數(shù)控技術(shù)及應(yīng)用課件：數(shù)控加工工藝 -

1數(shù)控技術(shù)及應(yīng)用2數(shù)控加工工藝2.1

數(shù)控車削加工工藝2.3數(shù)控銑削及加工中心加工工藝數(shù)控加工工藝基礎(chǔ)

2.22.3數(shù)控銑削及加工中心加工工藝3本章教學(xué)要點(diǎn)提要本章主要介紹數(shù)控加工工藝基礎(chǔ)、數(shù)控車削加工工藝分析、數(shù)控銑削和加工中心加工工藝分析。4本章概要掌握程度掌握數(shù)控?cái)?shù)控工藝編制的步驟

掌握數(shù)控車床加工工藝文件的制定

了解銑削用量的選用

了解切削用量的選用

52.1數(shù)控加工工藝基礎(chǔ)數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展，深深地影響著產(chǎn)品加工工藝的設(shè)計(jì)思路。采用數(shù)控加工技術(shù)后，美國(guó)洛克希德公司C—130大型運(yùn)輸機(jī)機(jī)體采用鈑金結(jié)構(gòu)的比例由90%降到30%，而采用蜂窩結(jié)構(gòu)的比例由10%增到70%。法國(guó)達(dá)索公司的幻影2000戰(zhàn)斗機(jī)機(jī)體結(jié)構(gòu)件鈦合金質(zhì)量就占28%，復(fù)合材料占17%。目前，國(guó)內(nèi)外飛機(jī)制造業(yè)已廣泛采用數(shù)控銑削加工的整體結(jié)構(gòu)。原來需要成百上千個(gè)鈑金零件、連接件裝配起來的梁、框、肋、壁板等組件，采用整體結(jié)構(gòu)后只由幾個(gè)零件組成，現(xiàn)代飛機(jī)結(jié)構(gòu)件零件數(shù)量比按傳統(tǒng)設(shè)計(jì)的數(shù)量約減少一半左右。在提高了整機(jī)制造質(zhì)量的同時(shí)，減少了工藝裝備數(shù)量、裝配工作量和飛機(jī)質(zhì)量，從而縮短了周期，降低了成本，生產(chǎn)技術(shù)管理工作也大為簡(jiǎn)化。相關(guān)案例數(shù)控加工對(duì)加工技術(shù)的影響6

數(shù)控加工工藝是采用數(shù)控機(jī)床加工零件時(shí)所運(yùn)用各種方法和技術(shù)手段的總和，應(yīng)用于整個(gè)數(shù)控加工的過程。2.1數(shù)控加工工藝基礎(chǔ)2.1.1數(shù)控加工工藝概述

數(shù)控加工工藝是伴隨著數(shù)控機(jī)床的產(chǎn)生、發(fā)展而逐步完善起來的一種應(yīng)用技術(shù)，它是人們大量數(shù)控加工實(shí)踐的經(jīng)驗(yàn)總結(jié)。

1．?dāng)?shù)控加工工藝的基本特點(diǎn)（1）數(shù)控加工工藝遠(yuǎn)比普通機(jī)械加工工藝復(fù)雜72.1數(shù)控加工工藝基礎(chǔ)（2）數(shù)控加工工藝設(shè)計(jì)要有嚴(yán)密的條理性（3）數(shù)控加工工藝的繼承性較好（4）數(shù)控加工工藝必須經(jīng)過實(shí)際驗(yàn)證才能指導(dǎo)生產(chǎn)2．?dāng)?shù)控加工工藝的主要內(nèi)容（1）選擇適合在數(shù)控機(jī)床上加工的零件，確定數(shù)控機(jī)床加工內(nèi)容。8

（2）對(duì)零件圖樣進(jìn)行數(shù)控加工工藝分析，明確數(shù)控加工內(nèi)容及技術(shù)要求。（3）具體設(shè)計(jì)數(shù)控加工工序，如工步的劃分、工件的定位與夾具的選擇、刀具的選擇、切削用量的確定等。（4）處理特殊的工藝問題，如對(duì)刀點(diǎn)、換刀點(diǎn)的選擇，加工路線的確定，刀具補(bǔ)償?shù)?。?）程編誤差及其控制。（6）處理數(shù)控機(jī)床上部分工藝指令，編制工藝文件。

2.1數(shù)控加工工藝基礎(chǔ)92.1數(shù)控加工工藝基礎(chǔ)2.1.2數(shù)控加工工藝設(shè)計(jì)

