數(shù)控加工工藝介紹

1、數(shù)控加工工藝介紹摘要：本文是有關(guān)數(shù)控加工工藝，其中有加工余量、工序尺寸及公差、數(shù)控加工工藝特點(diǎn)及工藝分析，其中還包括了一副有關(guān)數(shù)控車床復(fù)雜零件的加工工藝分析的例子。數(shù)控加工是指用金屬切屑刀具切除金屬工件上多余的部分，使被加工的工件在形狀，尺寸精度及表面質(zhì)量等方面都符合一定的技術(shù)要求。所以文章一開(kāi)始對(duì)金屬切屑加工和加工中的表面做了介紹。關(guān)鍵詞：加工工藝余量公差A(yù)bstractThisarticleisabouttheCNCmachiningprocess,includingmachiningallowance,processdimensionsandtolerances,characterist

2、icsandtechnologyofNCmachiningprocessanalysis,whichalsoincludesapairofrelevantexamplesofprocessanalysisofCNClathemachiningofcomplexparts.ReferstotheremovalofmetalcuttingtoolNCmachiningonmetalworkunnecessaryparts,machiningofworkpieceshapes,dimensionalaccuracyandsurfacequalityaretomeetcertaintechnicalr

3、equirements.Articlesstartedtosurfaceinmetalcuttingmachiningandprocessingmadeapresentation.KeywordsProcessingtechnologyAllowanceTolerance金屬切削加工和加工中的表面11切屑運(yùn)動(dòng)切削加工是指利用切削工具從工件上切除多余材料，從而獲得具有一定形狀精度、尺寸精度、位置精度和表面質(zhì)量的機(jī)械零件的機(jī)械加工方法。根據(jù)切屑運(yùn)費(fèi)在切屑加工中所起的作用，可將其分主運(yùn)動(dòng)和進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。（1）主運(yùn)動(dòng)直接切除工件上的多余材料，使之變?yōu)榍行?，從而形成工件新表面的運(yùn)動(dòng)。通常主運(yùn)動(dòng)速度較高，消耗

4、的功率最大。如：車床主軸和銑床刀具的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)、龍門刨床工件的往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)等都是主運(yùn)動(dòng)。（2）進(jìn)給運(yùn)動(dòng)講工件地上的多余材料不斷地投入切削區(qū)進(jìn)行切削，以逐漸切削出零件所需整個(gè)表面的運(yùn)動(dòng)。車削時(shí)刀架的移動(dòng)、銑削時(shí)工件的移動(dòng)等都是進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。11加工中的工件表面工件在切削加工過(guò)程中形成了三個(gè)不斷變化著的表面（如圖1-1）1）待加工表面：工件上將要被切除的表面；2）已加工表面：工件上被刀具切除后生成的新表面；3）過(guò)度表面：工件上正在被切削的表面。圖1-1車削時(shí)的運(yùn)動(dòng)和工件上的三個(gè)表面13切屑用量切屑用量是用來(lái)表示切屑加工過(guò)程中主運(yùn)動(dòng)、進(jìn)給運(yùn)動(dòng)和切入兩的參數(shù)，是調(diào)整機(jī)床的依據(jù)。切屑用量包括切屑速度、進(jìn)給量和

5、背吃刀量三個(gè)要素。（1）切削速度：切削刃上選定點(diǎn)相對(duì)于工件主運(yùn)動(dòng)的瞬時(shí)速度。用v表示,單位為m/s。（2）進(jìn)給量：主運(yùn)動(dòng)的一個(gè)循環(huán)內(nèi)刀具和工件沿進(jìn)給運(yùn)動(dòng)方向的相對(duì)位移量。用f表示，對(duì)于車削來(lái)說(shuō)，單位為mm/r。選用多齒刀具時(shí)，也可用每齒進(jìn)給量/z（毫米/齒）和進(jìn)給速度v（mm/s）表示。（如圖1-2）/（3）背吃刀量：過(guò)實(shí)際參加切削的切削刃上相距最遠(yuǎn)的兩點(diǎn)（圖中A、B）,且與v、vf所確定的工作平面Pfe的兩平面間的距離。用a表示，單位為mm。（如p圖1-3）圖1-2切屑用量三要素圖1-3背吃刀量的示意圖數(shù)控加工工藝數(shù)控加工工藝是指當(dāng)機(jī)械加工工藝過(guò)程中某些加工內(nèi)容需要在數(shù)控機(jī)床上完成時(shí)，針對(duì)在

