數(shù)控切削加工工藝設(shè)計(jì)

5.3、數(shù)控編程的內(nèi)容與步驟工藝制定得是否合理，對(duì)程序編制、機(jī)床加工效率和零件加工精度等都有重要的影響。工藝分析和制定過(guò)程：

零件圖紙工藝分析

確定裝夾方案

確定工序方案

確定工步順序

確定進(jìn)給路線(xiàn)

確定所用刀具

確定切削參數(shù)

填寫(xiě)工藝文件

分析零件的幾何要素：首先從零件圖的分析中,了解工件的外形、結(jié)構(gòu)，工件上須加工的部位及其形狀、尺寸精度、和表面粗糙度；了解各加工部位之間的相對(duì)位置和尺寸精度；了解工件材料及其它技術(shù)要求。從中找出工件經(jīng)加工后，必須達(dá)到的主要加工尺寸和重要位置尺寸精度。分析了解工件的工藝基準(zhǔn)：包括其外形尺寸、在工件上的位置、結(jié)構(gòu)及其他部位的相對(duì)關(guān)系等。對(duì)于復(fù)雜工件或較難辨工藝基準(zhǔn)的零件圖，尚需詳細(xì)分析有關(guān)裝配圖，了解該零件的裝配使用要求，找準(zhǔn)工件的工藝基準(zhǔn)。

了解工件的加工數(shù)量：不同的加工數(shù)量所采用的工藝方案也不同。5.3分析零件圖

制訂工藝方案

研究制定工藝方案的前提是：熟悉本廠機(jī)床設(shè)備條件，把加工任務(wù)指定給最適宜的工種，盡可能發(fā)揮機(jī)床的加工特長(zhǎng)與使用效率。并按照分析上述零件圖所了解的加工要求，合理安排加工順序。一、安排加工順序的一般方法（1）安排工件上基準(zhǔn)部位的輔助加工及其他準(zhǔn)備工序。（2）安排工件工藝基準(zhǔn)面的加工工序。二、根據(jù)工件的加工批量大小，確定加工工序的集中與分散：三、充分估計(jì)加工中會(huì)出現(xiàn)的問(wèn)題，有針對(duì)性地予以解決。例如：對(duì)于薄壁工件要解決裝夾變形和車(chē)削震動(dòng)的問(wèn)題。對(duì)有角度位置的工件要解決角度定位問(wèn)題。對(duì)于偏心工件要解決偏心夾具或裝夾問(wèn)題。選擇加工內(nèi)容一般可按下列順序考慮：優(yōu)先選擇普通車(chē)床無(wú)法加工的內(nèi)容。重點(diǎn)選擇普通車(chē)床加工困難、指令難以保證的內(nèi)容。選擇普通車(chē)床加工效率低、工人手工操作勞動(dòng)強(qiáng)度大的內(nèi)容。加工內(nèi)容的確定數(shù)控車(chē)削的工藝分析

選擇數(shù)控車(chē)床重點(diǎn)考慮：機(jī)床類(lèi)型機(jī)床規(guī)格機(jī)床精度主軸電動(dòng)機(jī)功率及進(jìn)給驅(qū)動(dòng)力數(shù)控車(chē)床的選擇數(shù)控車(chē)削的工藝分析

工序的劃分原則：工序集中批量生產(chǎn)中工序的劃分方法：按粗、精加工劃分按所用刀具劃分工序的確定數(shù)控車(chē)削的工藝分析

常用的裝夾方式三爪自定心卡盤(pán)裝夾兩頂尖之間裝夾卡盤(pán)和頂尖裝夾雙三爪定心卡盤(pán)裝夾裝夾方式的確定確定走刀路線(xiàn)的一般原則是：保證零件的加工精度和表面粗糙度要求。縮短走刀路線(xiàn)，減少進(jìn)退刀時(shí)間和其他輔助時(shí)間。方便數(shù)值計(jì)算，減少編程工作量。盡量減少程序段數(shù)。走刀路線(xiàn)的確定數(shù)控車(chē)削的工藝分析