數(shù)控加工工藝設(shè)計(jì)主要包括下列內(nèi)容：1．?dāng)?shù)控加工工藝內(nèi)容的選擇2．?dāng)?shù)控機(jī)床的合理選用3．?dāng)?shù)控加工工藝性分析4．加工方法的選擇與加工方案的確定5．?dāng)?shù)控加工工藝路線的設(shè)計(jì)6．?dāng)?shù)控加工工序的設(shè)計(jì)7．?dāng)?shù)控加工工藝守則102.1數(shù)控加工工藝基礎(chǔ)

1．?dāng)?shù)控加工工藝內(nèi)容的選擇在數(shù)控加工工藝內(nèi)容選擇時(shí)，一般可按下列順序考慮：（1）通用機(jī)床無法加工的內(nèi)容應(yīng)作為優(yōu)先選擇內(nèi)容；（2）通用機(jī)床難加工，質(zhì)量也難以保證的內(nèi)容應(yīng)作為重點(diǎn)選擇內(nèi)容；（3）通用機(jī)床加工效率低、工人手工操作勞動(dòng)強(qiáng)度大的內(nèi)容，可在數(shù)控機(jī)床尚存在富裕加工能力時(shí)選擇。112.1數(shù)控加工工藝基礎(chǔ)相比之下，下列一些內(nèi)容不宜選擇采用數(shù)控加工：（1）占機(jī)調(diào)整時(shí)間長(zhǎng)。

（2）加工部位分散，要多次安裝、設(shè)置原點(diǎn)。（3）按某些特定的制造依據(jù)（如樣板等）加工的型面輪廓。2.數(shù)控機(jī)床的合理選用（1）形性能狀尺寸適應(yīng)性

（2）加工精度適應(yīng)性（3）生產(chǎn)節(jié)拍適應(yīng)性122.1數(shù)控加工工藝基礎(chǔ)

圖2.1

不同零件復(fù)雜程度與零件批量下的機(jī)床選用圖2.2

零件批量與綜合費(fèi)用關(guān)系圖2.1和圖2.2為根據(jù)根據(jù)國(guó)內(nèi)外數(shù)控技術(shù)應(yīng)用實(shí)踐，數(shù)控機(jī)床加工的適用范圍的定性分析。132.1數(shù)控加工工藝基礎(chǔ)3．?dāng)?shù)控加工工藝性分析1）零件圖樣上尺寸數(shù)據(jù)的給出應(yīng)符合編程方便的原則（1）尺寸標(biāo)注應(yīng)符合數(shù)控加工的特點(diǎn)圖2.3

尺寸的正確標(biāo)注方法14（3）定位基準(zhǔn)可靠2.1數(shù)控加工工藝基礎(chǔ)(a)工藝性不好(b)工藝性好圖2.4

工藝凸臺(tái)的應(yīng)用（2）幾何要素的條件應(yīng)完整、準(zhǔn)確152）零件各加工部位的結(jié)構(gòu)工藝性應(yīng)符合數(shù)控加工的特點(diǎn)（1）統(tǒng)一幾何類型或尺寸。

（2）內(nèi)槽圓角的大小決定著刀具直徑的大小，因而內(nèi)槽圓角半徑不應(yīng)過小。2.1數(shù)控加工工藝基礎(chǔ)16

（3）零件銑削底平面時(shí)，槽底圓角半徑r不應(yīng)過大。2.1數(shù)控加工工藝基礎(chǔ)圖2.6

零件底面圓弧對(duì)結(jié)構(gòu)工藝性的影響（4）應(yīng)采用統(tǒng)一的基準(zhǔn)定位。

172.1數(shù)控加工工藝基礎(chǔ)4．加工方法的選擇與加工方案的確定圖2.7

旋轉(zhuǎn)體零件的加工（1）旋轉(zhuǎn)體零件的加工根據(jù)零件的形狀及輪廓特征可分別按以下情況選擇加工方法（2）孔系零件的加工18平面輪廓零件的輪廓多由直線和圓弧組成，一般在兩坐標(biāo)聯(lián)動(dòng)的銑床上加工。

