原則劃分工序，在一次安裝下盡可

28、能完成大部分甚至全部表面的加工。一般應(yīng)根據(jù)零件的結(jié)構(gòu)形狀不同，選擇外圓、端面或內(nèi)孔、端面裝夾，并力求設(shè)計(jì)基準(zhǔn)、工藝基準(zhǔn)和編程原點(diǎn)的統(tǒng)一。工序的劃分可按下列方法進(jìn)行： （1）以一次安裝所進(jìn)行的加工作為一道工序,將位置精度要求較高的表面安排在一次安裝下完成，以免多次安裝所產(chǎn)生的安裝誤差影響位置精度。這種工序劃分方法適用于加工內(nèi)容不多的零件。如下圖圓錐滾子軸承內(nèi)圈精車兩道工序加工方案：,圓錐滾子軸承內(nèi)圈精車兩道工序加工方案 (a) 以大端外徑和端面定位裝夾； (b) 以內(nèi)孔和小端面定位裝夾,（2）以一個完整數(shù)控程序連續(xù)加工的內(nèi)容作為一道工序 有些零件雖能在一次安裝中加工出很多表面，但因程序太長而會受

29、到某些限制，這時可以以一個獨(dú)立、完整的數(shù)控程序段連續(xù)加工的內(nèi)容為一道工序。 （3）以工件上的結(jié)構(gòu)內(nèi)容組合用一把刀具加工為一道工序 有些結(jié)構(gòu)復(fù)雜、 加工內(nèi)容較多，既有回轉(zhuǎn)表面也有非回轉(zhuǎn)表面，既有外圓、平面也有內(nèi)腔、曲面的零件，可將加工內(nèi)容組合，用一把典型刀具加工的內(nèi)容作為一道工序。可以減少換刀次數(shù)，減少空程時間。 （4）以粗、精加工劃分工序 以粗加工中完成的那一部分工藝過程為一道工序，精加工中完成的那一部分工藝過程為一道工序。對于容易發(fā)生加工變形的零件，可以將粗加工和精加工作為兩道或更多的工序，采用不同的刀具或不同的數(shù)控車床加工，以合理利用數(shù)控車床。這種工序劃分方法適用于零件加工后易變形或精度要

30、求較高的零件。 下面以車削下圖所示手柄零件為例，說明工序的劃分。,工序劃分實(shí)例分析,【例】,加工如下圖所示手柄零件，該零件加工所用坯料為32mm棒料，批量生產(chǎn)，加工時用一臺數(shù)控車床。試進(jìn)行工序的劃分及確定裝夾方式。,工 序 1,（如圖所示將一批工件全部車出，包括切斷），夾棒料外圓柱面，工序內(nèi)容有：車出12mm和20mm兩圓柱面圓錐面（粗車掉R42mm圓弧的部分余量）轉(zhuǎn)刀后按總長要求留下加工余量切斷。,工 序 2,（見下圖），用12外圓和20端面裝夾，工序內(nèi)容有：車削包絡(luò)SR7球面的30圓錐面對全部圓弧表面半精車（留少量的精車余量）換精車刀將全部圓弧表面一刀精車成形。 綜上所述，在數(shù)控加工劃分工

31、序時，一定要視零件的結(jié)構(gòu)與工藝性，零件的批量，機(jī)床的功能，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。,確定加工順序（工序順序安排）,制定零件數(shù)控車削加工工序順序一般遵循下列原則： （1）先加工定位面，即上道工序的加工能為后面的工序提供精基準(zhǔn)和合適的夾緊表面。軸類零件加工時，一般先加工中心孔，再以中心孔為精基準(zhǔn)加工外圓表面和端面。 （2）先加工平面，后加工孔；先加工簡單的幾何形狀，再加工復(fù)雜的幾何形狀。 （3）對精度要求高、粗精加工需分開進(jìn)行的，先粗加工后精加工。 （4）以相同定位、夾緊方式安裝的工序，最好接連進(jìn)行，以減少重復(fù)定位次數(shù)和夾緊次數(shù)。 （5）中間穿插有