數(shù)控車(chē)削的工藝分析

走刀路線(xiàn)的確定車(chē)圓錐的加工路線(xiàn)分析

數(shù)控車(chē)床上車(chē)外圓錐，假設(shè)圓錐大徑為D，小徑為d，錐長(zhǎng)為L(zhǎng)，車(chē)圓錐的加工路線(xiàn)如圖所示。按圖a中的階梯切削路線(xiàn)，二刀粗車(chē)，最后一刀精車(chē)；二刀粗車(chē)的終刀距S要作精確的計(jì)算，可有相似三角形得：D-d2L＝D-d2S-apD-d2L（＝D-d2S-ap）

此種加工路線(xiàn)，粗車(chē)時(shí)，刀具背吃刀量相同，但精車(chē)時(shí)，背吃刀量不同；同時(shí)刀具切削運(yùn)動(dòng)的路線(xiàn)最短。數(shù)控車(chē)削的工藝分析

車(chē)圓錐的加工路線(xiàn)分析走刀路線(xiàn)的確定

按圖b的相似斜線(xiàn)切削路線(xiàn)，也需計(jì)算粗車(chē)時(shí)終刀距S，同樣由相似三角形可計(jì)算得出。按此種加工路線(xiàn)，刀具切削運(yùn)動(dòng)的距離較短。

按圖c的斜線(xiàn)加工路線(xiàn)，只需確定每次背吃刀量ap，而不需計(jì)算終刀距，編程方便。但在每次切削中背吃刀量是變化的，且刀具切削運(yùn)動(dòng)的路線(xiàn)較長(zhǎng)。數(shù)控車(chē)削的工藝分析

走刀路線(xiàn)的確定車(chē)圓弧的加工路線(xiàn)分析

應(yīng)用G02（或G03）指令車(chē)圓弧，若用一刀就把圓弧加工出來(lái)，這樣吃刀量太大，容易打刀。所以，實(shí)際車(chē)圓弧時(shí)，需要多刀加工，先將大多余量切除，最后才車(chē)得所需圓弧。

右圖為車(chē)圓弧的階梯切削路線(xiàn)。即先粗車(chē)成階梯，最后一刀精車(chē)出圓弧。此方法在確定了每刀吃刀量ap后，須精確計(jì)算出粗車(chē)的終刀距S，即求圓弧與直線(xiàn)的交點(diǎn)。此方法刀具切削運(yùn)動(dòng)距離較短，但數(shù)值計(jì)算較繁。數(shù)控車(chē)削的工藝分析

走刀路線(xiàn)的確定車(chē)圓弧的加工路線(xiàn)分析

右圖為車(chē)圓弧的同心圓弧切削路線(xiàn)。即用不同的半徑圓來(lái)車(chē)削，最后將所需圓弧加工出來(lái)。此方法在確定了每次吃刀量aP后，對(duì)90°圓弧的起點(diǎn)、終點(diǎn)坐標(biāo)較易確定，數(shù)值計(jì)算簡(jiǎn)單，編程方便，常采用。但按圖b加工時(shí)，空行程時(shí)間較長(zhǎng)。

右圖為車(chē)圓弧的車(chē)錐法切削路線(xiàn)。即先車(chē)一個(gè)圓錐，再車(chē)圓弧。但要注意，車(chē)錐時(shí)的起點(diǎn)和終點(diǎn)的確定，若確定不好，則可能損壞圓錐表面，也可能將余量留得過(guò)大。確定方法如圖所示，連接OC交圓弧于D，過(guò)D點(diǎn)作圓弧的切線(xiàn)AB。徑向切入法

側(cè)向切入法

一般的螺紋切削；加工螺紋螺距4以下。

用于工件剛性低易振動(dòng)的場(chǎng)合；用于切削不銹鋼等難加工材料；加工螺紋螺距4以上。數(shù)控車(chē)削的工藝分析螺紋切削方式外螺紋右螺紋左螺紋右手刀柄左手刀柄

