數(shù)控車削加工工藝

第4章數(shù)控車削加工工藝4.1數(shù)控車床的特點及功能

4.2數(shù)控車削加工工藝概述

4.3數(shù)控車削加工工藝分析

4.4典型零件的加工工藝分析

2023/2/31工業(yè)設計史4.1數(shù)控車床的特點及功能

4.1.1數(shù)控機床的分類2023/2/32工業(yè)設計史圖片2023/2/33工業(yè)設計史數(shù)控車床2023/2/34工業(yè)設計史2023/2/35工業(yè)設計史圖片2023/2/36工業(yè)設計史七軸控制多功能車削中心，雙主軸雙刀塔實現(xiàn)復雜零部件一次裝夾加工完2023/2/37工業(yè)設計史4.1.2數(shù)控機床的結構特點2023/2/38工業(yè)設計史2023/2/39工業(yè)設計史4.2數(shù)控車削加工工藝概述數(shù)控車床具有加工精度要求高，能夠進行直線插補和圓弧插補（高檔數(shù)控系統(tǒng)還有非螺旋插補功能），在加工過程中能自動變速等特點，其工藝范圍較普通車床寬的多，具體適合于如下零件的加工。2023/2/310工業(yè)設計史4.2.1數(shù)控車削的主要加工對象（1）要求高的回轉體零件

磁盤、錄像機磁頭、激光打印機的多面反射體、復印機的回轉鼓、照相機等光學設備的透鏡及其模具，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2023/2/311工業(yè)設計史（2）表面形狀復雜的回轉體零件成型內腔殼體零件示例2023/2/312工業(yè)設計史（3）帶橫向加工的回轉體零件端面有分布的孔系、曲面的盤類零件也可選擇立式加工中心加工徑向孔的盤套或軸類零件也常選擇臥式加工中心加工。如果采用普通機床加工，工序分散，工序數(shù)目多。采用加工中心加工后，由于有自動換刀系統(tǒng)，使得一次裝夾可完成普通機床的多個工序的加工，減少了裝夾次數(shù)，實現(xiàn)了工序集中的原則，保證了加工質量的穩(wěn)定性，提高了生產率，降低了生產成本。2023/2/313工業(yè)設計史（4）帶一些特殊類型螺紋的零件傳統(tǒng)車床所能切削的螺紋相當有限，它只能車等節(jié)距的直、錐面公、英制螺紋，而且一臺車床只限定加工若干種節(jié)距。數(shù)控車床不但能車任何等節(jié)距的直、錐和端面螺紋，而且能車增節(jié)距、減節(jié)距，以及要求等節(jié)距、變節(jié)距之間平滑過渡的螺紋和變徑螺紋。數(shù)控車床可以配備精密螺紋切削功能，再加上采用機夾硬質合金螺紋車刀，以及可以使用較高的轉速，所以車削出來的螺紋精度較高、表面粗糙度小。2023/2/314工業(yè)設計史4.2.2數(shù)控車削加工工藝的基本特點與普通車床的對比：