32、通用機(jī)床加工工序的要綜合考慮，合理安排其加工順序。,工步順序和進(jìn)給加工路線確定,1. 工步順序安排的原則 1） 先粗后精 對于粗精加工在一道工序內(nèi)進(jìn)行的加工內(nèi)容，應(yīng)先對各表面進(jìn)行全部粗加工，然后再進(jìn)行半精加工和精加工，以逐步提高加工精度，如下圖所示。 若粗車后所留余量的均勻性滿足不 了精加工的要求，則要安排半精車， 以此為精車做準(zhǔn)備。為保證加工精 度，精車一定要一刀切出。此原則 的實(shí)質(zhì)是在一個工序內(nèi)分階段加工， 這有利于保證零件的加工精度，適 用于精度要求高的場合。,先粗后精示例,2） 先近后遠(yuǎn) 先近后遠(yuǎn)即在一般情況下，離對刀點(diǎn)近的部位先加工， 離對刀點(diǎn)遠(yuǎn)的部位后加工，以縮短刀具移動距離，減少

33、空行程時間。 對車削而言，先近后遠(yuǎn)還可以保持工件的剛性，有利于切削加工。如加工下圖所示零件，如果按38 mm 36 mm34 mm的次序安排車削， 不僅會增加刀具返回對刀點(diǎn)的空行程時間，而且一開始就削弱了工件的剛性， 還可能使臺階的外直角處產(chǎn)生毛刺（飛邊）。對這類直徑相差不大的臺階軸， 宜按34 mm 36 mm 38 mm的次序車削。,先近后遠(yuǎn)示例,3）先內(nèi)后外、內(nèi)外交叉 先內(nèi)后外、內(nèi)外交叉的原則是指粗加工時先進(jìn)行內(nèi)腔、 內(nèi)形粗加工，后進(jìn)行外形粗加工；精加工時先進(jìn)行內(nèi)腔、內(nèi)形精加工，后進(jìn)行外形精加工。這是因?yàn)榭刂苾?nèi)表面的精度較困難，刀具剛性較差，加工中清除切屑較困難等。 4）保證工件加工剛度

34、原則 在一道工序中進(jìn)行的多工步加工，應(yīng)先安排對工件剛性破壞較小的工步，后安排對工件剛性破壞較大的工步，以保證工件加工時的剛度要求。即一般先加工離裝夾部位較遠(yuǎn)的在后續(xù)工步中不受力或受力小的部位，本身剛性差又在后續(xù)工步中受力的部位一定要后加工。 5）同一把刀能加工內(nèi)容連續(xù)加工原則 此原則的含義是用同一把刀把能加工的內(nèi)容連續(xù)加工出來，以減少換刀次數(shù)，縮短刀具移動距離。特別是精加工同一表面一定要連續(xù)切削。,2.數(shù)控車削加工常見工步內(nèi)容的安排 1）車削臺階軸時，為了保證車削時的剛性，一般應(yīng)先車直徑較大的部分，后車直徑較小的部分； 2）在軸類工件上切槽時，應(yīng)在精車之前進(jìn)行，以防止工件變形； 3）精車帶螺紋

35、的軸時，一般應(yīng)在螺紋加工之后再精車無螺紋部分； 4）鉆孔前，應(yīng)將工件端面車平，必要時應(yīng)先鉆中心孔； 5）鉆深孔時，一般先鉆導(dǎo)向孔； 6）車削10-20的孔時，刀桿的直徑應(yīng)為被加工孔的0.6-0.7倍;加工直徑大于20的孔時，一般應(yīng)采用裝夾刀頭的刀桿； 7）當(dāng)工件的有關(guān)表面有位置公差要求時，盡量在一次裝 夾中完成車削； 8）車削圓柱齒輪齒坯時，孔與基準(zhǔn)端面必須在一次裝夾中加工。,3.進(jìn)給加工路線的確定 進(jìn)給加工路線是指數(shù)控機(jī)床加工過程中刀具相對工件的運(yùn)動軌跡和方向,也稱走刀路線。它包括切削加工的路徑及刀具切入、切出等非切削空行程。它不但包括了工步的內(nèi)容，也反映出工步順序。 （1）確定進(jìn)給加工路線

36、的主要原則 1）首先按已定工步順序確定各表面加工進(jìn)給路線的順序； 2）所定進(jìn)給加工路線應(yīng)能保證工件輪廓表面加工后的精度和表面粗糙度要求； 3）尋求最短加工路線，減少行走時間以提高加工效率； 4）選擇工件在加工時變形小的路線，對細(xì)長零件或薄壁零件應(yīng)采用分幾次走刀加工到最后尺寸或?qū)ΨQ去余量法安排進(jìn)給加工路線。 確定進(jìn)給加工路線的工作重點(diǎn)，主要在于確定粗加工及空行程的進(jìn)給路線，因精加工切削過程的進(jìn)給路線基本沿零件輪廓進(jìn)行。,（2）粗加工進(jìn)給加工路線的確定 1）常用的粗加工進(jìn)給加工路線 “矩形”循環(huán)進(jìn)給路線利用數(shù)控系統(tǒng)具有的矩形循環(huán)功能而安排的“矩形”循環(huán)進(jìn)給路線。如下圖（a）所示： “三角形”循環(huán)進(jìn)

