車加工工藝詳解

1、車加工工藝詳解車加工工藝詳解No 1：數(shù)控車用途No 2：常見(jiàn)數(shù)車加工工藝分析No 3：加工工藝路線擬定No 4：夾具選擇No 5：刀具選擇No 6：切削條件選擇No 7：加工舉例1NO 1:數(shù)控車床的用途數(shù)控車床的用途 數(shù)控車床自動(dòng)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。此外，數(shù)控車床還特別適合加工形狀復(fù)雜、精度要求高的軸類或盤類零件，如下圖所示：常見(jiàn)車床加工的典型表面常見(jiàn)車床加工的典型表面 NO 2:NO 2:常見(jiàn)數(shù)控車床加工工藝分析常見(jiàn)數(shù)控車床加工工藝分析 一：主要工對(duì)象一：主要工對(duì)象 1精度要求高的回轉(zhuǎn)體零件(圖1）2表面

2、粗糙度要求高的回轉(zhuǎn)體零件 3表面形狀復(fù)雜的回轉(zhuǎn)體零件 （圖2）4帶特殊螺紋的回轉(zhuǎn)體零件 圖圖1 1 軸承內(nèi)圈示意圖軸承內(nèi)圈示意圖 圖圖2 2 成型內(nèi)腔零件示例成型內(nèi)腔零件示例 二：加工零件的工藝性分析二：加工零件的工藝性分析1 1零件圖樣分析零件圖樣分析 （1）尺寸標(biāo)注方法分析 由于數(shù)控加工精度及重復(fù)定位精度都很高，不會(huì)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)注法改為以集中引注或坐標(biāo)式的尺寸標(biāo)注法。 （圖3）（2）零件輪廓的幾何要素分析 要分析幾何元素的給定條件是否充分、正確。 （圖4、 圖5） （3）精度及技術(shù)要求分析 分析精度及各項(xiàng)技術(shù)要求是否齊全、是否合理。對(duì)采用數(shù)控

3、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(duì)表面粗糙度要求較高的表面，應(yīng)確定用恒線速切削。 2零件結(jié)構(gòu)工藝性分析零件結(jié)構(gòu)工藝性分析( ( 圖圖6 6) ) 圖3 圖圖4 幾何要素缺陷示例幾何要素缺陷示例 圖圖5幾何要素缺陷示例幾何要素缺陷示例 圖圖6 結(jié)構(gòu)工藝性示例結(jié)構(gòu)工藝性示例 NO 3: 加工工藝路線的擬訂加工工藝路線的擬訂 一：一： 工序的劃分工序的劃分 在批量生產(chǎn)中，常用下列兩種方法進(jìn)行工

4、序的劃分： 1 1 按零件加工表面按零件加工表面劃分工序劃分工序（圖7） 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。適用于加工內(nèi)容不多的零件。 2 2按粗、精加工劃分工序按粗、精加工劃分工序 以粗加工中完成的那一部分工藝過(guò)程為一道工序，精加工中完成的那一部分工藝過(guò)程為一道工序。 適用于零件加工后易變形或精度要求較高的零件。 圖圖7 軸承內(nèi)圈精車加工方案軸承內(nèi)圈精車加工方案 常見(jiàn)手柄加工工序拆分舉例常見(jiàn)手柄加工工序拆分舉例: : 加工如圖8-a 所示手柄零件，該零件加工所用坯料為32mm，批量生產(chǎn)，加工時(shí)用一臺(tái)數(shù)控車床。工序的劃分及裝夾方式如下：

5、工序1：（如圖8-b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(zhǎng)要求留下加工余量切斷。 工序2：（見(jiàn)圖8-c），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(duì)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。圖圖8 手柄加工示意圖手柄加工示意圖 a)b)c)二：二：加工順序的安排加工順序的安排1 1先粗后精先粗后精（圖9） 對(duì)于粗精加工在一道工序內(nèi)進(jìn)行的，先對(duì)各表面進(jìn)行粗加工，全部粗加工結(jié)束后在進(jìn)行半精加工和精加工，逐步提高加工精度。2 2先近后