數(shù)控機床加工程序不僅要包括零件的工藝過程，而且還要包括切削用量、走刀路線、刀具尺寸及車床的運動過程對編程人員的要求：對數(shù)控車床的性能、特點、運動方式、刀具系統(tǒng)、切削規(guī)范以及車床的運動過程及工件的裝夾方式都要熟悉。2023/2/315工業(yè)設計史4.2.3數(shù)控車削加工工藝的主要內容選擇并確定適合在數(shù)控機床上加工的零件，確定工序內容；分析被加工零件的圖紙，明確加工內容及技術條件；確定零件的加工方案，制定數(shù)控加工工藝路線；加工工序的設計；加工程序的調整。2023/2/316工業(yè)設計史4.3數(shù)控車削加工工藝分析4.3.1數(shù)控車削加工零件的工藝性分析2023/2/317工業(yè)設計史分析零件圖時應注意：（1）零件圖上是否漏掉某尺寸，使其幾何條件不充分，影響到零件輪廓的構成；（2）零件圖上的圖線位置是否模糊或尺寸標注不清，使編程無法下手；（3）零件圖上給定的幾何條件是否不合理，造成數(shù)學處理困難。（4）零件圖上尺寸標注方法應適應數(shù)控車床加工的特點，應以同一基準標注尺寸或直接給出坐標尺寸。2023/2/318工業(yè)設計史2023/2/319工業(yè)設計史4.3.2數(shù)控車削加工工藝路線的擬定(1)車削加工順序的安排2023/2/320工業(yè)設計史先近后遠示例2023/2/321工業(yè)設計史2023/2/322工業(yè)設計史（2）加工工序劃分2023/2/323工業(yè)設計史（3）加工路線的確定1)車圓錐的加工路線分析2023/2/324工業(yè)設計史2）車圓弧的加工路線分析車削大余量毛坯的階梯路線圖(a)是錯誤的階梯切削路線圖(b)是正確的階梯切削路線2023/2/325工業(yè)設計史(b)“三角形”走刀(c)“矩形”走刀(a)沿工件輪廓走刀3）輪廓粗車加工路線分析2023/2/326工業(yè)設計史4）車螺紋時的軸向進給距離分析車螺紋時的引入距離和超越距離為1-2mm為2-5mm2023/2/327工業(yè)設計史4.3.3數(shù)控車削加工工序的設計（1）夾具的選擇車床的夾具包括兩種類型：按照在主軸上的夾具，如：三爪、四爪、心軸、專用夾具等；安裝在滑板或床身上的夾具，一般刀具是安裝在主軸上，夾具安裝在車床滑板上，夾具做進給運動。2023/2/328工業(yè)設計史數(shù)控車床加工中心夾具的選擇：（1）用于軸類零件的夾具用于軸類工件的夾具有自動夾緊撥動卡盤、撥齒頂尖、三爪撥動卡盤和快速可調萬能卡盤等（2）用于盤類零件的夾具用于盤類零件的夾具主要有可調卡爪式卡盤和快速可調卡盤。這類夾具適用于無尾座的卡盤式數(shù)控車床上。2023/2/329工業(yè)設計史（2）刀具的選擇2023/2/330工業(yè)設計史2023/2/331工業(yè)設計史刀片的選擇刀片選擇材質形狀尺寸2023/2/332工業(yè)設計史常用刀片形狀2023/2/333工業(yè)設計史2023/2/334工業(yè)設計史1）主軸轉速的確定車外圓時主軸轉速光車外圓時主軸轉速應根據(jù)零件上被加工部位的直徑，并按零件和刀具材料以及加工性質等條件所允許的切削速度來確定。P75（3）切削用量的確定2023/2/335工業(yè)設計史2023/2/336工業(yè)設計史車螺紋時主軸的轉速大多數(shù)經濟型數(shù)控車床推薦車螺紋時的主軸轉速n(r/min)為：

n≤（1200/P）－k

式中P——被加工螺紋螺距，㎜；

k——保險系數(shù)，一般取為80。2023/2/337工業(yè)設計史2)進給速度的確定(P76-77)進給量f的選取應該與背吃刀量和主軸轉速相適應。在保證工件加工質量的前提下，可以選擇較高的進給速度一般在100-200mm/min內選?。?000㎜/min以下）。在切斷、車削深孔或精車時，應選擇較低的進給速度。當?shù)毒呖招谐烫貏e是遠距離“回零”時，可以設定盡量高的進給速度。粗車時，一般取f=0.3～0.8㎜/r，精車時常取f=0.1～0.3㎜/r，切斷時f=0.05～0.2㎜/r。2023/2/338工業(yè)設計史3）背吃刀量

的確定在工藝系統(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，以減少進給次數(shù)。粗車時，考慮選擇一個盡可能大的背吃刀量ap，其次選擇一個較大的進給量f

，最后確定一個合適的切削速度v。精車時，精車時應選用較?。ǖ惶。┑谋吵缘读縜p和進給量f，并選用切削性能高的刀具材料和合理的幾何參數(shù)，以盡可能提高切削速度v。