37、給路線利用數(shù)控系統(tǒng)具有的三角形循環(huán)功能而安排的“三角形”循環(huán)進(jìn)給路線。如下圖（b）所示： 沿輪廓形狀等距線循環(huán)進(jìn)給路線利用數(shù)控系統(tǒng)具有的封閉式復(fù)合循環(huán)功能控制車刀沿著工件輪廓等距線循環(huán)的進(jìn)給路線。如下圖（c）所示：,常用的粗車循環(huán)進(jìn)給加工路線示例,階梯切削路線下圖所示為車削大余量工件兩種加工路線：圖（a）是錯誤的階梯切削路線，圖（b）按1-5的順序切削，每次切削所留余量相等，是正確的階梯切削路線。因?yàn)樵谕瑯颖吵缘读康臈l件下，按圖（a）的方式加工所留的余量過多。,a) 錯誤的階梯切削路線 b)正確的階梯切削路線 大余量毛坯階梯進(jìn)給切削路線,2）最短的粗加工切削進(jìn)給路線 切削進(jìn)給路線為最短，可有效

38、地提高生產(chǎn)效率，降低刀具的損耗等。上圖常用的粗車循環(huán)進(jìn)給加工路線示例所示的三種不同切削進(jìn)給路線，經(jīng)分析和判斷后可知矩形循環(huán)進(jìn)給路線的進(jìn)給長度總和最短。因此在同等條件下，其切削所需時間（不含空行程）最短，刀具的損耗最少，為常用粗加工切削進(jìn)給路線，但也有缺點(diǎn)，粗加工后的精車余量不夠均勻，一般需安排半精加工。,（3）精加工進(jìn)給加工路線的確定 1）完工輪廓的連續(xù)切削進(jìn)給路線 在安排一刀或多刀進(jìn)行的精加工進(jìn)給路線時，零件的完工輪廓應(yīng)由最后一刀連續(xù)加工而成，不要在連續(xù)的輪廓中安排切入和切出或換刀及停頓，以免因切削力突然變化而造成工件彈性變形，致使光滑連接輪廓上產(chǎn)生表面劃傷、形狀突變或滯留刀痕等缺陷。 2）

39、換刀加工時的進(jìn)給路線 根據(jù)工步順序要求決定各刀加工的先后順序及各刀進(jìn)給路線的銜接。 3）切入、切出及接刀點(diǎn)位置的選擇 應(yīng)選在有空刀槽或表面間有拐點(diǎn)、轉(zhuǎn)角的位置。 4）各部位精度要求不一致的精加工進(jìn)給路線 若各部位精度相差不大時，以最嚴(yán)的精度為準(zhǔn)，連續(xù)走刀加工所有部位；若各部位精度相差很大，精度接近的表面安排在同一把刀走刀路線內(nèi)加工，先加工精度較低的部位，最后安排精度高的部位加工。,（4）最短的空行程進(jìn)給加工路線的確定 最短的進(jìn)給路線，不僅可以節(jié)省整個加工過程的執(zhí)行時間，還能減少機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)滑動部件的磨損等。 1）巧用起刀點(diǎn) 在下圖（a）中，對刀點(diǎn)A的設(shè)定考慮到了加工過程中換刀方便，故設(shè)置在離坯

40、件較遠(yuǎn)處，同時將起刀點(diǎn)與對刀點(diǎn)重合在一起，按三刀粗車的進(jìn)給路線安排如下： 第一刀為ABCDA； 第二刀為AEFGA； 第三刀為AHIJA。,巧用起刀點(diǎn),上圖(b)則將起刀點(diǎn)與對刀點(diǎn)分離，并設(shè)于圖示B點(diǎn)位置，仍按相同的切削量進(jìn)行三刀粗車，其進(jìn)給路線安排如下： 起刀點(diǎn)與對刀點(diǎn)分離的空行程為AB； 第一刀為BCDEB； 第二刀為BFGHB； 第三刀為BIJKB。 顯然，上圖(b)所示的進(jìn)給路線最短。該方法也可用在其他循環(huán)（如螺紋加工）切削加工中。,2）巧設(shè)換（轉(zhuǎn)）刀點(diǎn) 為了換（轉(zhuǎn)）刀的方便、安全， 將換（轉(zhuǎn)）刀點(diǎn)設(shè)在離工件較遠(yuǎn)的位置處（如上圖中的A點(diǎn)），那么換第二把刀后，進(jìn)行精車時的空行程路線必然也

