數(shù)控車削加工工藝oweroinresen

數(shù)控車削加工工藝分析

了解數(shù)控車削加工工藝范圍和尺寸范圍。從幾何形狀、尺寸精度、材質(zhì)要求等了解工藝分析內(nèi)容。

教學(xué)目的：數(shù)控車加工工藝范圍

數(shù)控車加工工藝范圍

（1）輪廓形狀特別復(fù)雜或難于控制尺寸的回轉(zhuǎn)體零件數(shù)控車較適合車削普通車床難于實(shí)現(xiàn)的由任意直線和平面曲線（圓弧和非圓曲線類）組成的形狀復(fù)雜的回轉(zhuǎn)體零件，斜線和圓弧均可直接由插補(bǔ)功能實(shí)現(xiàn)，非圓曲線可用數(shù)學(xué)手段轉(zhuǎn)化為小段直線或小段圓弧后作插補(bǔ)加工得到。對于一些具有封閉內(nèi)成型面的殼體零件，如“口小肚大”的孔腔，在普通車床上是無法加工的，而在數(shù)控車床上則很容易加工出來。數(shù)控車加工的工藝范圍

（2）精度要求高的回轉(zhuǎn)體零件數(shù)控車床系統(tǒng)的控制分辨率一般為0.01~0.001mm。在特種精密數(shù)控車床上，還可加工出幾何輪廓精度達(dá)0.0001mm、表面粗糙度Ra達(dá)0.02μm的超精零件（如復(fù)印機(jī)中的回轉(zhuǎn)鼓及激光打印機(jī)上的多面反射體等），數(shù)控車床通過恒線速度切削功能，可加工表面精度要求高的各種變徑表面類零件。數(shù)控車加工的工藝范圍

（3）帶特殊螺紋的回轉(zhuǎn)體零件普通車床只能車等導(dǎo)程的直、錐面公英制螺紋，而且一臺車床只能限定加工若干種導(dǎo)程的螺紋。數(shù)控車床則還能車削變導(dǎo)程的螺紋、高精度的模數(shù)螺旋零件（如蝸桿）及端面盤形螺旋零件等。由于數(shù)控車床進(jìn)行螺紋加工不需要掛輪系統(tǒng)，因此對任意導(dǎo)程的螺紋均不受限制，且其加工多頭螺紋比普通車床要方便得多。

數(shù)控車加工尺寸范圍

車削零件的尺寸范圍指的是加工零件的有效車削直徑和有效切削長度，而不是車床標(biāo)牌中標(biāo)明的車削直徑和加工長度。車床標(biāo)牌中車削直徑是指主軸軸線（回轉(zhuǎn)中心）到拖板導(dǎo)軌距離的兩倍；加工長度是指主軸卡盤到尾座頂尖的最大裝卡長度。但實(shí)際加工時往往不能真正達(dá)到上述尺寸，車床的實(shí)際加工范圍常受車床結(jié)構(gòu)（刀架位置、刀盤大?。┖图庸r所用刀具種類（鏜刀類或內(nèi)外圓車刀）等因素影響。數(shù)控車加工尺寸范圍

有效車削直徑后置式刀盤機(jī)床，以刀具安裝孔軸線與主軸軸線重合（軸端鉆孔）時為X=0刀盤+X最大移動距離為180mm，-X向最大移動距離為=80mm行程范圍260mm安裝外圓車刀時刀桿探出長度一般為刀桿厚度的1~1.5倍，若TL為55mm則外圓車刀的有效移動范圍為180-55=125mm，能加工軸類零件的最大有效直徑約為250mm。數(shù)控車加工尺寸范圍

有效車削直徑套類零件鏜孔時，如圖（b）所示，當(dāng)?shù)毒哒b時，若刀尖距安裝孔軸線的距離TL為20，則最大有效鏜孔直徑為Dmax=2*（180+20）=400mm。由于刀盤通常按偶數(shù)個刀位設(shè)計(jì)，如果將刀具背裝到對面180o的位置，如圖（c）所示，利用刀盤直徑，可擴(kuò)大軸套和輪盤類零件的有效加工直徑，即大于機(jī)床提供的最大切削直徑400mm。數(shù)控車加工尺寸范圍

