數(shù)控車工(中級(jí))第二章課件

1、第二章 數(shù)控車削加工工藝 培訓(xùn)學(xué)習(xí)目標(biāo)了解數(shù)控車削的主要加工對(duì)象；熟悉數(shù)控加工工藝文件所包含的內(nèi)容；熟練掌握數(shù)控車削加工工藝分析過程；熟練掌握典型輪廓的加工工藝路線的擬定方法；掌握數(shù)控車削用刀具及其選用，了解典型數(shù)控車削用刀具系統(tǒng)的組成及用途；掌握可轉(zhuǎn)位刀片的代碼含義。目 錄第五節(jié)數(shù)控車削用刀具系統(tǒng)簡(jiǎn)介一、數(shù)控車削用刀具及其選用二、裝夾刀具的工具系統(tǒng)三、裝刀與對(duì)刀復(fù)習(xí)思考題第一節(jié)數(shù)控車削加工工藝概述一、數(shù)控車削的主要加工對(duì)象二、數(shù)控車削加工工藝的基本特點(diǎn)三、數(shù)控車削加工工藝的主要內(nèi)容第二節(jié)數(shù)控加工工藝文件第三節(jié)數(shù)控車削加工工藝分析一、數(shù)控車削加工零件的工藝性分析二、工件在數(shù)控車床上的定位與裝夾

2、三、刀具的確定四、切削用量的確定第四節(jié)數(shù)控車削加工工藝路線的擬定一、加工方法的選擇二、加工階段的劃分三、工序的劃分四、加工順序的劃分五、確定進(jìn)給路線 以普通車削加工工藝為基礎(chǔ)，結(jié)合數(shù)控車床的特點(diǎn)，綜合運(yùn)用多方面的知識(shí)解決數(shù)控車削加工過程中面臨的工藝問題一、數(shù)控車削的主要加工對(duì)象（1）精度要求高的回轉(zhuǎn)體零件（2）表面質(zhì)量要求高的回轉(zhuǎn)體零件（3）表面形狀復(fù)雜的回轉(zhuǎn)體零件（4）帶特殊螺紋的回轉(zhuǎn)體零件二、數(shù)控車削加工工藝的基本特點(diǎn)（1）數(shù)控車削加工的工藝內(nèi)容十分具體（2）數(shù)控車削加工工藝制定嚴(yán)密三、數(shù)控車削加工工藝的主要內(nèi)容1）選擇適合在數(shù)控車床上加工的零件，確定工序內(nèi)容。2）分析被加工零件的圖樣，明

3、確加工內(nèi)容及技術(shù)要求。3）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，處理與非數(shù)控加工工序的銜接等。4）加工工序的設(shè)計(jì)。如選取零件的定位基準(zhǔn)、裝夾方案的確定、工步劃分、刀具選擇和確定切削用量等。5）確定各工序的加工余量，計(jì)算工序尺寸及公差。6）數(shù)控程序的編制及調(diào)整。7）數(shù)控加工專用技術(shù)文件的編寫。 數(shù)控加工工藝文件主要包括數(shù)控加工工序卡、數(shù)控加工進(jìn)給路線圖、數(shù)控刀具調(diào)整單、零件加工程序單、加工程序說明卡（1）數(shù)控加工工序卡 該卡中應(yīng)反映使用的輔具、刃具切削參數(shù)、切削液主要包括：工步順序、工步內(nèi)容、各工步所用刀具及切削用量等。（2）數(shù)控加工進(jìn)給路線圖防止刀具在運(yùn)動(dòng)中與夾具