41、較長；如果將第二把刀的換刀點(diǎn)也設(shè)置在上圖（b）中的B點(diǎn)位置，則可縮短空行程距離，但換刀過程中一定不能發(fā)生干涉。 3）合理安排“回零”路線 在安排“回零”路線時， 應(yīng)使其前一刀終點(diǎn)與后一刀起點(diǎn)間的距離盡量短，最好為零， 這樣進(jìn)給路線最短。另外，返回對刀點(diǎn)時，在不發(fā)生加工干涉現(xiàn)象的前提下，應(yīng)盡量采用x、z坐標(biāo)雙向同時“回零”，這種“回零”路線最短。,資料四 找正裝夾方案及夾具選擇,找正裝夾方案,夾具選擇,找正裝夾方案 1數(shù)控車削零件的裝夾定位及定位基準(zhǔn)選擇原則,（1）工件裝夾定位要求 數(shù)控車削零件工件徑向定位后必須保證工件坐標(biāo)系Z軸與機(jī)床主軸軸線同軸，同時還要保證加工表面徑向的工序基準(zhǔn)（或設(shè)計(jì)基準(zhǔn)

42、）與機(jī)床主軸回轉(zhuǎn)中心線的位置滿足工序（或設(shè)計(jì)）要求。 工件軸向定位后要保證加工表面軸向的工序基準(zhǔn)（或設(shè)計(jì)基準(zhǔn)）與工件坐標(biāo)系X軸的位置要求。批量加工時，若采用三爪自定心卡盤裝夾，工件軸向定位基準(zhǔn)可選工件的左端面或左側(cè)其他臺肩面以方便定位；若采用兩頂針裝夾，為保證定位準(zhǔn)確，工件兩中心孔倒角可加工成準(zhǔn)確的圓弧形倒角，這時頂針與中心孔圓弧形倒角接觸為一條環(huán)線，軸向定位非常準(zhǔn)確，適合數(shù)控加工精確性要求。若單件加工，不需軸向定位，可用對刀的方法建立工件坐標(biāo)系。,裝夾定位,（2）定位基準(zhǔn)（指精基準(zhǔn)）的選擇原則： 1）基準(zhǔn)重合原則 為避免基準(zhǔn)不重合誤差，應(yīng)選用工序基準(zhǔn)（設(shè)計(jì)基準(zhǔn)）作為定位基準(zhǔn)，并使工序基準(zhǔn)、定

43、位基準(zhǔn)、編程原點(diǎn)三者統(tǒng)一。因?yàn)楫?dāng)加工面的工序基準(zhǔn)與定位基準(zhǔn)不重合且加工面與工序基準(zhǔn)不在一次安裝中同時加工時，會產(chǎn)生基準(zhǔn)不重合誤差。 2）基準(zhǔn)統(tǒng)一原則 在多工序或多次安裝中，選用相同的定位基準(zhǔn)，對數(shù)控加工保證零件的位置精度非常重要。 3）便于裝夾原則 選用的定位基準(zhǔn)應(yīng)能保證定位準(zhǔn)確、可靠，定位、夾緊機(jī)構(gòu)簡單，敞開性好，操作方便，能加工盡可能多的內(nèi)容。 4）便于對刀原則 批量加工時，在工件坐標(biāo)系已定，采用不同的定位基準(zhǔn)為對刀基準(zhǔn)建立工件坐標(biāo)系，會使對刀的方便性不同，甚至無法對刀，這時要分析此種定位方案能否滿足對刀操作要求，否則原設(shè)工件坐標(biāo)系須重新設(shè)定。,2數(shù)控車削零件的裝夾找正,把工件從定位到夾緊