數(shù)控車(chē)削的工藝分析螺紋加工方法內(nèi)螺紋右螺紋左螺紋右手刀柄左手刀柄

螺紋加工方法數(shù)控車(chē)削的工藝分析數(shù)控車(chē)削的工藝分析螺紋加工進(jìn)刀次數(shù)及進(jìn)刀量的選擇應(yīng)根據(jù)螺距來(lái)選擇走刀次數(shù)及進(jìn)給量，以保證螺紋的精度及質(zhì)量。數(shù)控車(chē)床切削用量的選擇原則是：粗車(chē)時(shí)，首先應(yīng)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)合理的切削速度vc。精車(chē)時(shí)，應(yīng)選用較小的背吃刀量ap和進(jìn)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vc。切削用量的選擇數(shù)控車(chē)削的工藝分析

進(jìn)給量切削速度(V)背吃刀量ap數(shù)控車(chē)削的工藝分析切削用量的確定vc(m/min)：切削速度

π(3.14)：圓周率

D1(mm)：刀具直徑

n(min-1)：主軸轉(zhuǎn)速

※用1000去除，為將mm換算成mvf(mm/min)：主軸（Z軸）進(jìn)給速度

fr(mm/rev)：每轉(zhuǎn)進(jìn)給量

n(min-1)：主軸轉(zhuǎn)速

主軸每分鐘進(jìn)給量(vf)

切削速度(vc)

(例題)

主軸轉(zhuǎn)速2000min-1、車(chē)削直徑?50，求此時(shí)的切削速度？答）

π=3.14、D=125、n=2000代入公式V=(π×D×n)÷1000=(3.14×50×2000)÷1000

=314(m/min)

切削速度為314m/min刀具的選擇數(shù)控車(chē)削的工藝分析

根據(jù)與刀體的連接方式不同分：焊接式車(chē)刀機(jī)械夾固式車(chē)刀可轉(zhuǎn)位車(chē)刀刀具的選擇數(shù)控車(chē)削的工藝分析

按車(chē)刀的類(lèi)型分：尖形車(chē)刀圓弧形車(chē)刀成型車(chē)刀數(shù)控車(chē)削的工藝分析

一、軸類(lèi)零件的數(shù)控車(chē)削工藝典型數(shù)控車(chē)削零件的工藝分析

圖示是模具芯軸的零件簡(jiǎn)圖。零件的徑向尺寸公差為±0.01mm，角度公差為±0.1°，材料為45鋼。毛坯尺寸為φ66mm×100mm，批量

30件。數(shù)控車(chē)削的工藝分析

一、軸類(lèi)零件的數(shù)控車(chē)削工藝典型數(shù)控車(chē)削零件的工藝分析

經(jīng)過(guò)分析可制定加工方案如下：

工序1：用三爪卡盤(pán)夾緊工件一端，加工φ64×38柱面并調(diào)頭打中心孔。

工序2：用三爪卡盤(pán)夾緊工件φ64一端，另一端用頂尖頂住。加工φ64×62柱面，如圖所示。

工序3：①鉆螺紋底孔；②精車(chē)φ20表面，加工14°錐面及背端面；③攻螺紋，如圖所示。數(shù)控車(chē)削的工藝分析

一、軸類(lèi)零件的數(shù)控車(chē)削工藝典型數(shù)控車(chē)削零件的工藝分析

工序4加工SR19.4圓弧面、φ26圓柱面、角15°錐面和角15°倒錐面，裝夾方式如圖所示。工序4的加工過(guò)程如下：l）先用復(fù)合循環(huán)若干次一層層加工，逐漸靠近由E—F—C—H—I等基點(diǎn)組成的回轉(zhuǎn)面。后兩次循環(huán)的走刀路線(xiàn)都與B—C一D—E—F—C—H—I—B相似。完成粗加工后，精加工的走刀路線(xiàn)是B—C—D—E—F—G—H—I一B，如圖所示。2）再加工出最后一個(gè)15°的倒錐面，如圖所示。二、軸套類(lèi)零件數(shù)控車(chē)削加工工藝數(shù)控車(chē)削的工藝分析