6、遠(yuǎn)先近后遠(yuǎn)（圖10） 在一般情況下，離對(duì)刀點(diǎn)近的部位先加工，離對(duì)刀點(diǎn)遠(yuǎn)的部位后加工，以便縮短刀具移動(dòng)距離，減少空行程時(shí)間。3 3內(nèi)外交叉內(nèi)外交叉 對(duì)既有內(nèi)表面（內(nèi)型、腔），又有外表面需加工的回轉(zhuǎn)體零件，安排加工順序時(shí)，應(yīng)先進(jìn)行外、內(nèi)表面粗加工，后進(jìn)行外、內(nèi)表面精加工。4 4基面先行基面先行 用作精基準(zhǔn)的表面應(yīng)優(yōu)先加工出來(lái)，因?yàn)槎ㄎ换鶞?zhǔn)的表面越精確，裝夾誤差就越小。 圖圖9 先粗后精先粗后精 圖圖10 先近后遠(yuǎn)先近后遠(yuǎn) 三：進(jìn)給路線的確定三：進(jìn)給路線的確定1最短的空行程路線 （1）巧用起刀點(diǎn) 。（2）巧設(shè)換（轉(zhuǎn)）刀點(diǎn) （3）合理安排“回零”路線。2粗加工（或半精加工）進(jìn)給路線（1）常用的粗加工進(jìn)

7、給路線 。（2）大余量毛坯的階梯切削進(jìn)給路線 。（3）雙向切削進(jìn)給路線 。3精加工進(jìn)給路線 （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(shí)，其零件的完工輪廓應(yīng)由最后一刀連續(xù)加工而成 。 （2）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是很大時(shí)，應(yīng)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，則精度接近的表面安排同一把刀走刀路線內(nèi)加工，并先加工精度較低的部位，最后再單獨(dú)安排精度高的部位的走刀路線。 4特殊的進(jìn)給路線 在數(shù)控車削加工中，一般情況下，Z坐標(biāo)軸方向的進(jìn)給路線都是沿著坐標(biāo)的負(fù)方向進(jìn)給的，但有時(shí)按這種常規(guī)方式安排進(jìn)給路線并不合理，

8、甚至可能車壞工件。 NO:4 夾具的選擇1 1圓周定位夾具圓周定位夾具 （1 1）三爪自定心卡盤）三爪自定心卡盤：能自動(dòng)定心，夾持范圍大，一般不需找正，裝夾速度較快。但夾緊力小，卡盤磨損后會(huì)降低定心精度。 （圖11） （2 2）軟爪）軟爪：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。 （圖12） （3 3）彈簧夾套）彈簧夾套:彈簧夾套定心精度高，裝夾工件快捷方便，常用于精加工的外圓表面定位.。彈簧夾套夾持工件的內(nèi)孔是標(biāo)準(zhǔn)系列，并非任意直徑。 （4 4）四爪單動(dòng)卡盤）四爪單動(dòng)卡盤:四爪單動(dòng)卡盤夾緊力較大，所以適用于大型或形狀不規(guī)則的工件。但四

9、爪單動(dòng)卡盤找正比較費(fèi)時(shí)，只能用于單件小批生產(chǎn)。（圖13）2 2中心孔定位夾具中心孔定位夾具 （1 1）兩頂尖撥盤）兩頂尖撥盤:兩頂尖（活頂尖、死頂尖）裝夾工件方便，不需找正，裝夾精度高。該方式適用于長(zhǎng)度尺寸較大或加工工序較多的軸類工件的精加工。(圖14-圖16） （2 2）撥動(dòng)頂尖）撥動(dòng)頂尖 ：常用撥動(dòng)頂尖有內(nèi)、外撥動(dòng)頂尖和端面頂尖兩種（圖17-18）3 3復(fù)雜、異形、精密工件的裝夾復(fù)雜、異形、精密工件的裝夾 （1 1）花盤）花盤 ：加工表面的回轉(zhuǎn)軸線與基準(zhǔn)面垂直、外形復(fù)雜的零件可以裝夾在花盤上加工。（圖19） （2 2）角鐵）角鐵：加工表面的回轉(zhuǎn)軸線與基準(zhǔn)面平行、外形復(fù)雜的零件可以裝夾在角鐵

10、上加工。（圖20） 圖圖13 四爪單動(dòng)卡盤四爪單動(dòng)卡盤 a) 四爪單動(dòng)卡盤 b) 四爪單動(dòng)卡盤裝夾工件 1-卡爪 2-螺桿 3-木板 圖圖11 11 三爪卡盤示意圖三爪卡盤示意圖 圖圖12 12 加工軟爪加工軟爪 圖圖14 頂尖頂尖 a) 普通頂尖 b) 活頂尖 圖圖15 15 兩頂尖裝夾工件兩頂尖裝夾工件 圖圖16 16 兩頂尖車偏心軸兩頂尖車偏心軸 圖圖17 17 內(nèi)、外撥動(dòng)頂尖內(nèi)、外撥動(dòng)頂尖 圖圖18 18 端面撥動(dòng)頂尖端面撥動(dòng)頂尖 圖圖19 19 在角鐵上裝夾和找正軸承座在角鐵上裝夾和找正軸承座 圖圖20 20 在角鐵上裝夾和找正軸承座在角鐵上裝夾和找正軸承座1-連桿 2-圓形壓板 3