44、的整個過程稱為工件的裝夾。數(shù)控車床裝夾工件時，必須將工件表面的回轉(zhuǎn)中心軸線，找正到與數(shù)控車床的主軸中心線重合。 （1）工件常用裝夾方式 1）在三爪自定心卡盤上裝夾 三爪自定心卡盤的三個卡爪是同步運(yùn)動的，能自動定心，一般不需找正。三爪自定心卡盤裝夾工件夾緊力較小，適用于裝夾外形規(guī)則的中、小型工件。三爪自定心卡盤可裝成正爪或反爪兩種形式，反爪用來裝夾直徑較大的工件。用三爪自定心卡盤裝夾精加工過的表面時，被夾住的工件表面應(yīng)包一層銅皮，以免夾傷工件表面。 用三爪自定心卡盤裝夾工件進(jìn)行粗車或精車時，若工件直徑小于或等于30mm，其懸伸長度應(yīng)不大于直徑的3倍，若工件直徑大于30mm，其懸伸長度應(yīng)不大于直徑

45、的5倍。,裝夾找正,數(shù)控車床多采用三爪自定心卡盤夾持工件，軸類工件還可使用尾座頂尖支持工件。數(shù)控車床主軸轉(zhuǎn)速較高，為便于工件夾緊，多采用液壓高速動力卡盤。這種卡盤在生產(chǎn)廠已通過了嚴(yán)格平衡檢驗(yàn)，具有高轉(zhuǎn)速、高夾緊力、高精度、調(diào)爪方便、使用壽命長等優(yōu)點(diǎn)。 通過調(diào)整油缸的壓力，可改變卡盤的夾緊力，以滿足夾持各種薄壁和易變形工件的特殊需要。還可使用軟爪夾持工件，軟爪弧面由操作者隨機(jī)配制，可獲得理想的夾持精度。 用三爪自定心卡盤直接裝夾加工工件如下圖所示：,2）在兩頂尖之間頂兩頭裝夾 對于長度尺寸較大或加工工序較多的軸類零件，為保證每次裝夾時的裝夾精度，可用兩頂尖裝夾。兩頂尖裝夾工件方便，不需找正，裝夾

46、精度高，但必須先在工件兩端面鉆出中心孔，工件利用中心孔被頂在前后頂尖之間，通過撥盤和卡箍隨主軸一起轉(zhuǎn)動。如下圖所示： 用兩頂尖裝夾工件時須注意的事項(xiàng)： （1）前后頂尖的連線應(yīng)與車床主軸軸線同軸，否則車出的工件會產(chǎn)生錐度誤差。 （2）尾座套筒在不影響車刀切削的前提下，應(yīng)盡量伸出得短些，以增加剛性，減少振動。 （3）中心孔應(yīng)形狀正確，表面粗糙度值小。 （4）兩頂尖與中心孔的配合應(yīng)松緊合適。 （5）由于靠卡箍傳遞扭矩，所以車削工件的切削用量要小。,用兩頂尖裝夾工件,3) 用卡盤和頂尖一夾一頂裝夾 用兩頂尖裝夾工件雖然精度高，但剛性較差。因此，車削質(zhì)量較大的工件時要一端用卡盤夾住，另一端用后頂尖支撐。

47、 為了防止工件由于切削力的作用而產(chǎn)生軸向位移，必須在卡盤內(nèi)裝一限位支承（注：限位支承比夾持工件直徑稍小，通常采用圓盤料或隔套）或利用工件的臺階面限位（如下圖所示），這樣比較安全，能承受較大的軸向切削力，且安裝剛性好，軸向定位準(zhǔn)確，因此應(yīng)用比較廣泛。,用工件的臺階面限位,（2）工件采用找正方式裝夾 單件生產(chǎn)的工件偏心安裝時常采用找正裝夾。用三爪自定心卡盤裝夾較長的工件時，工件離卡盤夾持部分較遠(yuǎn)處的旋轉(zhuǎn)中心不一定與車床主軸旋轉(zhuǎn)中心重合，這時必須找正； 當(dāng)三爪自定心卡盤使用時間較長，失去了應(yīng)有精度，而工件的加工精度要求又較高時，也需要找正。 找正法適用于大型或形狀不規(guī)則的工件，但因找正比較費(fèi)時，故只