有效切削長度

外圓加工時有效切削長度主要受Z向行程極限的制約，而內(nèi)孔加工時，為確保刀具的退出，其有效切削長度大約為Z向行程范圍的1/2

數(shù)控車加工工藝分析

數(shù)控車削加工零件工藝性分析包括：零件結(jié)構(gòu)形狀的合理性幾何圖素關(guān)系的確定性精度及技術(shù)要求的可實(shí)現(xiàn)性工件材料的可切削性能等

數(shù)控車加工工工藝分析析結(jié)構(gòu)形狀和和幾何關(guān)系系工藝分析--精度及技術(shù)術(shù)要求1）．尺寸公公差要求對尺寸公差差要求較高高時，若采采用一般車車削工藝達(dá)達(dá)不到精度度要求時，，可采取其其他措施（（如磨削））彌補(bǔ)，并并注意給后后續(xù)工序留留有余量。。一般來說說，粗車的的尺寸公差差等級為IT12~IT11，半精車為為IT10~IT9，精車為IT8~IT7（外圓精度度可達(dá)IT6）。2）．形狀和和位置公差差要求在工藝準(zhǔn)備備過程中，，按其要求求確定零件件的定位基基準(zhǔn)和檢測測基準(zhǔn)，并并滿足其設(shè)設(shè)計(jì)基準(zhǔn)的的規(guī)定。例例如，對有有較高位置置精度要求求的表面，，應(yīng)在一次次裝夾下完完成這些表表面的加工工。3）．表面粗粗糙度要求求表面粗糙度度是合理安安排車削工工藝、選擇擇機(jī)床、刀刀具及確定定切削用量量的重要依依據(jù)。例如如，對表面面粗造度要要求較高的的表面，應(yīng)應(yīng)選擇剛性性好的機(jī)床床并確定用用恒線速度度切削。一一般地，粗粗車的表面面粗糙度Ra為25μm~12.5μm，半精車Ra為6.3μm~3.2μm，精車Ra為1.6μm~0.8μm（精車有色色金屬Ra可達(dá)0.8μm~0.4μm）。數(shù)控車加工工工藝分析析3．材料要求求零件毛坯材材料及熱處處理要求，，是選擇刀刀具（材料料、幾何參參數(shù)及使用用壽命），，確定加工工工序、切切削用量及及選擇機(jī)床床的重要依依據(jù)。4．加工數(shù)量量零件的加工工數(shù)量對工工件的裝夾夾與定位、、刀具的選選擇、工序序的安排及及走刀路線線的確定等等都是不可可忽視的參參數(shù)。批量生產(chǎn)時時，應(yīng)在保保證加工質(zhì)質(zhì)量的前提提下突出加加工效率和和加工過程程的穩(wěn)定性性，其加工工工藝涉及及的夾具選選擇、走刀刀路線安排排、刀具排排列位置和和使用順序序等都要仔仔細(xì)斟酌。。單件生產(chǎn)時時，要保證證一次合格格率，特別別是復(fù)雜高高精度零件件，效率退退居到次要要位置，且且單件生產(chǎn)產(chǎn)要避免過過長的生產(chǎn)產(chǎn)準(zhǔn)備時間間，盡可能能采用通用用夾具或簡簡單夾具、、標(biāo)準(zhǔn)機(jī)夾夾刀具或可可刃磨焊接接刀具，加加工順序、、工藝方案案也應(yīng)靈活活安排。切削刀具及及其選擇了解刀具的的種類及其其構(gòu)造特點(diǎn)點(diǎn)、刀具的的基本角度度及其選用用，刀具材材料及其適適用性。教學(xué)目的：：（1）前刀面（Aγ）刀具上切屑屑流過的表表面。（2）主后刀面（（Aα）刀具上與過過渡表面相相對的表面面。（3）副后刀面（（Aα‘）刀具上與已已加工表面面相對的表表面。（4）主切削刃（（S）前刀面與主主后刀面的的交線，承承擔(dān)主要切切削工作。。（5）副切削刃（（S‘）前刀面與副副后刀面的的交線，它它配合主切切削刃完成成金屬切除除工作。