11、-壓板 4-V形架 5-花盤 1-平衡鐵 2-軸承座 3-角鐵 4-劃針盤 5-壓板NO 5: 刀具的選擇1.1.常用車刀種類和用途常用車刀種類和用途 （1）尖形車刀 以直線形切削刃為特征的車刀一般稱為尖形車刀。這類車刀的刀尖(同時(shí)也為其刀位點(diǎn))由直線形的主、副切削刃構(gòu)成.（2）圓弧形車刀 構(gòu)成主切削刃的刀刃形狀為一圓度誤差或線輪廓誤差很小的圓弧，該圓弧刃每一點(diǎn)都是圓弧形車刀的刀尖。因此，刀位點(diǎn)不在圓弧上，而在該圓弧的圓心上。（如圖21）（3）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。 圖圖21 圓弧形車刀圓弧形車刀 圖圖22 常用車刀的種類、形狀和用

12、途常用車刀的種類、形狀和用途 1-切斷刀 2-90左偏刀 3-90右偏刀 4-彎頭車刀 5-直頭車刀 6-成型車刀 7-寬刃精車刀 8-外螺紋車刀 9-端面車刀 10-內(nèi)螺紋車刀 11-內(nèi)槽車刀 12-通孔車刀 13-盲孔車刀圖圖23 常見(jiàn)可轉(zhuǎn)位車刀刀片常見(jiàn)可轉(zhuǎn)位車刀刀片 2: 常見(jiàn)刀具幾何角度圖圖25 刀片形狀、刀尖角度與性能關(guān)系刀片形狀、刀尖角度與性能關(guān)系 圖圖24 切削刃長(zhǎng)度、背吃刀量與主偏角關(guān)系切削刃長(zhǎng)度、背吃刀量與主偏角關(guān)系 圖圖26 不同主偏角車刀車削加工的示意圖不同主偏角車刀車削加工的示意圖 NO 6: 切削用量的選擇切削用量的選擇1確定背吃刀量確定背吃刀量ap（）（） 背吃刀量

13、ap相當(dāng)于加工余量，應(yīng)以最少的進(jìn)給次數(shù)切除這一加工余量，最好一次切凈余量，以提高生產(chǎn)效率。為了保證加工精度和表面粗糙度，一般都留有一定的精加工余量，其大小可小于普通加工的精加工余量，一般半精車余量為0.5左右，精車余量為0.10.5。2確定主軸轉(zhuǎn)速確定主軸轉(zhuǎn)速n (r/min) (1)光車時(shí)主軸轉(zhuǎn)速光車時(shí)主軸轉(zhuǎn)速 光車時(shí)主軸轉(zhuǎn)速應(yīng)根據(jù)零件上被加工部位的直徑，并按零件和刀具的材料及加工性質(zhì)等條件所允許的切削速度vc（m/min）來(lái)確定。切削速度除了計(jì)算和查表選取外，還可根據(jù)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)確定。切削速度確定之后，用下式計(jì)算主軸轉(zhuǎn)速: dvcn1000 n 工件或刀具的轉(zhuǎn)速，r/min； vc 切削速度，

14、m/min； d 切削刃選定點(diǎn)處所對(duì)應(yīng)的工件或刀具的回轉(zhuǎn)直徑，mm。 （2）車螺紋時(shí)主軸轉(zhuǎn)速）車螺紋時(shí)主軸轉(zhuǎn)速 對(duì)于不同的數(shù)控系統(tǒng)，推薦不同的主軸轉(zhuǎn)速選擇范圍。如大多數(shù)普通型車床數(shù)控系統(tǒng)推薦車螺紋時(shí)的主軸轉(zhuǎn)速如下knP1000n主軸轉(zhuǎn)速，r/min；P工件螺紋的螺距或?qū)С?，mm；k保險(xiǎn)系數(shù)，一般取為80。3確定進(jìn)給速度確定進(jìn)給速度vf （mm/min ） 進(jìn)給速度的大小直接影響表面粗糙度的值和車削效率，因此進(jìn)給速度的確定應(yīng)在保證表面質(zhì)量的前提下，選擇較高的進(jìn)給速度。 進(jìn)給速度包括縱向進(jìn)給速度和橫向進(jìn)給速度。一般根據(jù)零件的表面粗糙度、刀具及工件材料等因素，查閱切削用量手冊(cè)選取每轉(zhuǎn)進(jìn)給量f，再按下