6、數(shù)控機(jī)床上完成的某些加工過(guò)程而采用的工藝，其加工內(nèi)容屬于機(jī)械加工工藝過(guò)程中的組成部分。21加工余量加工余量是只加工時(shí)從加工表面切去的金屬層厚度。加工余量可以分為工序余量和加工總余量。工序余量工序余量是只為完成某一道工序所必須切除的金屬層厚度，即相鄰兩工序的工序尺寸之差。加工余量有雙邊余量和單邊余量之分，平面加工余量是單邊余量，對(duì)于外圓和孔等回轉(zhuǎn)表面，加工余量是指雙邊余量。如圖2-1所示。圖2-1加工余量最大余量、最小余量及余量公差由于毛坯制造和各工序加工后的工序尺寸都不可避免地存在誤差，所以無(wú)論加工總余量還是工序余量都不是一個(gè)固定值，有最大余量、最小余量之分，余量的變動(dòng)范圍稱為余量公差。如圖2

7、-2所示。圖2-2最大余量、最小余量及余量公差加工總余量加工總余量是指由毛坯變成成品的過(guò)程中，從某加工便面上所除的金屬層總厚度，其數(shù)值等于毛坯尺寸與零件圖設(shè)計(jì)尺寸之差。不論是被包容面還是包容面，其加工總余量都等于各個(gè)工序余量之和，即2-8)式中：Zi第i道工序的工序余量；n該表面總共加工的工序數(shù)。22工序尺寸及公差零件上的設(shè)計(jì)尺寸一般要經(jīng)過(guò)幾道工序的加工才能得到，每道工序的十寸是逐步向設(shè)計(jì)尺寸接近的，直到最后工序才能保證設(shè)計(jì)尺寸。下面是工藝基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)重合和不重合兩種情況。1）基準(zhǔn)重合時(shí)工序尺寸及其公差的計(jì)算當(dāng)定位基準(zhǔn)、工序基準(zhǔn)、測(cè)量基準(zhǔn)、編程原點(diǎn)和設(shè)計(jì)基準(zhǔn)重合，表面多次加工時(shí)，工序尺寸及公

8、差的計(jì)算比較容易。計(jì)算步驟為：（1）確定毛坯總余量和工序余量（2）確定工序公差（3）計(jì)算工序基本尺寸（4）標(biāo)注工序尺寸公差【例2-1】某零件的設(shè)計(jì)要求為lOO+o.o35mm,R值為0.8m，毛坯為0a鑄造件，其加工工藝路線為：毛坯粗鏜半精鏜精鏜浮動(dòng)鏜。求各工序尺寸。解首先，通過(guò)查表或者憑經(jīng)驗(yàn)確定毛坯總余量與其公差、工序余量以及工序的經(jīng)濟(jì)精度和公差值，然后，計(jì)算工序基本尺寸，結(jié)果列于表2-1中。表2-1工序尺寸及公差的計(jì)算mm工序名稱工序余量工序的經(jīng)濟(jì)精度工序基本尺寸工序尺寸浮動(dòng)鏜0.1H71000100H7精鏜0.5H9100-0.1=99.9099.9H9半精鏜2.4H1199.9-0.5