4、、工件等發(fā)生意外碰撞（3）數(shù)控刀具調(diào)整卡 主要包括數(shù)控刀具卡片（簡(jiǎn)稱刀具卡）和數(shù)控刀具明細(xì)表（簡(jiǎn)稱刀具表）圖2-4外輪廓加工進(jìn)給路線圖（4）數(shù)控加工程序單 是記錄數(shù)控加工工藝過程、工藝參數(shù)、位移數(shù)據(jù)的清單、以及手動(dòng)數(shù)據(jù)輸入（MDI）和制備控制介質(zhì)、實(shí)現(xiàn)數(shù)控加工的主要依據(jù)。（5）數(shù)控加工程序說明卡 對(duì)加工程序進(jìn)行詳細(xì)說明特別是對(duì)那些需要長(zhǎng)時(shí)間保存和使用的程序一、數(shù)控車削加工零件的工藝性分析1.零件圖樣分析（1）尺寸標(biāo)注方法分析應(yīng)以同一基準(zhǔn)標(biāo)注尺寸或直接給出坐標(biāo)尺寸。圖2-5零件尺寸標(biāo)注分析（2）輪廓幾何要素分析 圖樣上給定的尺寸要完整，且不能自相矛盾，所確定的加工零件輪廓是惟一的。（3）精度及技

5、術(shù)要求分析1）分析精度及各項(xiàng)技術(shù)要求是否齊全，是否合理。2）分析本工序的數(shù)控車削加工精度能否達(dá)到圖樣要求。3）找出圖樣上有位置精度要求的表面。4）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.結(jié)構(gòu)工藝性分析 零件對(duì)加工方法的適應(yīng)性，即所設(shè)計(jì)的零件結(jié)構(gòu)應(yīng)便于加工成型。二、工件在數(shù)控車床上的定位與裝夾使工件在機(jī)床上或夾具中占有正確位置的過程定位基準(zhǔn)有粗基準(zhǔn)和精基準(zhǔn)兩種。1.定位（1）粗基準(zhǔn)的選擇 兩個(gè)基本要求：其一，應(yīng)保證所有加工表面都有足夠的加工余量；其二，應(yīng)保證工件加工表面和不加工表面之間具有一定的位置精度。選擇原則 1）當(dāng)加工表面與不加工表面有位置精度要求時(shí)，應(yīng)選擇不加工表面為粗基準(zhǔn).

6、 2）對(duì)所有表面都需要加工的工件，應(yīng)根據(jù)加工余量最小的表面找正.圖2-8 粗基準(zhǔn)的選擇示例 a）正確 b）不正確3）應(yīng)選用工件上強(qiáng)度、剛性好的表面作為粗基準(zhǔn)4）粗基準(zhǔn)應(yīng)選擇平整光滑的表面5）粗基準(zhǔn)不能重復(fù)使用（2）精基準(zhǔn)的選擇1）盡可能采用設(shè)計(jì)基準(zhǔn)或裝配基準(zhǔn)作為定位基準(zhǔn)2）盡可能使定位基準(zhǔn)和測(cè)量基準(zhǔn)重合3）盡可能使基準(zhǔn)統(tǒng)一4）選擇精度較高、形狀簡(jiǎn)單和尺寸較大的表面作為精基準(zhǔn)2.裝夾（1）三爪自定心卡盤不需要找正，裝夾速度較快圖2-13三爪自定心卡盤1-卡爪2-卡盤體3-錐齒端面螺紋圓盤4-小錐齒輪（2）四爪單動(dòng)卡盤 適用于裝夾形狀不規(guī)則或大型的工件，夾緊力較大，裝夾精度較高圖2-16四爪單動(dòng)卡

7、盤1-卡爪2-螺桿3-卡盤體1）四爪單動(dòng)卡盤裝夾操作須知相對(duì)兩爪的距離略大于工件直徑即可 工件被夾持部分不宜太長(zhǎng) 裝夾位置應(yīng)墊0.5mm以上的銅皮。 在裝夾大型、不規(guī)則工件時(shí)，應(yīng)在工件與導(dǎo)軌面之間墊放防護(hù)木板2）在四爪單動(dòng)卡盤上找正工件 找正操作須知。一是不能同時(shí)松開兩只卡爪,燈光視線角度與針尖要配合好，四爪的夾緊力要基本相同，找正近卡爪處的外圓. 盤類工件的找正方法.既要找正外圓，又要找正平面圖2-18 盤類工件找正方法圖 軸類工件的找正方法2-19 軸類工件找正 找十字線圖2-20 找十字線的方法 兩點(diǎn)目測(cè)找正法圖2-21 目測(cè)找正法 百分表、量塊找正法高精度要求圖2-22 百分表找正法三