15、式計(jì)算進(jìn)給速度：vf = f n 式中f每轉(zhuǎn)進(jìn)給量，mm/r。式中每轉(zhuǎn)進(jìn)給量f，粗車時(shí)一般選取為0.30.8 mm/r，精車時(shí)常取0.10.3 mm/r，切斷時(shí)常取0.050.2 mm/r。No 7：加工舉例圖紙分析臺(tái)灣轉(zhuǎn)軸：圖號(hào)：DSROR-1001-16.0*36.3mmMaterial:121520產(chǎn)品分析：此產(chǎn)品為典型車加工零件，最大直徑6.0，長(zhǎng)度：36.3mm,材料為：1215易切鋼產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)到車外圓+銑扁位+側(cè)面打孔+切斷一次加工成型，機(jī)臺(tái)需滿足以下條件：1：必須有三個(gè)以上側(cè)銑動(dòng)力頭刀位，2：必須有背軸3：主軸直徑大于6.0以上可選用西鐵城A16走芯機(jī)一次加工完成。機(jī)臺(tái)選擇一般

16、根據(jù)產(chǎn)品大小選擇最接近為最佳，2136.3 mm6.0mm材料選取產(chǎn)品最大直徑6.0，公差0/-0.1，可直接選取6.0冷拉棒料，一般原材直徑規(guī)格為負(fù)公差選原材原則：表面有氧化層，黑皮等常規(guī)料適合于走刀機(jī)，要留有余量，直徑大于產(chǎn)品最大外徑2.0mm以上走芯機(jī)因夾頭一般采用鎢鋼焊接磨光夾頭，對(duì)原材的直線度，表面粗糙度，圓度有較高要求，一般選用冷拉光料或者磨光棒料，而這種料外徑尺寸比較穩(wěn)定選取6.0棒材，最大外徑處不用加工，可節(jié)約工時(shí)。選取原材直徑要充分考慮到加工工時(shí)，產(chǎn)品最大外徑尺寸公差，粗糙度要求結(jié)合一般是越接近越好，選取0.5為增加單位直徑原材（易購(gòu)買，常規(guī)料，成本低）例如：產(chǎn)品最大直徑7.

17、13，粗糙度Ra1.6,理論上7.2合適，但考慮到為非標(biāo)料， 需定制成本，建議選擇7.5為佳。222500 mm2.05mm6.0mm23加工-外圓Before After -刀具：外圓刀（刀桿12X12京瓷外徑方刀桿），- 刀片（京瓷CCMT060204GK-PR1125），-轉(zhuǎn)速：S4000-吃刀量：1.5mm -走刀量：F0.2-說(shuō)明：因材料為1215易切鋼，我們選用刀尖R0.4刀片粗加工，以去除余量為目的，- 端面/外徑留余量0.05/0.2mm-精加工：-刀具：外圓刀（刀桿12X12京瓷外徑方刀桿），- 刀片（京瓷CCMT060202GK-PR1125），-轉(zhuǎn)速：S4500-吃刀量：

18、0.1mm -走刀量：F0.08-說(shuō)明：精加工要考慮到產(chǎn)品尺寸公差，表面粗糙度，圓度，效率等-工時(shí)：6S24加工-扁位-刀具：4.0鎢鋼涂層四刃銑刀-轉(zhuǎn)速：S3000-吃刀量：0.5mm -走刀量：F300-說(shuō)明：走芯機(jī)動(dòng)力頭不同于CNC主軸，相對(duì)來(lái)講剛性差，轉(zhuǎn)速低，-裝刀直徑小，做為輔助加工，不能等同于CNC主軸-工時(shí)：12SAfter Before 25加工-后扁位1-刀具：4.0鎢鋼涂層四刃銑刀-轉(zhuǎn)速：S3000-吃刀量：0.5mm -走刀量：F300-說(shuō)明：走芯機(jī)動(dòng)力頭不同于CNC主軸，相對(duì)來(lái)講剛性差，轉(zhuǎn)速低，-裝刀直徑小，做為輔助加工，不能等同于CNC主軸-工時(shí)：25SAfter Before 26加工-后扁位2-刀具：4.0鎢鋼涂層四刃銑刀-轉(zhuǎn)速：S3000-吃刀量：0.5mm -走刀量：F300-說(shuō)明：走芯機(jī)動(dòng)力頭不同于CNC主軸，相對(duì)來(lái)講剛性差，轉(zhuǎn)速低，-裝刀直徑小，做為輔助加工，不能等同于CNC主軸-工時(shí)：25SAfter Before 27加工-側(cè)孔-刀具：3.0 90鍍鈦中心鉆 2.05 118蘇氏鉆-轉(zhuǎn)速：S3500-吃刀量：0.5mm -走刀量：F200-說(shuō)明