9、=99.4099.4H11粗鏜5H1399.4-2.4=97097H13毛坯81.297-5=92或100-8=920921.22）基準(zhǔn)不重合時(shí)工序尺寸及其公差的計(jì)算當(dāng)定位基準(zhǔn)、工序基準(zhǔn)、測(cè)量基準(zhǔn)或編程原點(diǎn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)不重合時(shí)，工序尺寸及其公差的確定需要利用工藝尺寸鏈原理來(lái)進(jìn)行工序尺寸及其公差的計(jì)算。（1）工藝尺寸鏈的概念在零件加工過(guò)程中，由一系列相互聯(lián)系的尺寸所形成的封閉圖形稱為工藝尺寸鏈。其主要特征是：一是封閉性，即尺寸鏈中各個(gè)尺寸的排列呈封閉形式，不封閉就不成為尺寸鏈；二是關(guān)聯(lián)性，即任何一個(gè)直接保證的尺寸及其精度的變化，必將影響間接保證的尺寸及其精度。（2）工藝尺寸鏈的組成我們把組成工藝尺

10、寸鏈的每一個(gè)尺寸稱為環(huán)。封閉環(huán)指在加工過(guò)程中，間接獲得且最后保證的尺寸。組成環(huán)指除封閉環(huán)以外的其他環(huán)。組成環(huán)的尺寸是直接保證的，它又影響到封閉環(huán)的尺寸。按其對(duì)封閉環(huán)的影響又分為增環(huán)和減環(huán)。工藝尺寸鏈的建立確定封閉環(huán)查找組成環(huán)確定增環(huán)和減環(huán)23數(shù)控加工工藝特點(diǎn)及工藝分析數(shù)控機(jī)床加工與普通機(jī)床加工相比，在許多方面都遵循著基本一致的原則，在工藝方法上也有許多相似之處，所不同的是數(shù)控加工的整個(gè)過(guò)程是自動(dòng)的，即把全部工藝過(guò)程、工藝參數(shù)在加工前編寫(xiě)成程序所以數(shù)控加工工藝設(shè)計(jì)要比普通加工方式的工藝具體得多。工藝分析的意義在于明確被加工零件在產(chǎn)品中的位置和作用；找出該零件上有多少主要加工表面；分析該零件主要的

11、技術(shù)要求和關(guān)鍵的技術(shù)問(wèn)題，了解各項(xiàng)公差與技術(shù)要求制定的依據(jù)。數(shù)控加工工藝性分析是指數(shù)控加工的可行性、方便性和特殊性角度出發(fā)，對(duì)數(shù)控加工所承擔(dān)的加工工序進(jìn)行認(rèn)真、仔細(xì)地工藝分析。切屑加工零件結(jié)構(gòu)工藝性的要求：1)尺寸公差、形位公差和表面粗糙度的要求應(yīng)經(jīng)濟(jì)、合理2)工件要便于在機(jī)床或夾具上裝夾、加工和檢查零件應(yīng)有合理的工藝基準(zhǔn)，并盡量與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)一致。而且，有相互位置精度要求的表面盡量有一個(gè)統(tǒng)一的基準(zhǔn)零件的結(jié)構(gòu)要素應(yīng)盡可能統(tǒng)一，并能盡量使用標(biāo)準(zhǔn)刀具進(jìn)行加工，以減少刀具的種類零件的結(jié)構(gòu)應(yīng)盡量便于多件同時(shí)加工，以減少刀具調(diào)整與走刀次數(shù)數(shù)控車床復(fù)雜零件的加工工藝分析零件為階梯軸，材料為45#鋼，采用1：1