8、、刀具的確定1.數(shù)控車床對(duì)刀具的要求（1）刀具性能1）強(qiáng)度高2）精度高3）切削和進(jìn)給速度高4）可靠性高5）使用壽命高6）切屑及排屑性能好（2）刀具材料1）刀具材料應(yīng)具備以下基本性能 高硬度 足夠的強(qiáng)度和韌度 高的耐磨性和耐熱性 良好的導(dǎo)熱性 良好的工藝性 較好的經(jīng)濟(jì)性 抗粘接性和化學(xué)穩(wěn)定性2）刀具材料的類型 刀具材料主要是：高速鋼刀具、硬質(zhì)合金刀具、陶瓷刀具、立方氮化硼刀具和聚晶金剛石刀具。 高速鋼。承受較大的切削力和沖擊力。熱處理變形小、可鍛造、易磨出較鋒利的刃口,適合于制造各種小型及形狀復(fù)雜的刀具 硬質(zhì)合金。硬度高（大于89HRA）、熔點(diǎn)高、化學(xué)穩(wěn)定性好和熱穩(wěn)定性好等特點(diǎn)，。但硬質(zhì)合金韌度

9、差、脆性大，承受沖擊和振動(dòng)的能力低。a.鎢鈷類硬質(zhì)合金（YG）b.鎢鈦鈷類硬質(zhì)合金（YT）c.通用硬質(zhì)合金（YW）d.碳化鈦基硬質(zhì)合金（YN） 陶瓷 其硬度可達(dá)9195HRA，耐磨性比硬質(zhì)合金高十幾倍，適用于加工冷硬鑄鐵和淬火鋼。良好的抗粘性能，它與多種金屬的親和力小，化學(xué)穩(wěn)定性好，即使在熔化時(shí)與鋼也不起化合作用。 缺點(diǎn)是脆性大、抗彎強(qiáng)度和沖擊韌度低、熱導(dǎo)率差。 立方氮化硼 很好的“熱硬性”，高速切削高溫合金,使用壽命長(zhǎng)，優(yōu)良的化學(xué)穩(wěn)定性，適用于加工鋼鐵類材料 金剛石。 天然金剛石、人造聚晶金剛石和復(fù)合金鋼石刀片。金剛石有極高的硬度、良好的導(dǎo)熱性及小的摩擦因數(shù)。該刀具有優(yōu)秀的使用壽命，穩(wěn)定的加

10、工尺寸精度，以及良好的工件表面粗糙度。2.刀具的選用1）應(yīng)盡可能選擇通用的標(biāo)準(zhǔn)刀具。2）盡量使用不重磨刀片，少用焊接刀片。3）大力推廣標(biāo)準(zhǔn)的模塊化刀夾。4）不斷推進(jìn)可調(diào)式刀具的開發(fā)和應(yīng)用。四、切削用量的確定 選用原則是：保證工件加工精度和表面粗糙度，充分發(fā)揮刀具切削性能，保證合理的刀具使用壽命，并充分發(fā)揮機(jī)床的性能，最大限度提高生產(chǎn)率，降低成本。1.背吃刀量ap的確定應(yīng)盡可能使背吃刀量等于工件的加工余量2.主軸轉(zhuǎn)速的確定（1）光車時(shí)主軸轉(zhuǎn)速 根據(jù)允許的切削速度vc和工件直徑d來選擇2）車螺紋時(shí)的主軸轉(zhuǎn)速大多數(shù)經(jīng)濟(jì)型數(shù)控車床推薦車螺紋時(shí)主軸轉(zhuǎn)速n為： 式中p-螺紋的螺距或?qū)С?，單位為mm； K保