（3）平面與曲面輪廓零件的加工2.1數(shù)控加工工藝基礎(chǔ)圖2.8

固定斜角斜平面的加工圖2.9

變斜角斜平面的加工19（4）模具型腔的加工2.1數(shù)控加工工藝基礎(chǔ)（5）板材零件的加工（6）平板形零件的加工2）加工方案的確定確定加工方案時(shí)，首先應(yīng)根據(jù)主要表面的精度和表面粗糙度的要求，初步確定為達(dá)到這些要求所需要的加工方法。

202.1數(shù)控加工工藝基礎(chǔ)表2.1H13～H7孔加工方式(孔長(zhǎng)度≤直徑的5倍)(單位：mm)孔的精度孔的毛坯性質(zhì)在實(shí)體材料上加工孔預(yù)先鑄出或熱沖出的孔H13、H12一次鉆孔用擴(kuò)孔鉆鉆孔或鏜刀鏜孔H11孔徑≤10：一次鉆孔孔徑>10～30：鉆孔及擴(kuò)孔孔徑>30～80：鉆孔、擴(kuò)孔或鉆、擴(kuò)、鏜孔孔徑≤80：粗?jǐn)U、精擴(kuò)或單用鏜刀粗鏜、精鏜或根據(jù)余量一次鏜孔或擴(kuò)孔H10H9孔徑≤10：鉆孔及鉸孔孔徑>10～30：鉆孔、擴(kuò)孔及鉸孔孔徑>30～80：鉆孔、擴(kuò)孔、鉸孔或鉆、鏜、鉸(或鏜)孔孔徑≤80：用鏜刀粗鏜(一次或二次，根據(jù)余量而定)、鉸孔(或精鏜)H8H7孔徑≤10：鉆孔、擴(kuò)孔、鉸孔孔徑>10～30：鉆孔、擴(kuò)孔及一次或兩次鉸孔孔徑>30～80：鉆孔、擴(kuò)孔(或用鏜刀分幾次粗鏜)一次或兩次鉸孔(或精鏜)

孔徑≤80：用鏜刀粗鏜(一次或二次，根據(jù)余量而定)及半精鏜、精鏜或精鉸

212.1數(shù)控加工工藝基礎(chǔ)毛坯熱處理通用機(jī)床加工數(shù)控機(jī)床加工通用機(jī)床加工5．?dāng)?shù)控加工工藝路線的設(shè)計(jì)在數(shù)控工藝路線設(shè)計(jì)中主要應(yīng)注意以下幾個(gè)問題。1）工序的劃分22（1）按安裝定位方式劃分工序

2.1數(shù)控加工工藝基礎(chǔ)圖2.11

凸輪零件圖（2）按所用刀具劃分工序

23主要內(nèi)容2.1數(shù)控加工工藝基礎(chǔ)（3）按粗、精加工劃分工序

（4）按加工部位劃分工序

2）工步的劃分

下面以加工中心為例來說明工步劃分的原則：

（1）同一表面按粗加工、半精加工、精加工依次完成，或全部加工表面按先粗后精加工分開進(jìn)行。24主要內(nèi)容2.1數(shù)控加工工藝基礎(chǔ)（2）對(duì)于既有銑面又有鏜孔的零件，可先銑面后鏜孔。按此方法劃分工步，可以提高孔的精度。因?yàn)殂娤鲿r(shí)切削力較大，工件易發(fā)生變形。先銑面后鏜孔，使其有一段時(shí)間恢復(fù)，減少由變形引起的對(duì)孔的精度的影響。（3）按刀具劃分工步。某些機(jī)床工作臺(tái)回轉(zhuǎn)時(shí)間比換刀時(shí)間短，可采用按刀具劃分工步，以減少換刀次數(shù)，提高加工效率。