12、比例。共有5個(gè)軸段，需要加工外圓、螺紋。螺紋和槽寬軸段總長(zhǎng)長(zhǎng)度要求20mm,工件沒(méi)有形狀公差，沒(méi)有相互位置公差要求。如圖3-1所示。13S圖3-1零件圖零件加工的工藝分析(1)軸類零件加工的工藝路線1)基本加工路線外圓加工的方法很多，基本加工路線可歸納為四條。粗車半精車精車對(duì)于一般常用材料，這是外圓表面加工采用的最主要的工藝路線。粗車半精車粗磨精磨對(duì)于黑色金屬材料，精度要求高和表面粗糙度值要求較小、零件需要淬硬時(shí)，其后續(xù)工序只能用磨削而采用的加工路線。粗車半精車精車金剛石車對(duì)于有色金屬，用磨削加工通常不易得到所要求的表面粗糙度，因?yàn)橛猩饘僖话惚容^軟，容易堵塞沙粒間的空隙，因此其最終工序多用精

13、車和金剛石車。粗車半精粗磨精磨光整加工對(duì)于黑色金屬材料的淬硬零件，精度要求高和表面粗糙度值要求很小，常用此加工路線。工件的工藝分析此工件需要切削螺紋，因此必須要增加退刀槽，退刀槽寬度不小于1.2倍螺距，深度超過(guò)絲底尺寸,其作用：1、便于車削螺紋退刀,不傷及工件其他尺寸；2、使螺紋上滿扣。此工件槽寬為4mm大于螺紋導(dǎo)程28xl.5mm；退刀槽的深度2mm大于螺紋牙高；由于材料長(zhǎng)度余量很小，用三爪夾持054外圓加工；為了防止工件變形應(yīng)先加工外圓再加工螺紋，加工中應(yīng)先用外圓車刀加工零件端面和40的外圓及R25、R15的圓弧部分，螺紋刀加工螺紋。加工方法的選擇1.外圓表面加工方法的選擇外圓表面加工方法

14、主要是車削和磨削。當(dāng)表面粗糙度較小時(shí)，還要經(jīng)光整加工。2外圓加工工序安排。見(jiàn)表3-1所示表3-1外圓加工工序安排序號(hào)加工方法加工精度（公差等級(jí)表示）加工粗糙度值Ra/m適用范圍1粗車IT11-1312.5-50適用于淬火鋼以外的各種金屬2粗車-半精車IT8T03.2-6.33粗車-半精車-精車IT7-81.6-3.24粗車-半精車-精車-滾壓（或拋光）IT7-80.25-0.25粗車-半精車-精車-細(xì)車IT6-70.2-0.636粗車-半精車-磨削IT7-80.4-0.8主要用于淬火鋼，也可用于為淬火鋼，但不宜加工有色金屬。7粗車-半精車-粗磨-精磨IT6-70.1-0.48粗車-半精車-粗磨

15、-精磨-超精加工IT150.012-0.19粗車-半精車-精車-精細(xì)車IT6-70.025-0.4主要用于要求較咼的有色金屬。10粗車-半精車-粗磨-精磨-超精磨IT5以上0.006-0.25極高精度的外11粗車-半精車-精車-粗磨-精磨-研磨IT5以上0.006-0.1圓加工最終工序?yàn)檐囅鞯募庸し桨?，適用于除淬火鋼以外的各種金屬。最終工序?yàn)槟ボ囅鞯募庸し桨?，適用于淬火鋼、未淬火鋼和鑄鐵，不適于有色金屬，因韌性大，磨削時(shí)易堵砂輪。另淬火鋼和鑄鐵硬度高，車削加工困難，不能采用車削。此工件結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，分為粗加工、半精加工和精加工，兩個(gè)工序，掉頭安裝，兩個(gè)工位，共分為4個(gè)工步。見(jiàn)表3-2所示。表3-2刀具及切削參數(shù)表工步號(hào)工步內(nèi)容刀具號(hào)刀具類型切削用量備注主軸轉(zhuǎn)速r/min進(jìn)給速度mm/r1下料2平端面T01930外圓車刀15000.13粗車外圓臺(tái)階T01930外圓車刀8000.24半精車外圓T0293o外圓車刀10000.25精車外圓臺(tái)階T0293o外圓車刀12000.16加工螺紋T04600螺紋車刀3502備注：結(jié)論通過(guò)這一段