11、險(xiǎn)系數(shù)，一般取80。3.進(jìn)給速度f的確定 1）質(zhì)量要求能夠得到保證時(shí)，可選擇較高的進(jìn)給速度。 2）在切斷、車削深孔或用高速鋼刀具車削時(shí)，宜選擇較低的進(jìn)給速度。 3）當(dāng)加工精度、表面粗糙度要求較高的工件時(shí)，進(jìn)給速度應(yīng)選得小些。 4）刀具空行程，特別是遠(yuǎn)距離“回零”時(shí)，可以設(shè)定該機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)所允許的最高進(jìn)給速度。 5）進(jìn)給速度應(yīng)與主軸轉(zhuǎn)速和背吃刀量相適應(yīng)。切削用量的選用原則： 1）粗車時(shí)，首先考慮選擇一個(gè)盡可能大的背吃刀量ap，其次選擇一個(gè)較大的進(jìn)給量f，最后確定一個(gè)合適的切削速度vc。 2）精車時(shí)，加工精度和表面粗糙度要求較高，加工余量不大均勻，因此選擇較小（但不太?。┑谋吵缘读亢瓦M(jìn)給量，并選用

12、切削性能好的刀具材料和合理的幾何參數(shù)，以盡可能提高切削速度。 3）在安排粗、精車切削用量時(shí)，應(yīng)注意機(jī)床說明書給定的允許范圍。 其主要內(nèi)容包括：選擇各加工表面的加工方法、加工階段的劃分、工序的劃分以及安排工序的先后順序等。一、加工方法的選擇 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)類型等因素二、加工階段的劃分（1）粗加工階段主要目標(biāo)是提高生產(chǎn)率。（2）半精加工階段 使主要表面達(dá)到一定的精度，留有一定的精加工余量，為主要表面的精加工做好準(zhǔn)備。（3）精加工階段主要目標(biāo)是全面保證加工質(zhì)量。（4）光整加工階段其主要目的是提高尺寸精度、減小表面粗糙度值。劃分加工階段的目的如下：1）保證加

13、工質(zhì)量。2）合理使用設(shè)備。3）便于及時(shí)發(fā)現(xiàn)毛坯缺陷4）便于安排熱處理工序三、工序的劃分1.工序劃分的原則 （1）工序集中原則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。 （2）工序分散原則工序分散就是將工件的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。2.工序劃分的方法（1）按零件加工表面劃分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。（2）按粗、精加工劃分對(duì)毛坯余量較大和加工精度要求較高的零件，應(yīng)將粗車和精車分開，劃分成兩道或更多的工序。四、加工順序的劃分1.車削加工工序的安排4個(gè)原則（1）先粗后精（2）先近后遠(yuǎn)（3）內(nèi)外交叉

14、原則（4）基面先行原則2.熱處理工序的安排主要取決于零件的材料和熱處理的目的。（1）預(yù)備熱處理工序位置多在機(jī)械加工之前（2）消除殘余應(yīng)力最好安排在粗加工之后精加工之前3.輔助工序的安排（3）最終熱處理常安排在精加工工序（磨削加工）之前 主要包括：檢驗(yàn)、清洗、去毛刺、去磁、倒棱邊、涂防銹油和平衡等4.數(shù)控加工工序與普通加工工序的銜接五、確定進(jìn)給路線工作重點(diǎn)是確定粗加工及空行程的進(jìn)給路線。（1）車圓錐的加工路線分析圖2-27 車正錐的兩種加工路線圖2-28 車倒錐的兩種加工路線五、確定進(jìn)給路線工作重點(diǎn)是確定粗加工及空行程的進(jìn)給路線。（1）車圓錐的加工路線分析圖2-27 車正錐的兩種加工路線圖2-2

15、8 車倒錐的兩種加工路線（2）車圓弧的加工路線分析圖2-29 車圓法切削路線（3）輪廓粗車加工路線分析圖2-31 粗車進(jìn)給路線示意（4）車螺紋時(shí)的軸向進(jìn)給距離分析圖2-32 車螺紋時(shí)的引入距離和超越距離（5）車槽加工路線分析1）對(duì)于寬度、深度值相對(duì)不大，且精度要求不高的槽2）對(duì)于寬度值不大，但深度值較大的深槽零件圖2-33 簡(jiǎn)單槽類零件加工方式圖2-34 深槽零件加工方式3）寬槽的切削圖2-35 寬槽切削方式示意圖（6）車削內(nèi)孔進(jìn)給路線分析 圖2-36 車削內(nèi)孔a）車削通孔 b）車削不通孔 c）車削臺(tái)階孔 d）車削內(nèi)環(huán)槽一、數(shù)控車削用刀具及其選用1.常用車刀的種類和用途分尖形車刀、圓弧形車刀和