3）加工順序的安排252.1數(shù)控加工工藝基礎(chǔ)（1）盡量使工件的裝夾次數(shù)、工作臺(tái)轉(zhuǎn)動(dòng)次數(shù)、刀具更換次數(shù)及所有空行程時(shí)間減至最少，提高加工精度和生產(chǎn)率。（2）先內(nèi)后外原則，即先進(jìn)行內(nèi)型內(nèi)腔加工，后進(jìn)行外形加工。（3）為了及時(shí)發(fā)現(xiàn)毛坯的內(nèi)在缺陷，精度要求較高的主要表面的粗加工一般應(yīng)安排在次要表面粗加工之前；大表面加工時(shí)，因內(nèi)應(yīng)力和熱變形對(duì)工件影響較大，一般也需先加工。262.1數(shù)控加工工藝基礎(chǔ)（4）在同—次安裝中進(jìn)行的多個(gè)工步，應(yīng)先安排對(duì)工件剛性破壞較小的工步。（6）加工中容易損傷的表面(如螺紋等)，應(yīng)放在加工路線的后面。（5）為了提高機(jī)床的使用效率，在保證加工質(zhì)量的前提下，可將粗加工和半精加工合為一道工序。（7）上道工序的加工不能影響下道工序的定位與夾緊，中間穿插有通用機(jī)床加工工序的也要綜合考慮。272.1數(shù)控加工工藝基礎(chǔ)4）數(shù)控加工工序與普通工序的銜接6．?dāng)?shù)控加工工序的設(shè)計(jì)1）確定走刀路線和安排工步順序（1）選擇最短走刀路線，減少空行程時(shí)間，以提高加工效率。（2）為保證工件輪廓表面加工后的粗糙度要求，精加工時(shí)，最終輪廓應(yīng)安排在最后一次走刀連續(xù)加工出來。282.1數(shù)控加工工藝基礎(chǔ)（3）刀具的進(jìn)退刀（切入與切出）路線要認(rèn)真考慮，以盡量減少在輪廓處停刀以避免切削力突然變化造成彈性變形而留下刀痕。（4）要選擇工件在加工后變形較小的路線。2）定位基準(zhǔn)與夾緊方案的確定（1）力求設(shè)計(jì)、工藝與編程計(jì)算的基準(zhǔn)統(tǒng)一；（2）盡量減少裝夾次數(shù)，盡可能做到在一次定位裝夾后就能加工出全部待加工表面；（3）避免采用占機(jī)人工調(diào)整式方案。292.1數(shù)控加工工藝基礎(chǔ)3）夾具的選擇（1）當(dāng)零件加工批量小時(shí)，盡量采用組合夾具、可調(diào)式夾具及其它通用夾具；（2）當(dāng)成批生產(chǎn)時(shí)，考慮采用專用夾具，但應(yīng)力求結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單；（3）夾具盡量要開敞，其定位、夾緊機(jī)構(gòu)元件不能影響加工中的走刀，以免產(chǎn)生碰撞；（4）裝卸零件要方便可靠，以縮短準(zhǔn)備時(shí)間，有條件時(shí)，批量較大的零件應(yīng)采用氣動(dòng)或液壓夾具、多工位夾具等。302.1數(shù)控加工工藝基礎(chǔ)4）刀具的選擇5）確定對(duì)刀點(diǎn)與換刀點(diǎn)（1）刀具的起點(diǎn)應(yīng)盡量選在零件的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)或工藝基準(zhǔn)上。如以孔定位的零件，應(yīng)將孔的中心作為對(duì)刀點(diǎn)，以提高零件的加工精度；（2）對(duì)刀點(diǎn)應(yīng)選在便于觀察和檢測(cè)，對(duì)刀方便的位置上；（3）對(duì)于建立了絕對(duì)坐標(biāo)系統(tǒng)的數(shù)控機(jī)床，對(duì)刀點(diǎn)最好選在該坐標(biāo)系的原點(diǎn)上，或者選在已知坐標(biāo)值的點(diǎn)上，以便于坐標(biāo)值的計(jì)算。6）確定切削用量312.1數(shù)控加工工藝基礎(chǔ)7．?dāng)?shù)控加工工藝守則表2.2數(shù)控加工工藝守則（JB/T9168.10-1998）項(xiàng)

目要

求

內(nèi)

容加工前的準(zhǔn)備(1)操作者必須根據(jù)機(jī)床使用說明書熟悉機(jī)床的性能、加工范圍和精度，并要熟練地掌握機(jī)床及其數(shù)控裝置或計(jì)算機(jī)各部分的作用及操作方法。(2)檢查各開關(guān)、旋鈕和手柄是否在正確位置。(3)啟動(dòng)控制電氣部分，按規(guī)定進(jìn)行預(yù)熱。(4)開動(dòng)機(jī)床使其空運(yùn)轉(zhuǎn)，并檢查各開關(guān)、按鈕、旋鈕和手柄的靈敏性及潤(rùn)滑系統(tǒng)是否正常等。(5)熟悉被加工件的加工程序和編程原點(diǎn)。322.1數(shù)控加工工藝基礎(chǔ)刀具與工件的裝夾(1)安放刀具時(shí)應(yīng)注意刀具的使用順序，刀具的安放位置必須與程序要求的順序和位置一致。(2)工件的裝夾除應(yīng)牢固可靠外，還應(yīng)注意避免在工作中刀具與工件或刀具與夾具發(fā)生干涉。加