2023/2/339工業(yè)設計史4.3.4數(shù)控車削加工中的裝刀與對刀裝刀與對刀是數(shù)控機床加工中非常重要和復雜的一項基本工作。裝刀與對刀的精度，將直接影響到加工程序的編制及零件的尺寸精度。2023/2/340工業(yè)設計史刀具的安裝2023/2/341工業(yè)設計史八工位刀塔2023/2/342工業(yè)設計史車床手動對刀方法2023/2/343工業(yè)設計史4.4典型零件的加工工藝分析數(shù)控車床主要擅長加工軸類零件、盤類和套類零件。2023/2/344工業(yè)設計史4.4.1軸類零件毛坯選φ60㎜棒料2023/2/345工業(yè)設計史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給方向的輪廓曲線，因此在加工時應進行機械間隙補償，以保證輪廓曲線的準確性。③為便于裝夾，坯件左端應預先車出夾持部分（雙點畫線部分），右端面也應先粗車出并鉆好中心孔。毛坯選φ60㎜棒料。（1）零件圖工藝分析

2023/2/346工業(yè)設計史（2）選擇設備

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。2023/2/347工業(yè)設計史TND360數(shù)控臥式車床的傳動系統(tǒng)圖2023/2/348工業(yè)設計史2023/2/349工業(yè)設計史①定位基準確定坯料軸線和左端大端面（設計基準）為定位基準。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。（3）確定零件的定位基準和裝夾方式

2023/2/350工業(yè)設計史（4）確定加工順序及進給路線圖

加工順序按由粗到精、由近到遠（由右到左）的原則確定。即先從右到左進行粗車（留0.25㎜精車余量），然后從右到左進行精車，最后車削螺紋。

2023/2/351工業(yè)設計史（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90o硬質合金右偏刀，副偏角不宜太小，選副偏角=35o。P111③精車選用60o硬質合金右偏刀，車螺紋選用硬質合金60o外螺紋車刀，刀尖圓弧半徑應小于輪廓最小圓角半徑，取rε=0.15～0.2㎜P1352023/2/352工業(yè)設計史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主軸轉速的選擇

直線和圓弧時，查表選粗車切削速度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，參照式（

n≤（1200/P）－k

）計算主軸轉速n=320r/min（6）切削用量選擇

2023/2/353工業(yè)設計史粗車每轉進給量為0.4㎜/r，精車每轉進給量為0.15㎜/r，最后根據(jù)公式vf=nf計算粗車、精車進給速度分別為200㎜/min和180㎜/min。見課本P81頁表4.6③進給速度的選擇2023/2/354工業(yè)設計史4.4.2套類零件2023/2/355工業(yè)設計史采用以下幾點工藝措施。①對圖樣上帶公差的尺寸，因公差值較小，故編程時不必取平均值，而取基本尺寸即可。②左右端面均為多個尺寸的設計基準，相應工序加工前，應該先將左右端面車出來。③內孔尺寸較小，鏜1:20錐孔與鏜φ32孔及150錐面時需掉頭裝夾。（1）零件圖工藝分析2023/2/356工業(yè)設計史選用CJK6240數(shù)控車床。CJK系列數(shù)控車床適用于各種軸類.盤類及復雜零件的加工：可加工原柱面、圓錐面、圓弧面、球面、螺紋、切槽等高精度加工

（2）選擇設備2023/2/357工業(yè)設計史（3）確定零件的定位基準和裝夾方式①內孔加工定位基準：內孔加工時以外圓定位；裝夾方式：用三爪自動定心卡盤夾緊。②外輪廓加工定位基準：確定零件軸線為定位基準；裝夾方式：加工外輪廓時，為保證一次安裝加工出全部外輪廓，需要設一圓錐心軸裝置（見圖A雙點劃線部分），用三爪卡盤夾持心軸左端，心軸右端留有中心孔并用尾座頂尖頂緊2023/2/358工業(yè)設計史A）外輪廓車削裝夾方案

2023/2/359工業(yè)設計史加工順序的確定原則：由內到外、由粗到精、由近到遠的，在一次裝夾中盡可能加工出較多的工件表面。可先加工內孔各表面，然后加工外輪廓表面。由于該零件為單件小批量生產，走刀路線設計不必考慮最短進給路線或最短空行程路線，外輪廓表面車削走刀路線可沿零件輪廓順序進行。（4）確定加工順序及進給路線2023/2/360工業(yè)設計史B）外輪廓加工走刀路線

2023/2/361工業(yè)設計史（5）刀具選擇

見P83頁，表4.7

2023/2/362工業(yè)設計史（6）切削用量選擇利用公式vc=πdn/1000和vf

=nf，計算主軸轉速與進給速度。背吃刀量的選擇粗加工時，在工藝系統(tǒng)剛性和機床功率允許的情況下，盡可能