16、成形車刀（1）尖形車刀 以直線形切削刃為特征的車刀由直線形的主、副切削刃構(gòu)成圖2-39 尖形車刀示例（2）圓弧形車刀 以一圓度誤差或線輪廓誤差很小的圓弧形切削刃為特征，該車刀圓弧刃上每一點(diǎn)都是圓弧形車刀的刀尖圖2-40 圓弧形車刀（3）成形車刀 俗稱樣板車刀，其加工零件的輪廓形狀完全由車刀切削刃的形狀和尺寸決定圖2-43 常用車刀的種類、形狀和用途1切斷刀 290左偏刀 390右偏刀4彎頭車刀 5直頭車刀 6成形車刀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不通孔車刀2.機(jī)夾可轉(zhuǎn)位車刀的選用由刀墊、可轉(zhuǎn)位刀片、套裝在刀桿和夾固元件組成優(yōu)點(diǎn)：（1）刀具

17、壽命高圖2-44 機(jī)夾可轉(zhuǎn)位車刀結(jié)構(gòu)形式1刀桿 2刀墊3可轉(zhuǎn)位刀片 4夾固元件圖2-45 可轉(zhuǎn)位車刀的內(nèi)部結(jié)構(gòu)1刀片 2刀墊 3卡簧4杠桿 5彈簧 6螺釘 7刀柄（2）生產(chǎn)效率高（3）有利于推廣新技術(shù)、新工藝（4）有利于降低刀具成本二、裝夾刀具的工具系統(tǒng) 一種是刀塊形式，用凸鍵定位，螺釘夾緊定位可靠，夾緊牢固，剛性好，但換裝費(fèi)時(shí)，不能自動(dòng)夾緊。另一種是圓柱柄上銑齒條的結(jié)構(gòu)，可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)夾緊，換裝也快捷，剛性較刀塊的形式稍差。2-46 刀塊式車刀系統(tǒng)圖2-47 圓柱齒條式車刀系統(tǒng)三、裝刀與對(duì)刀1.車刀的安裝圖2-49 車刀的安裝角度2.刀位點(diǎn)圖2-50 車刀的刀位點(diǎn)3.對(duì)刀 手動(dòng)對(duì)刀、自動(dòng)對(duì)刀、定位對(duì)刀法、光學(xué)對(duì)刀法、ATC對(duì)刀法和試切對(duì)刀法（優(yōu)選）4.對(duì)刀點(diǎn)和換刀點(diǎn)位置的確定圖2-51 數(shù)控車床常用試切對(duì)刀方法（1）對(duì)刀點(diǎn)位置的確定選擇原則如下：1）與工件的尺寸設(shè)計(jì)基準(zhǔn)或工藝基準(zhǔn)相一致。2）使加工程序的編制工作簡(jiǎn)單和方便。3）便于用常規(guī)量具和量?jī)x在機(jī)床上進(jìn)行找正。4）該點(diǎn)的對(duì)刀誤差應(yīng)較小，或可能引起的加工誤差為最小。5）盡量使加工程序中的引入（或返回）路線短，并便于換（轉(zhuǎn)）刀。6）避免在執(zhí)行其自動(dòng)補(bǔ)償時(shí)造成“反補(bǔ)償”。7）必要時(shí)，對(duì)刀點(diǎn)可設(shè)定在工件的某一要素或其延長(zhǎng)線上，或設(shè)定在與工件定位基準(zhǔn)有一定坐標(biāo)關(guān)系的夾具某位置上。（2）換刀點(diǎn)位置的確定第一章 液壓傳動(dòng)原理與液壓元件1.