工(1)進(jìn)行首件加工前，必須經(jīng)過程序檢查(試走程序)、軌跡檢查、單程序段試切及工件尺寸檢查等步驟。(2)在加工時(shí)，必須正確輸人程序，不得擅自更改程序。(3)在加工過程中操作者應(yīng)隨時(shí)監(jiān)視顯示裝置，發(fā)現(xiàn)報(bào)警信號(hào)時(shí)應(yīng)及時(shí)停車排除故障。(4)零件加工完后，應(yīng)將程序紙帶、磁帶或磁盤等收藏起來妥善保管，以備再用。332.1數(shù)控加工工藝基礎(chǔ)

(1)高速鋼。(2)硬質(zhì)合金。

(3)涂層硬質(zhì)合金。

(4)陶瓷材料。(5)立方氮化硼(CBN)。

2.1.3數(shù)控機(jī)床的刀具與工具系統(tǒng)1．?dāng)?shù)控加工刀具材料(6)聚晶金剛石(PCD)。

342.1數(shù)控加工工藝基礎(chǔ)如圖2.12所示。TSG82系統(tǒng)是鏜銑類數(shù)控工具系統(tǒng)，是聯(lián)系數(shù)控機(jī)床的主軸與刀具之間的輔助系統(tǒng)。

2．?dāng)?shù)控機(jī)床加工用工具系統(tǒng)Ⅰ352.1數(shù)控加工工藝基礎(chǔ)ⅡⅠ362.1數(shù)控加工工藝基礎(chǔ)Ⅱ圖2.12TSG62數(shù)控工具系統(tǒng)圖372.1數(shù)控加工工藝基礎(chǔ)3．?dāng)?shù)控刀具的刀位點(diǎn)所謂刀位點(diǎn)，如圖2.13所示，是指加工和編制程序時(shí)，用于表示刀具特征的點(diǎn)，也是對(duì)刀和加工的基準(zhǔn)點(diǎn)。

圖2.13

數(shù)控刀具的刀位點(diǎn)382.1數(shù)控加工工藝基礎(chǔ)2.1.4數(shù)控加工工藝文件的編制1．?dāng)?shù)控加工工序卡2．?dāng)?shù)控加工刀具卡3．?dāng)?shù)控加工走刀路線圖編程時(shí)，加工路線的確定原則主要有以下幾點(diǎn)：加工路線應(yīng)保證被加工零件的精度和表面粗糙度，且效率較高；392.1數(shù)控加工工藝基礎(chǔ)（單位）數(shù)控加工工序卡產(chǎn)品名稱或代號(hào)零件名稱零件圖號(hào)工藝序號(hào)程序編號(hào)夾具名稱夾具編號(hào)使用設(shè)備加工車間工步號(hào)工步內(nèi)容刀具號(hào)刀具規(guī)格主軸轉(zhuǎn)速r/min進(jìn)給速度mm/r背吃刀量mm1T__2T__3T__編制審核批準(zhǔn)第頁(yè)共頁(yè)402.1數(shù)控加工工藝基礎(chǔ)表2.4數(shù)控加工刀具卡片(2)使數(shù)值計(jì)算簡(jiǎn)單，以減少編程工作量；(3)應(yīng)使加工路線最短，這樣既可減少程序段，又可減少空刀時(shí)間。4．?dāng)?shù)控加工程序單表2.5數(shù)控加工程序單零件號(hào)零件名稱編制審核程序號(hào)日期日期NGXYZIJKRFMSTHPQ備注412.2數(shù)控車削加工工藝2.2.1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）表面粗糙度要求高的回轉(zhuǎn)體3）輪廓形狀復(fù)雜的回轉(zhuǎn)體零件4）帶特殊類型螺紋的回轉(zhuǎn)體零件422.2數(shù)控車削加工工藝（1）可加工任何等導(dǎo)程的直、錐、端面螺紋，也可加工增、減導(dǎo)程螺紋，以及要求等導(dǎo)程與變導(dǎo)程間平滑過渡的螺紋（如非標(biāo)絲杠）。（2）主軸無需變向，螺紋車削效率高。（3）數(shù)控車床可以配備精密螺紋切削功能，采用硬質(zhì)合金成形刀具及較高的轉(zhuǎn)速，所以車出的螺紋精度高，表面粗糙度小。432.2數(shù)控車削加工工藝1)數(shù)控車刀的類型與選擇（1）根據(jù)加工用途分類：車床主要用于加工回轉(zhuǎn)表面的零件，所以數(shù)控車床的刀具可以分為外圓車刀、內(nèi)孔車刀、螺紋車刀、切槽刀等。如圖2.14所示為常見的車刀種類。2.2.2數(shù)控車削加工刀具442.2數(shù)控車削加工工藝圖2.14

