數(shù)控車(chē)削加工工藝課件

一：目的與要求熟悉常見(jiàn)回轉(zhuǎn)體零件的數(shù)控車(chē)削加工工藝分析方法，懂得加工順序、走刀路徑的安排和工量夾具的選擇，掌握切削用量的選擇原則，能編制合理的加工工藝規(guī)程。二：課時(shí)安排12學(xué)時(shí)三：檢測(cè)手段課堂檢查四：安全及注意事項(xiàng)1、遵守實(shí)訓(xùn)場(chǎng)地安全文明生產(chǎn)制度；2、遵守?cái)?shù)控車(chē)床的安全操作規(guī)程；項(xiàng)目三：數(shù)控車(chē)削加工工藝首頁(yè)下一頁(yè)最后頁(yè)一、數(shù)控車(chē)床加工工藝分析的主要內(nèi)容工藝分析是數(shù)控車(chē)削加工的前期準(zhǔn)備工作。工藝制定的合理與否，對(duì)程序編制、加工效率、加工精度等都有重要影響。因此，應(yīng)遵循一般的工藝原則并結(jié)合數(shù)控車(chē)床的特點(diǎn)，認(rèn)真而詳細(xì)的制定好零件的數(shù)控車(chē)削加工工藝。數(shù)控車(chē)削加工工藝包括以下主要內(nèi)容：1、分析被加工零件的工藝性；2、擬定加工工藝路線(xiàn)，包括劃分工序、選擇定位基準(zhǔn)、安排加工順序和組合工序等；3、設(shè)計(jì)加工工序，包括選擇工裝夾具與刀具、確定走刀路徑、確定切削用量等；4、編制工藝文件。二、數(shù)控車(chē)床加工零件的工藝性分析適合數(shù)控車(chē)床加工的零件或工序內(nèi)容選定后，首要工作是分析零件結(jié)構(gòu)工藝性、輪廓幾何要素和技術(shù)要求。首頁(yè)上一頁(yè)下一頁(yè)最后頁(yè)（一）結(jié)構(gòu)工藝性分析零件的結(jié)構(gòu)工藝性是指零件對(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，且成本低，效率高。在數(shù)控車(chē)床上加工零件時(shí)，應(yīng)根據(jù)數(shù)控車(chē)削的特點(diǎn)，認(rèn)真審視零件結(jié)構(gòu)的合理性。在結(jié)構(gòu)分析時(shí)，若發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，一般應(yīng)通過(guò)設(shè)計(jì)人員或有關(guān)部門(mén)請(qǐng)示并提出修改意見(jiàn)。數(shù)控車(chē)床車(chē)削零件時(shí)，刀具僅作平面運(yùn)動(dòng)，其成型運(yùn)動(dòng)形式比較簡(jiǎn)單，刀具軌跡不會(huì)太復(fù)雜。結(jié)構(gòu)工藝性分析過(guò)程中對(duì)于像小深孔、薄壁件、窄深槽等允許刀具運(yùn)動(dòng)的空間狹小、結(jié)構(gòu)剛性差的零件，安排工序時(shí)要特殊考慮刀具路徑、刀具類(lèi)型、刀具角度、切削用量、裝夾方式等因素，以降低刀具損耗，提高加工精度、表面質(zhì)量和勞動(dòng)生產(chǎn)率。（二）輪廓幾何要素分析在分析零件圖形的輪廓幾何要素時(shí)，主要工作是運(yùn)用機(jī)械制圖的基本知識(shí)分清零件圖中給定的幾何元素的定形尺寸、定位尺寸，確定幾何元素（直線(xiàn)、圓弧、曲線(xiàn)等）之間的相對(duì)位置關(guān)系，防止“相交”誤作“相切”關(guān)系，“相切”卻被當(dāng)作“相交”來(lái)對(duì)待。作為工藝分析的重要環(huán)節(jié)，輪廓幾何要素分析時(shí)，還應(yīng)該計(jì)算出圖樣中未直接給出，而編程時(shí)又必須知道的節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)。一方面以校核圖樣標(biāo)注的正確性，另一方面為后續(xù)的編程工作做好鋪墊。首頁(yè)上一頁(yè)下一頁(yè)最后頁(yè)1、按安裝次數(shù)劃分工序以每一次裝夾作為一道工序。此種劃分工序的方法適用于加工內(nèi)容不多的零件。專(zhuān)用數(shù)控機(jī)床和加工中心常用此方法。2、按加工部位劃分工序