48、能用于單件小批生產(chǎn)。 1）找正及校正要求 對于工件裝夾表面軸線與加工表面軸線同軸的，找正裝夾時必須將工件的裝夾表面軸線找正及校正到與車床主軸回轉(zhuǎn)中心線重合；對于工件裝夾表面軸線與加工表面軸線不同軸的，要使工件的裝夾表面軸線（即加工表面徑向的工序基準(zhǔn)或設(shè)計(jì)基準(zhǔn)）與機(jī)床主軸回轉(zhuǎn)中心線的位置滿足工序（或設(shè)計(jì)）要求。,2）找正及校正方法 找正方法與普通車床上找正及校正工件相同，一般用劃針或打表找正，精度高的工件用百分表校正。 通過調(diào)整卡爪，使工件坐標(biāo)系z軸與車床主軸的回轉(zhuǎn)中心重合， 如下圖所示。,找正裝夾工件,夾具選擇,數(shù)控車床加工回轉(zhuǎn)體軸類零件常用夾具分為圓周定位夾具、中心孔定位夾具和其他數(shù)控車床夾

49、具。 1.常用圓周定位夾具 (1)手動三爪自定心卡盤 手動三爪自定心卡盤是最常用的數(shù)控 車床通用夾具，能自動定心，夾持范圍 大，一般不需找正，裝夾速度較快，如 圖所示。但夾緊力小，卡盤磨損后會降 低定心精度。用三爪自定心卡盤裝夾精 加工過的工件表面時，被夾住的工件表 面應(yīng)包一層銅皮，以免夾傷工件表面。 手動三爪自定心卡盤有中空三爪自定心 卡盤和中實(shí)三爪自定心卡盤之分。,三爪自定心卡盤構(gòu)造示意圖,（2）液壓動力卡盤（液壓三爪卡盤） 為提高生產(chǎn)效率和減輕勞動強(qiáng)度，數(shù)控車床廣泛采用液壓自定心卡盤，常稱液壓三爪卡盤，如圖所示。 液壓三爪卡盤裝夾迅速、方便，但夾持范圍?。ㄖ荒軍A持直徑變動約5mm的工件）

50、，尺寸變化大的需重新調(diào)整卡爪位置。,液壓三爪卡盤,(3)卡爪 卡爪有硬爪、軟爪、正爪和反爪之分。 硬爪是卡爪經(jīng)過熱處理淬火，一般卡爪硬度達(dá)45-50HRC左右；軟爪也就是卡爪未經(jīng)過熱處理淬火或只經(jīng)過調(diào)質(zhì)處理，用戶自制軟爪一般未經(jīng)過熱處理，專業(yè)廠家生產(chǎn)的軟爪一般只經(jīng)過調(diào)質(zhì)處理，卡爪硬度一般在28-30HRC左右；正爪用于夾工件外徑，如上圖-手動三爪自定心卡盤所示卡爪安裝狀態(tài)就是正爪安裝；反爪也就是將卡爪掉轉(zhuǎn)180安裝，如上圖-手動三爪自定心卡盤所示卡爪掉轉(zhuǎn)180安裝就成反爪。 液壓三爪卡盤自定心精度雖比普通三爪卡盤好一些，但仍不適合用于零件同軸度要求較高時的二次裝夾加工，或批量生產(chǎn)零件時按上道工

51、序的已加工面裝夾，加工形位精度（如同軸度）要求高的零件。故單件生產(chǎn)時，可用找正法裝夾加工，批量生產(chǎn)時常采用軟爪。軟爪是一種具有切削性能的夾爪，軟爪是在使用前配合被加工工件特別制造的，如加工成圓弧面、圓錐面或螺紋等形式，可獲得理想的夾持精度。在數(shù)控車床上裝刀根據(jù)加工工件外圓大小自車內(nèi)圓弧軟爪示例，如下圖所示。,數(shù)控車床自車加工內(nèi)圓弧軟爪示例,數(shù)控車床自車加工軟爪時要注意以下幾個方面的問題： 1）軟爪要在與使用時相同的夾緊狀態(tài)下進(jìn)行車削，以免在加工過程中松動和由于卡爪反向間隙而引起定心誤差，車削軟爪內(nèi)定心表面時，要在靠卡盤處夾適當(dāng)?shù)膱A盤料，以消除卡盤端面螺紋的間隙，如上圖-加工軟爪所示。 2）當(dāng)被