常用車刀的種類、形狀及用途

1—切槽刀；2—90°左偏刀；3—90°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—盲孔車刀452.2數(shù)控車削加工工藝（2）根據(jù)刀尖的形狀分類：尖形車刀、圓弧形車刀和成形車刀，如圖2.15所示。(a)(b)（c）圖2.15

不同刀尖形狀數(shù)控車刀462.2數(shù)控車削加工工藝（3）根據(jù)車刀結(jié)構(gòu)分類：整體式車刀、焊接式車刀和機(jī)夾式車刀。如圖2.16所示。(a)(b)（c）圖2.16

不同刀具結(jié)構(gòu)數(shù)控車刀472.2數(shù)控車削加工工藝2）機(jī)夾可轉(zhuǎn)位車刀數(shù)控車床使用的刀具，無論是車刀、鏜刀、切斷刀還是螺紋加工刀具，除經(jīng)濟(jì)型數(shù)控車床外，目前已廣泛地使用機(jī)夾式可轉(zhuǎn)位車刀，其結(jié)構(gòu)如圖2.17所示。圖2.17

機(jī)夾式可轉(zhuǎn)位車刀1—刀桿；2—刀片；3—刀墊；4—夾緊元件48（1）機(jī)夾可轉(zhuǎn)位車刀的要求和特點(diǎn)要求特點(diǎn)目的精度高采用M級(jí)或更高精度等級(jí)的刀片；多采用精密級(jí)的刀桿；用帶微調(diào)裝置的刀桿在機(jī)外預(yù)調(diào)好。保證刀片重復(fù)定位精度，方便坐標(biāo)設(shè)定，保證刀尖位置精度?？煽啃愿卟捎脭嘈伎煽啃愿叩臄嘈疾坌突蛴袛嘈寂_(tái)和斷屑器的車刀；采用結(jié)構(gòu)可靠的車刀，采用復(fù)合式夾緊結(jié)構(gòu)和夾緊可靠的其他結(jié)構(gòu)。斷屑穩(wěn)定，不能有紊亂和帶狀切屑；適應(yīng)刀架快速移動(dòng)和換位以及整個(gè)自動(dòng)切削工程中夾緊不得有松動(dòng)的要求。2.2數(shù)控車削加工工藝49換刀迅速采用車削工具系統(tǒng)；采用快速小刀架。迅速更換不同形式的切削部件，完成多種切削加工，提高生產(chǎn)效率。刀片材料刀片多采用涂層刀片。滿足生產(chǎn)節(jié)拍要求，提高加工效率。刀桿截形刀桿較多采用正方形刀桿，但因刀架系統(tǒng)結(jié)構(gòu)差異大，有的需采用專用刀桿。刀桿與刀架系統(tǒng)匹配。2.2數(shù)控車削加工工藝50刀片是機(jī)夾可轉(zhuǎn)位刀具的一個(gè)最重要組成元件。按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T2076—2007《切削刀具用可轉(zhuǎn)位刀片型號(hào)表示規(guī)則》，可轉(zhuǎn)位刀片的形狀和表達(dá)特性如圖2.18所示。（2）可轉(zhuǎn)位硬質(zhì)合金刀片的標(biāo)記圖2.18

機(jī)夾式可轉(zhuǎn)位刀片的形狀和表達(dá)特性2.2數(shù)控車削加工工藝51例如圖2.19所示。10個(gè)號(hào)位表示的具體含義可查閱相應(yīng)數(shù)控刀具手冊(cè)。圖2.19

機(jī)夾式可轉(zhuǎn)位刀片型號(hào)表示方法（3）機(jī)夾可轉(zhuǎn)位刀片與刀桿的固定方式固定方式通常有螺釘式壓緊、上壓式壓緊、杠桿式壓緊和綜合式壓緊等幾種，如圖2.20所示。2.2數(shù)控車削加工工藝52（a）