（6）刀尖：主切削刃與與副切削刃刃的連接處處的一小部部分切削刃刃。通常，，刀尖可有有修圓和倒倒角兩種形形式。刀刃部分的的結(jié)構(gòu)切削部分由由三個刀面面、二個切切削刃、一一個刀尖組組成。（1）基面：過主切削削刃上的的一點(diǎn)，，垂直于于切削速速度方向向的平面面，用Pr表示。（2）切削平面面：過主切削削刃上的的一點(diǎn)，，與主切切削刃相相切并垂垂直于基基面的平平面，用用Ps表示。（3）正交平面面：垂直于主主切削刃刃在基面面上投影影的平面面，又稱稱主剖面面，用Po表示。刀具的幾幾何角度度切削平面面、基面面、正交交平面（（主剖面面）在空空間相互互垂直，，構(gòu)成一一個空間間直角坐坐標(biāo)系，，是車刀刀幾何角角度的測測量基準(zhǔn)準(zhǔn)。在正交面面中測量量1）前角（（g0）：前刀刀面（Ag）與基面面（Pr）的夾角角。當(dāng)前前刀面與與基面的的夾角小小于90°時，g0為正值；；大于90°時，g0為負(fù)值，，它對刀刀具切削削性能有有很大的的影響。。2）后角（（α0）：后刀刀面（Aα）與切削削平面（（Ps）間的夾夾角。當(dāng)當(dāng)后刀面面與切削削平面的的夾角小小于90°時，α0為正值；；大于90°時，α0為負(fù)值。。前刀面與與后刀面面間的夾夾角β稱為楔角角，有β＝90°－（g0＋α0）刀具的幾幾何角度度刀具的幾幾何角度度在基面中中測量１）主偏偏角（Кｒ）：主主切削刃刃在基面面上的投投影與進(jìn)進(jìn)給運(yùn)動動方向的的夾角。。它總為為正值。。２）副偏偏角（Кｒ’）：：副切削削刃在基基面上的的投影與與進(jìn)給運(yùn)運(yùn)動相反反方向的的夾角。。主切削刃刃和副切切削刃在在基面上上的投影影的夾角角稱為刀刀尖角εｒεｒ＝１８８０－（（Кｒ+Кｒ‘）刀具的幾幾何角度度在切削平平面中測測量刃傾角（（ls）：主切切削刃（（S）與基面面（Pr）的夾角角。當(dāng)?shù)兜都鉃樽钭罡唿c(diǎn)時時，ls為正值；；當(dāng)?shù)都饧鉃樽畹偷忘c(diǎn)時，，ls為負(fù)值；；當(dāng)主切切削刃與與基面平平行時，，ls為零在副正交交平面（（垂直于于副切削削刃在基基面上投影的平平面）內(nèi)內(nèi)測量副后角（（α0’）：副后后刀面與與副切削削平面的夾角角。副前角（（g0’）、副刃刃傾角（（ls‘）：可通通過換算算得到，，故稱派派生角度度。車刀的六六個基本本角度：：前角（g0）、后角角（α0）、刃傾傾角（ls）主偏角(Кｒ)、副偏角角(Кｒ‘)、副后角角(α0’)（1）前角的的影響增大前角角可使切切削變形形減小，，使切削削力、切切削溫度度降低，，也能抑抑制積屑屑瘤等現(xiàn)現(xiàn)象，提提高已加加工表面面的質(zhì)量量。但前前角過大大，會造造成刀具具楔角變變小，刀刀頭強(qiáng)度度降低，，散熱體體積變小小，切削削溫度升升高，刀刀具磨損損加劇，，刀具耐耐用度降降低。（2）前角的的選擇加工塑料料材料選選大前角角，加工工脆性材材料選小小前角；；材料的的強(qiáng)度、、硬度越越高，前前角越小小，甚至至為負(fù)值值。高速鋼刀刀具強(qiáng)度度高、韌韌性好，，可選較較大前角角；硬質(zhì)質(zhì)合金刀刀具的硬硬度高、、脆性大大，應(yīng)選選較小的的前角；；陶瓷刀刀具脆性性更大，，不耐沖沖擊，前前角應(yīng)更更小。粗加工、、斷續(xù)切切削選較較小前角角；精加加工選較較大前角角。