52、加工工件以外圓定位時，軟爪夾持直徑應(yīng)比工件外圓直徑略小，如下圖所示。目的是增加軟爪與工件的接觸面積。 3）軟爪內(nèi)徑大于工件外徑時，會使軟爪與工件形成三點(diǎn)接觸，如下圖所示。此種情況下夾緊不牢固，且極易在工件表面留下壓痕，應(yīng)盡量避免 。 4）當(dāng)軟爪內(nèi)徑過小時，如下圖所示，會形成軟爪與工件的六點(diǎn)接觸，這樣，不僅會在被加工表面留下壓痕，而且軟爪接觸面也會變形。這種情況在實(shí)際使用中應(yīng)盡量避免 。,理想軟爪內(nèi)徑,軟爪內(nèi)徑過大,軟爪內(nèi)徑過小,（4）彈簧夾套 彈簧夾套定心精度高，裝夾工件快捷方便，常用于精加工過的外圓表面定位裝夾。特別適用于尺寸精度較高、表面質(zhì)量較好的冷拔圓棒料的夾持。彈簧夾套所夾持工件的內(nèi)孔

53、為規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)系列，并非任意直徑的工件都可以進(jìn)行夾持。下圖（a）是拉式彈簧夾套，下圖（b）是推式彈簧夾套。圖1-50是常見的彈簧夾套加工示例。,(a) 拉式彈簧夾套 (b) 推式彈簧夾套,2.常用中心孔定位夾具 （1）兩頂尖撥盤 數(shù)控車床加工軸類零件時，坯料裝卡在主軸頂尖和尾座頂尖之間，工件由主軸上的撥盤帶動旋轉(zhuǎn)。兩頂尖裝夾工件方便，不需找正，裝夾精度高。該裝夾方式適用于長度尺寸較大或加工工序較多的軸類零件的精加工。頂尖分為前頂尖與后頂尖，如圖所示。另頂尖還有活頂尖，如圖1-52（b）所示。 （2）撥動頂尖：撥動頂尖有內(nèi)、外撥動頂尖和端面頂尖兩種。,前頂尖 后頂尖,夾具選擇原則,數(shù)控車削夾具選擇

54、原則如下： （1）單件小批量生產(chǎn)時，一般選用手動三爪自定心卡盤或液壓三爪卡盤 。 （2）成批生產(chǎn)時，優(yōu)選選用液壓三爪卡盤,其次才考慮選用普通三爪自定心卡盤。 （3）車削長徑比L/D20的細(xì)長軸回轉(zhuǎn)體類零件，根據(jù)工件直徑大小和加工精度要求，考慮再配以中心架或跟刀架輔助夾持進(jìn)行加工，以免影響加工精度。 （4）車削薄壁套類零件，考慮采用包容式軟爪、彈簧夾套或心軸和彈簧心軸，以增大裝夾接觸面積，防止工件夾緊變形，以免影響加工精度；或改變夾緊力的作用點(diǎn)，采用軸向夾緊方式。,（5）車削偏心回轉(zhuǎn)體類零件，一般選用四爪卡盤、花盤、 角鐵或?qū)Ｓ脢A具，也可選用三爪自定心卡盤，但須加裝其他輔具。 （6）車削工件直徑

55、大于500mm的回轉(zhuǎn)體類零件，一般選用花盤進(jìn)行裝夾。 （7）零件的裝卸要快速、方便、可靠，以縮短機(jī)床的停機(jī)時間，減少輔助時間； （8）為滿足數(shù)控車削加工精度，要求夾具定位、夾緊精度高； （9）夾具上各零部件應(yīng)不妨礙機(jī)床對零件各表面的加工，即夾具要敞開，其定位、夾緊元件不能影響加工中的走刀(如產(chǎn)生干涉碰撞等) 。,資料五 刀具選擇,1.數(shù)控車削刀具的要求、種類及特點(diǎn),（1）為使粗車能吃大刀、大走刀，要求粗車刀具強(qiáng)度高、耐用度好； （2）精車首先是保證加工精度，所以要求刀具的精度高、耐用度好。 （3）為減少換刀時間和方便對刀，應(yīng)盡可能多地采用機(jī)夾刀。 （4）多數(shù)情況下應(yīng)采用涂層硬質(zhì)合金刀片。 （5