螺釘式壓緊（b）

上壓式壓緊1—刀片；2—螺釘；3—刀墊；4—刀體1—刀體；2—刀墊；3—螺釘；4—刀片；

5—壓緊螺釘；6—壓板2.2數(shù)控車削加工工藝531—刀體；2—杠桿；3—彈簧套；4—刀墊；5—刀片；6—壓緊螺釘；7—調(diào)整彈簧；8—調(diào)節(jié)螺釘1—刀體；2—刀墊；3—刀片；4—圓柱銷；5—壓塊；6—壓緊螺釘（c）

杠桿式壓緊（d）

綜合式壓緊圖2.20-23

機(jī)夾式可轉(zhuǎn)位刀片固定方式2.2數(shù)控車削加工工藝542.2.3數(shù)控車削加工走刀路線下面是數(shù)控車削加工零件時(shí)常用的加工路線。1．輪廓粗車進(jìn)給路線圖2.24粗車進(jìn)給路線示例圖2.2數(shù)控車削加工工藝55

1)車削圓錐的加工路線圖2.22所示為車削正圓錐的兩種加工路線。按圖2.22(a)車削正圓錐時(shí)，需要計(jì)算終刀距S。設(shè)圓錐大徑為D，小徑為d，錐長(zhǎng)為L(zhǎng)，背吃刀量為ap，則由相似三角形可知：(D—d)／(2L)=ap／S(2-1)

根據(jù)式(2-1)，便可計(jì)算出終刀距S的大小。圖2.25粗車正錐進(jìn)給路線2.2數(shù)控車削加工工藝562)車削圓弧的加工路線（1）車錐法粗車圓弧圖2.23所示為車錐法粗車圓弧的切削路線，即先車削一個(gè)圓錐，再車圓弧。

BD=OB—OD=0．414R(2-2)圖2.26車錐法粗車圓弧2.2數(shù)控車削加工工藝57（2）車階梯法粗車圓弧(a)(b)圖2.27大余量毛坯的階梯車削路線2.2數(shù)控車削加工工藝58（3）車圓法粗車圓弧。圖2.28車圓法粗車圓弧2.2數(shù)控車削加工工藝592．空行程進(jìn)給路線

（2）巧用起刀點(diǎn)和換刀點(diǎn)圖2.29巧用起刀點(diǎn)(1)合理安排“回零”路線第一刀為A→B→C→D→A；第二刀為A→E→F→G→A；第三刀為A→E→F→G→A。車刀先由對(duì)刀點(diǎn)A運(yùn)行至起刀點(diǎn)B；第一刀為B→C→D→E→B；第二刀為B→F→G→H→B；第三刀為B→I→J→K→B。2.2數(shù)控車削加工工藝603．輪廓精車進(jìn)給路線4．特殊的加工路線圖2.30兩種不同的進(jìn)給方法2.2數(shù)控車削加工工藝61

圖2.31嵌刀現(xiàn)象圖2.32合理的進(jìn)給方案2.2數(shù)控車削加工工藝62圖2.33車削螺紋時(shí)的引入距離δ1和超越距離δ25．車削螺紋加工路線2.2數(shù)控車削加工工藝63圖2.34先粗后精示例6．加工順序的安排加工路線的確定，還應(yīng)遵循零件車削加工順序的一般原則，具體如下：（1）先粗后精的原則（2）先近后遠(yuǎn)的原則（3）先內(nèi)后外、內(nèi)外交叉的原則2.2數(shù)控車削加工工藝642.2.4數(shù)控車削加工切削用量切削用量，都應(yīng)在機(jī)床說明書給定的允許范圍內(nèi)選擇，并應(yīng)考慮機(jī)床工藝系統(tǒng)的剛性和機(jī)床功率的大小。下面介紹幾個(gè)常用車削用量的選擇方法。

（1）切削速度()或主軸轉(zhuǎn)速(n)的確定切削速度可按式(2-2)計(jì)算或查表選取，還可根據(jù)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)確定。表2.7所示為硬質(zhì)合金外圓車刀切削速度的參考值，供參考。=表2.7硬質(zhì)合金外圓車刀切削速度參考值