機(jī)床功率率大、工工藝系統(tǒng)統(tǒng)剛度高高，可選選較小前前角；機(jī)機(jī)床功率率小、工工藝系統(tǒng)統(tǒng)剛度低低，可選選較大的的前角。。刀具的幾幾何角度度與刃部部參數(shù)選選擇刀具的幾幾何角度度與刃部部參數(shù)選選擇（1）后角的的影響后角的大大小主要要影響后后刀面與與已加工工表面之之間的摩摩擦。增增大后角角，可減減小刀具具后刀面面的摩擦擦與磨損損，楔角角減小，，刀刃鋒鋒利。但但后角太太小會使使刀刃強(qiáng)強(qiáng)度、散散熱能力力、刀具具耐用度度降低。。（2）后角的的選擇粗加工、、強(qiáng)力切切削及承承受沖擊擊載荷的的刀具要要求刀具具強(qiáng)固，，應(yīng)選小小后角；；精加工工刀具磨磨損主要要發(fā)生在在切削刃刃和后刀刀面上，，選大后后角可以以提高刀刀具耐用用度和工工件的加加工表面面質(zhì)量。。工件材料料的塑性性好、韌韌性大，，容易產(chǎn)產(chǎn)生加工工硬化，，選大后后角可減減小摩擦擦；工件件材料的的強(qiáng)度或或硬度高高時，選選小后角角可保證證刀具刃刃口強(qiáng)度度。工藝系統(tǒng)統(tǒng)剛度低低，切削削時容易易出現(xiàn)振振動，應(yīng)應(yīng)選小后后角，以以增大后后刀面與與加工表表面的接接觸面積積，增強(qiáng)強(qiáng)刀具的的阻尼作作用。也也可以在在后刀面面上磨出出刃帶或或消振棱棱，以提提高工件件的加工工表面質(zhì)質(zhì)量。刀具的幾幾何角度度與刃部部參數(shù)選選擇（1）主、副副偏角的的影響主偏角減減小時刀刀尖角增增大、刀刀尖強(qiáng)度度提高、、散熱體體積增大大，同時時參加切切削的刃刃長增加加，可減減小因切切入沖擊擊而造成成的刀尖尖損壞，，從而提提高刀具具的耐用用度，還還可使已已加工表表面的表表面粗糙糙度減小小。但減減小主偏偏角會使使背向力力增高，，易造成成工件或或刀桿彎彎曲變形形，影響響加工精精度。（2）主、副副偏角的的選擇工藝系統(tǒng)統(tǒng)剛度小小時，取取大的主主偏角；；加工很很硬的材材料時，，為減小小單位切切削刃上上的負(fù)荷荷，宜取取較小的的主偏角角。切削削層面積積相同時時，主偏偏角大的的切削厚厚度大，，易斷屑屑。副偏角的的作用是是減小副副切削刃刃與工件件已加工工表面間間的摩擦擦。副偏偏角太大大會使工工件表面面粗糙度度增大，，太小又又會使背背向力增增大。在在不引起起振動的的前提下下取較小小的副偏偏角；工工藝系統(tǒng)統(tǒng)剛度低低時宜取取較大的的副偏角角。刀具的幾幾何角度度與刃部部參數(shù)選選擇（1）刃傾角角的影響響刃傾角的的功用是是控制切切屑流出出的方向向，增加加刀刃的的鋒利程程度。延延長刀刃刃參加工工作的長長度，保保護(hù)刀尖尖，使切切削過程程平穩(wěn)。。（2）刃傾角角的選擇擇粗加工時時應(yīng)選負(fù)負(fù)刃傾角角，以提提高刃口口強(qiáng)度；；有沖擊擊載荷時時，為了了保證刀刀尖強(qiáng)度度，應(yīng)盡盡量取較較大的刃刃傾角；；精加工時時，為保保證加工工質(zhì)量宜宜采用正正刃傾角角，使切切屑流向向刀桿以以免劃傷傷已加工工表面；；工藝系統(tǒng)統(tǒng)剛度不不足時，，取正刃刃傾角以以減小背背向力；；刀具材材料、工工件材料料硬度較較高時，，取負(fù)刃刃傾角。。刀具的切切削性能能高硬度刀具材料的硬度必須高于被加工工件材料的硬度，以使刀具在高溫、高壓下仍能保持刀具鋒利的幾何形狀。