按零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)分成幾個(gè)加工部分，每一部分作為一道工序。3、按所用刀具劃分工序這種方法用于工件在切削過(guò)程中基本不變形，退刀空間足夠大的情況。此時(shí)可以著重考慮加工效率、減少換刀時(shí)間和盡可能縮短走刀路線(xiàn)。刀具集中分序法是按所用刀具劃分工序，即用同一把刀具或同一類(lèi)刀具加工完成零件上所有需要加工的部位，以達(dá)到節(jié)省時(shí)間、提高效率的目的。4、按粗、精加工劃分工序?qū)σ鬃冃位蚓纫筝^高的零件廠采用此種劃分工序的方法。這樣劃分工序一般不允許一次裝夾就完成加工，而要粗加工時(shí)留出一定的加工余量，重新裝夾后再完成精加工。（二）加工順序的安排機(jī)械加工順序的安排一般應(yīng)遵循以下原則：1、上道工序的加工不能影響下道工序的定位與夾緊。2、以相同的安裝方式或使用同一把刀具加工的工序，最好連續(xù)進(jìn)行，以減少重新定位或換刀所引起的誤差。首頁(yè)上一頁(yè)下一頁(yè)最后頁(yè)3、在同一次安裝中，應(yīng)先進(jìn)行對(duì)工件剛性影響比較小的工序，確保工件在足夠剛性條件下逐步加工完畢。這些原則不僅適用于數(shù)控加工，也適用于普通機(jī)加工。對(duì)于數(shù)控加工，表3-1列出了一些根據(jù)數(shù)控加工工藝特點(diǎn)而應(yīng)注意的其它原則，在確定加工工序的時(shí)候也要引起重視。表3-1數(shù)控加工工序的確定原則加工路線(xiàn)的確定原則①保證被加工工件的精度和表面粗糙度原則②加工路線(xiàn)最短，減少空行程原則③盡量簡(jiǎn)化數(shù)值計(jì)算工作量原則④充分使用指令功能，簡(jiǎn)化加工程序原則工件安裝方式的確定原則①基準(zhǔn)統(tǒng)一原則②裝夾次數(shù)最少原則③占機(jī)時(shí)間最少原則數(shù)控刀具的確定原則①刀具剛性、耐用度高，縮短對(duì)換刀時(shí)間原則②刀具尺寸穩(wěn)定，安裝調(diào)整簡(jiǎn)便原則切削用量的確定原則①粗加工生產(chǎn)效率高，兼顧經(jīng)濟(jì)性原則②精加工質(zhì)量先行，兼顧生產(chǎn)效率原則③消除過(guò)切、欠切原則④為下道工序留足余量原則對(duì)刀點(diǎn)的確定原則①便于數(shù)學(xué)處理和加工程序簡(jiǎn)化原則②便于檢測(cè)原則③由對(duì)刀引起的加工誤差最小原則首頁(yè)上一頁(yè)下一頁(yè)最后頁(yè)（三）定位基準(zhǔn)的選擇定位基準(zhǔn)的選擇包括定位方式的選擇和被加工工件定位面的選擇。由于車(chē)削加工的成型運(yùn)動(dòng)形式和加工自由度限制，數(shù)控車(chē)床在加工零件的定位基準(zhǔn)選擇上比較簡(jiǎn)單，沒(méi)有太多的選擇余地，也沒(méi)有過(guò)多的基準(zhǔn)轉(zhuǎn)換問(wèn)題。軸（套）類(lèi)零件的定位方式通常是一端外圓（或內(nèi)孔）固定，即用三爪卡盤(pán)、四爪卡盤(pán)或彈簧套（軸）固定工件的外圓（或內(nèi)孔）表面。但此種定位方式對(duì)于工件的懸伸長(zhǎng)度有一定限制，工件懸伸過(guò)長(zhǎng)會(huì)導(dǎo)致切削過(guò)程中產(chǎn)生變形，嚴(yán)重時(shí)將使切削無(wú)法進(jìn)行。對(duì)于切削懸伸長(zhǎng)度過(guò)長(zhǎng)的工件可以采用一夾一頂或兩頂尖定位，必要時(shí)再輔以中心架、跟刀架等輔助支撐，以減小工件的受力變形。（四）走刀路線(xiàn)的確定數(shù)控車(chē)削的走刀路線(xiàn)包括刀具的運(yùn)動(dòng)軌跡和各種刀具的使用順序，是預(yù)先編制在加工程序中的。合理的刀具運(yùn)動(dòng)軌跡和使用順序?qū)τ谔岣呒庸ば省⒈ＷC加工質(zhì)量是十分重要的。數(shù)控車(chē)削的走刀路線(xiàn)不是十分復(fù)雜，也有一定的規(guī)律可循。首頁(yè)上一頁(yè)下一頁(yè)最后頁(yè)撞；第二、考慮退刀路線(xiàn)最短，縮短空行程，提高生產(chǎn)效率。根據(jù)刀具加工零件部位的不同，退刀路線(xiàn)的確定也不同。