56、）數(shù)控車削對刀片的斷屑槽有較高的要求，數(shù)控車削刀片應(yīng)采用三維斷屑槽。 （6）數(shù)控車削還要求刀片耐用度的一致性要好，以便于使用刀具壽命管理功能。,1）數(shù)控車削刀具的基本要求,2）常用數(shù)控車削刀具的種類,（1）按刀具結(jié)構(gòu)分類 1）整體式：由整塊材料磨制而成，使用時可根據(jù)不同用途將切削部分修磨成所需要的形狀。如高速鋼磨制的白鋼刀。 2）鑲嵌式：分為焊接式和機(jī)夾式。機(jī)夾式又根據(jù)刀體結(jié)構(gòu)不同，分為不轉(zhuǎn)位和可轉(zhuǎn)位兩種。 3）減振式：當(dāng)?shù)毒叩墓ぷ鏖L度與直徑比大于4時，為了減少刀具的振動，提高加工精度，所采用的一種特殊結(jié)構(gòu)的刀具。如減振式數(shù)控內(nèi)孔車刀。 4）內(nèi)冷式：刀具的切削冷卻液通過刀盤傳遞到刀體內(nèi)部由噴孔

57、噴射到切削刃部位的刀具。 目前數(shù)控車削刀具主要采用機(jī)夾可轉(zhuǎn)位刀具。,（2）按刀具制造所用材料分類： 1)高速鋼刀具 2)硬質(zhì)合金刀具 3)陶瓷刀具 4)立方氮化硼刀具 5)聚晶金剛石刀具。 目前數(shù)控機(jī)床用得最多的是硬質(zhì)合金刀具 （3）按刀具切削工藝分類 1) 外圓車刀 2)端面車刀 3)內(nèi)孔車刀 4)切斷車刀 5)切槽車刀 6)螺紋車刀 常用外圓車刀、端面車刀、內(nèi)孔車刀、螺紋車刀如下圖所示：,數(shù)控車削常用刀具,（1）刀具具有很高的切削效率； （2）數(shù)控刀具的精度和重復(fù)定位精度高； （3）刀具的可靠性和耐用度高； （4）可實(shí)現(xiàn)刀具尺寸的預(yù)調(diào)和快速換刀； 刀具結(jié)構(gòu)應(yīng)能預(yù)調(diào)尺寸，以能達(dá)到很高的重復(fù)定

58、位精度。 （5） 具有一個比較完善的工具系統(tǒng)和刀具管理系統(tǒng)； （6） 應(yīng)有刀具在線監(jiān)控及尺寸補(bǔ)償系統(tǒng)。,3）數(shù)控車削刀具的特點(diǎn),2數(shù)控刀具材料,（1）切削用刀具材料應(yīng)具備的性能 切削用刀具材料應(yīng)具備的性能如表1-7所示,（2）各種刀具材料 現(xiàn)今所采用的刀具材料，大體可分為：高速鋼、硬質(zhì)合金、陶瓷、立方氮化硼（CBN）、聚晶金剛石（PCD） 高速鋼 高速鋼是在合金工具鋼中加入較多的鎢、鉬、鉻、釩等合金元素的高合金工具鋼。它具有較高的強(qiáng)度、韌性和耐熱性，是目前廣泛應(yīng)用的刀具材料。因刃磨時易獲得鋒利的刃口，又稱“鋒鋼”。 大體上可分為W系和M0系兩大類。 1）普通高速鋼：具有一定的硬度和耐磨性、高的

59、強(qiáng)度和韌性，切削速度（加工鋼料）一般不高于5060m/min，不適合高速切削和硬的材料切削。 典型的普通高速鋼有：W18Cr4v、W6MO5Cr4V2,2）高性能高速鋼：耐高溫性好，其耐用度是普通高速鋼的1.53倍。適用于加工奧氏體不銹鋼、高溫合金、鈦合金、超高強(qiáng)度鋼等難加工材料。不同牌號只有在各自規(guī)定切削條件下，才能達(dá)到良好的加工效果，因此其使用范圍受到限制。 典型高性能高速鋼有：9W18Cr4v、9W6MO5Cr4V2、W6MO5Cr4V3 硬質(zhì)合金 硬質(zhì)合金是由硬度和熔點(diǎn)都很高的碳化物（WC、TiC、 TaC、NbC等），用Co、Mo、Ni作黏結(jié)劑燒結(jié)而成的粉末冶金制品。其常溫硬度可達(dá)7882 HRC，能耐8501000的高溫， 切削速度比高速鋼高410倍，但其沖擊韌性與抗彎強(qiáng)度遠(yuǎn)比高速鋼差，因此很少做成整體式刀具。實(shí)際使用中，常將硬質(zhì)合金刀片焊接或用機(jī)械夾固的方式固定在刀體上。 按ISO標(biāo)準(zhǔn)，硬質(zhì)合金主要以硬質(zhì)合金