常溫下，刀具材料的硬度都在HRC62以上足夠的強(qiáng)度和韌性刀具切削部分的材料在切削時要承受很大的切削力和沖擊力，因此刀具材料必須要有足夠的強(qiáng)度和韌性，一般用刀具材料的抗彎強(qiáng)度σb表示它的強(qiáng)度大小，用沖擊韌度σk表示其韌性的大小。它們反映刀具材料抵抗脆性斷裂和崩刃的能力高耐磨性和耐熱性刀具材料的耐磨性是指抵抗磨損的能力，一般來說，刀具材料的硬度越高，耐磨性越好；耐熱性通常用材料在高溫下保持較高硬度的性能來衡量，即紅硬性，耐熱性越好，刀具材料在切削過程中抗變形和抗磨損的能力就越強(qiáng)良好的導(dǎo)熱性刀具材料的導(dǎo)熱性用熱導(dǎo)率表示，熱導(dǎo)率大導(dǎo)熱性能好，切削時產(chǎn)生的熱容易傳導(dǎo)出去，從而降低刀具切削部分的溫度，減輕道具的磨損，提高刀具材料耐熱沖擊和抗熱龜裂的能力良好的工藝性刀具材料要有較好的可加工性，包括：鍛壓、焊接、切削加工、熱處理、可磨性等，以方便刀具的制造經(jīng)濟(jì)性價(jià)格便宜，容易推廣使用，獲得好的效益數(shù)控刀具具的材料料高速鋼鎢鈷類YG鎢鈦鈷類類YT高性能高高速鋼普通高速速鋼硬質(zhì)合金金鎢鈦鉭（（鈮）鈷鈷類YW涂層/陶瓷純氧化鋁鋁類（白白色陶瓷瓷）TiC添加類（（黑色陶陶瓷）立方碳化化硼CNB聚晶金剛剛石ND常用刀具具材料合金鋼加加鎢W/鉬Mo/釩V/鉻Cr/鈷Co等,強(qiáng)度高、、韌性好好、易加加工，HRC62~67,Vc<60m/min.用鉬Mo/鎳Ni/鈷Co等將WC/TiC/TaC粘合燒結(jié)結(jié)而成,耐熱、高高硬、但但韌性差差、加工工性差。。HRC80,Vc=（4~10）V高速.高硬HRC78、耐熱,抗彎性差差、韌性性差，抗抗沖擊能能力差，，易崩刃刃。刀具材料料選用高速鋼刀刀具韌性性好，一一般做成成整體式式。普通通高速鋼鋼刀具應(yīng)應(yīng)用最廣廣，大切切削量粗粗加工時時常用。。但不能能加工硬硬度高材材料的工工件。高高性能高高速鋼具具有針對對性，可可加工不不銹鋼、、高溫合合金、鈦鈦合金等等難加工工材料。。硬質(zhì)合金金刀具韌韌性差，，抗彎強(qiáng)強(qiáng)度低，，很少做做成整體體式，一一般為鑲鑲焊或制制成刀片片形式。。K類（YG）用于短短切屑黑黑色、有有色金屬屬、非金金屬脆性性材料加加工，如如鑄鐵、、青銅等等。P類（YT）用于塑塑性好的的長切屑屑黑色金金屬加工工。M類（YW）用于長長短切屑屑黑色及及有色金金屬加工工。粗加工：：K30~K50、P30~P50、M30~M40半精加工工：K15~K25、P15~P25、M15~M25精加工：：K01~K10、P01~P10、M05~M10刀具材料料選用涂層硬質(zhì)質(zhì)合金刀刀具視涂涂層材質(zhì)質(zhì)按相應(yīng)應(yīng)硬質(zhì)合合金適用用性選用用。陶瓷刀片片常用于于無沖擊擊振動的的連續(xù)高高速車削削。立方氮化化硼用于于高硬、、高強(qiáng)度度難切削削的鐵族族材料加加工，如如淬火鋼鋼、冷硬硬鑄鐵、、高溫合合金等。。金剛石多多用于有有色金屬屬及其合合金的高高速精細(xì)細(xì)加工，，如鏡面面車削。。數(shù)控車削削刀具的的選擇數(shù)控車削削選擇刀具具主要考考慮如下下幾個方方面的因因素：（1）一次連連續(xù)加工工表面盡盡可能多多。（2）在切削削過程中中，刀具具不能與與工件輪輪廓發(fā)生生干涉。。（3）有利于于提高加加工效率率和加工工表面質(zhì)質(zhì)量。（4）有合理理的刀具具強(qiáng)度和和壽命。。數(shù)控車削削對刀具具的要求求更高。