典型數(shù)控車(chē)削零件的工藝分析

1．零件圖工藝分析

該零件為軸承套。表面由內(nèi)外圓柱面、內(nèi)圓錐面、順圓弧、逆圓弧及外螺紋等表面組成，其中多個(gè)直徑尺寸與軸向尺寸有較高的尺寸精度和表面粗糙度要求。零件圖尺寸標(biāo)注完整，符合數(shù)控加工尺寸標(biāo)注要求；輪廓描述清楚完整；零件材料為45鋼，切削加工性能較好，無(wú)熱處理和硬度要求。通過(guò)上述分析，采取以下幾點(diǎn)工藝措施：

（1）零件圖樣上帶公差的尺寸，因公差值較小，故編程時(shí)不必取其平均值，而取基本尺寸即可。（2）左、右端面均為多個(gè)尺寸的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)，相應(yīng)工序加工前，應(yīng)該先將左、右端面車(chē)出來(lái)。數(shù)控車(chē)削的工藝分析

二、軸套類(lèi)零件數(shù)控車(chē)削加工工藝典型數(shù)控車(chē)削零件的工藝分析

2．確定裝夾方案：

內(nèi)孔加工時(shí)以外圓定位，用三爪自動(dòng)定心卡盤(pán)夾緊。加工外輪廓時(shí)，為保證一次安裝加工出全部外輪廓，需要設(shè)一圓錐心軸裝置，用三爪卡盤(pán)夾持心軸左端，心軸右端留有中心孔并用尾座頂尖頂緊以提高工藝系統(tǒng)的剛性。

數(shù)控車(chē)削的工藝分析

二、軸套類(lèi)零件數(shù)控車(chē)削加工工藝典型數(shù)控車(chē)削零件的工藝分析

3．確定加工順序及走刀路線(xiàn)：

加工順序的確定按由內(nèi)到外、由粗到精、由近到遠(yuǎn)的原則確定，在一次裝夾中盡可能加工出較多的工件表面。結(jié)合本零件的結(jié)構(gòu)特征，可先加工內(nèi)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(chǎn)，走刀路線(xiàn)設(shè)計(jì)不必考慮最短進(jìn)給路線(xiàn)或最短空行程路線(xiàn)，外輪廓表面車(chē)削走刀路線(xiàn)可沿零件輪廓順序進(jìn)行。

數(shù)控車(chē)削的工藝分析

二、軸套類(lèi)零件數(shù)控車(chē)削加工工藝典型數(shù)控車(chē)削零件的工藝分析

4．刀具選擇：

將所選定的刀具參數(shù)填入表軸承套數(shù)控加工刀具卡片中，以便于編程和操作管理。產(chǎn)品名稱(chēng)或代號(hào)

零件名稱(chēng)

軸承套

零件圖號(hào)

Lathe-01

序號(hào)刀具號(hào)刀具規(guī)格名稱(chēng)

數(shù)量

加工表面

刀尖半徑mm

備注1T0145°硬質(zhì)合金端面車(chē)刀

1車(chē)端面

0.5

25×252T02φ5中心鉆

1鉆φ5mm中心孔

3T03φ26mm鉆頭

1鉆底孔

4T04鏜刀

1鏜內(nèi)孔各表面

0.4

20×205T0593°右手偏刀

1自右至左車(chē)外表面

0.2

25×25

6T0693°左手偏刀

1自左至右車(chē)外表面

7T0760°外螺紋車(chē)刀

1車(chē)M45螺紋

軸承套數(shù)控加工刀具卡片

5．切削