數(shù)控車(chē)床常用以下三種退刀路線(xiàn)：（1）斜向退刀路線(xiàn)斜向退刀路線(xiàn)（如圖3-1所示）行程最短，適合于加工外圓表面的偏刀退刀。圖3-1斜向退刀路線(xiàn)首頁(yè)上一頁(yè)下一頁(yè)最后頁(yè)（2）徑、軸向退刀路線(xiàn)徑、軸向退刀路線(xiàn)是指刀具先沿徑向垂直退刀，到達(dá)指定位置時(shí)再軸向退刀。圖3-2所示的切槽加工即采用此類(lèi)退刀路線(xiàn)。圖3-2徑、軸向退刀路線(xiàn)首頁(yè)上一頁(yè)下一頁(yè)最后頁(yè)（3）軸、徑向退刀路線(xiàn)軸、徑向退刀路線(xiàn)的順序與徑、軸向退刀路線(xiàn)剛好相反。圖3-3所示的鏜孔加工即采用此類(lèi)退刀路線(xiàn)。圖3-3軸、徑向退刀路線(xiàn)首頁(yè)上一頁(yè)下一頁(yè)最后頁(yè)1、一般內(nèi)外表面車(chē)削時(shí)的切削用量選擇原則（1）粗加工粗加工時(shí)切削用量的選擇一般考慮提高生產(chǎn)效率為主，兼顧經(jīng)濟(jì)性和加工成本。切削用量三要素中，切削速度對(duì)刀具耐用度影響最大，切削深度對(duì)刀具耐用度影響最小。因此考慮粗加工時(shí)的切削用量時(shí)首先應(yīng)選擇一個(gè)盡可能大的切削深度，其次選擇較大的進(jìn)給量，最后在刀具耐用度和機(jī)床功率允許的條件下選擇一個(gè)合理的切削速度。（2）半精加工與精加工半精加工、精加工時(shí)切削用量的選擇要保證加工質(zhì)量，兼顧生產(chǎn)效率和刀具使用壽命。其中切削深度的選擇要根據(jù)零件加工精度、表面粗糙度要求和粗加工后所留余量決定。由于半精加工、精加工時(shí)切削深度較小，產(chǎn)生的切削力也較小，所以可在保證表面粗糙度的前提下適當(dāng)加大進(jìn)給量。2、螺紋車(chē)削時(shí)的切削用量選擇原則由于螺紋的螺距（或?qū)С蹋┦怯蓤D樣指定的，所以選擇車(chē)削螺紋時(shí)的切削用量，關(guān)鍵是確定主軸轉(zhuǎn)速n和切削深度ap。首頁(yè)上一頁(yè)下一頁(yè)最后頁(yè)（1）主軸轉(zhuǎn)速的選擇根據(jù)車(chē)削螺紋時(shí)主軸轉(zhuǎn)1轉(zhuǎn)，刀具進(jìn)給1個(gè)導(dǎo)程的機(jī)理，數(shù)控車(chē)床車(chē)削螺紋時(shí)的進(jìn)給速度是由選定的主軸轉(zhuǎn)速?zèng)Q定的。螺紋加工程序段中指令的螺紋導(dǎo)程（單頭螺紋時(shí)即為螺距），相當(dāng)于以進(jìn)給量f（mm/r）表示的進(jìn)給速度vfvf=nf(2-1)從式2-1可以看出，進(jìn)給速度vf與進(jìn)給量f成正比關(guān)系，如果將機(jī)床的主軸轉(zhuǎn)速選擇過(guò)高，換算后的進(jìn)給速度則必定大大超過(guò)機(jī)床額定進(jìn)給速度。所以選擇車(chē)削螺紋時(shí)的主軸轉(zhuǎn)速要考慮進(jìn)給系統(tǒng)的參數(shù)設(shè)置情況和機(jī)床電氣配置情況，避免螺紋“亂牙”或起/終點(diǎn)附近螺距不符合要求等現(xiàn)象的發(fā)生。另外，值得注意的是，一旦開(kāi)始進(jìn)行螺紋加工，其主軸轉(zhuǎn)速值一般是不能進(jìn)行更改的，包括精加工在內(nèi)的主軸轉(zhuǎn)速都必須沿用第一次進(jìn)刀加工時(shí)的選定值。否則，數(shù)控系統(tǒng)會(huì)因?yàn)槊}沖編碼器基準(zhǔn)脈沖信號(hào)的“過(guò)沖”量而導(dǎo)致螺紋“亂牙”。（2）切削深度的選擇由于螺紋車(chē)削加工為成型車(chē)削，刀具強(qiáng)度較差，且切削進(jìn)給量較大，刀具所受切削力也很大，所以，一般要求分?jǐn)?shù)次進(jìn)給加工，并按遞減趨勢(shì)選擇相對(duì)合理的切削深度。表3-2列出了常見(jiàn)米制螺紋切削的進(jìn)給次數(shù)和切削深度參考值，供讀者查閱。首頁(yè)上一頁(yè)下一頁(yè)最后頁(yè)表3-2常見(jiàn)米制螺紋切削的進(jìn)給次數(shù)和切削深度螺距牙深（半徑值）切削深度（直徑值）1次2次3次4次5次6次7次8次9次1.00.6490.70.40.21.50.9740.80.60.40.16