（2-2）2.2數(shù)控車削加工工藝65工件材料熱處理狀態(tài)ap=0.3～2mmap=2～6mmap=6～lOmmf=0.08～0.3mm／rf=0.3～0.6mm／rf=0.6～1mm／rvc／(m/min)低碳鋼、易切鋼熱軋140～180100～12070～90中碳鋼熱軋130～16090～ll060～80調(diào)質(zhì)100～13070～9050～70合金結(jié)構(gòu)鋼熱軋100～13070～9050～70調(diào)質(zhì)80～11050～7040～60工具鋼退火90～12060～8050～70灰鑄鐵HBS<19090～12060～8050～70HBS＝190～25080～11050～7040～60高錳鋼WMn13%10～202.2數(shù)控車削加工工藝66銅及銅合金200～250120～18090～120鋁及鋁合金300～600200～400150～200鑄鋁合金Wsi13%100～18080～15060～100注意：按照上述方法確定的切削用量進(jìn)行加工，工件表面的加工質(zhì)量未必十分理想。因此，切削用量的具體數(shù)值還應(yīng)根據(jù)機(jī)床性能、相關(guān)的手冊(cè)并結(jié)合實(shí)際經(jīng)驗(yàn)用模擬方法確定，使主軸轉(zhuǎn)速、背吃刀量及進(jìn)給速度三者能相互適應(yīng)，以形成最佳切削用量。2.2數(shù)控車削加工工藝672.2.5典型零件的數(shù)控車削加工工藝1．軸類零件數(shù)控車削工藝分析典型軸類零件如圖2.32所示，零件材料為45鋼，無熱處理和硬度要求，試對(duì)該零件進(jìn)行數(shù)控車削工藝分析。圖2.35典型軸類零件2.2數(shù)控車削加工工藝68

1）零件圖工藝分析（1）對(duì)圖樣上給定的幾個(gè)精度要求較高的尺寸，因其公差數(shù)值較小，故編程時(shí)不必取平均值，而全部取其基本尺寸即可。（2）在輪廓曲線上，有三處為圓弧，其中兩處為既過象限又改變進(jìn)給方向的輪廓曲線，因此在加工時(shí)應(yīng)進(jìn)行機(jī)械間隙補(bǔ)償，以保證輪廓曲線的準(zhǔn)確性。（3）為便于裝夾，坯件左端應(yīng)預(yù)先車出夾持部分（雙點(diǎn)畫線部分），右端面也應(yīng)先粗車出并鉆好中心孔。毛坯選φ60mm棒料。2）選擇設(shè)備根據(jù)被加工零件的外形和材料等條件，選用TND360數(shù)控車床。2.2數(shù)控車削加工工藝693）確定零件的定位基準(zhǔn)和裝夾方式（1）定位基準(zhǔn)確定坯料軸線和左端大端面(設(shè)計(jì)基準(zhǔn))為定位基準(zhǔn)。（2）裝夾方法左端采用三爪自定心卡盤定心夾緊，右端采用活動(dòng)頂尖支承的裝夾方式。4）確定加工順序及進(jìn)給路線加工順序按由粗到精、由近到遠(yuǎn)(由右到左)的原則確定。即先從右到左進(jìn)行粗車(留0.25mm精車余量)，然后從右到左進(jìn)行精車，最后車削螺紋。

5）刀具選擇（1）選用φ5mm中心鉆鉆削中心孔。（2）粗車及平端面選用90°硬質(zhì)合金右偏刀，為防止副后刀面與工件輪廓干涉(可用作圖法檢驗(yàn))，副偏角不宜太小，選=35°。2.2數(shù)控車削加工工藝70（3）精車選用90°硬質(zhì)合金右偏刀，車螺紋選用硬質(zhì)合金60°外螺紋車刀，刀尖圓弧半徑應(yīng)小于輪廓最小圓角半徑，取表2.8數(shù)控加工刀具卡片產(chǎn)品名稱或代號(hào)×××零件名稱軸零件圖號(hào)×××序號(hào)刀具號(hào)刀具規(guī)格名稱數(shù)量加工表面?zhèn)渥?T01φ5中心鉆1鉆φ5中心孔2T02硬質(zhì)合金90°外圓車刀l車右端面及粗車輪廓右偏刀3T03硬質(zhì)合金90°外圓車刀1精車輪廓右偏刀4T04硬質(zhì)合金60°外螺紋車刀1車螺紋編制×××審核×××批準(zhǔn)×××共頁(yè)第頁(yè)2.2數(shù)控車削加工工藝71=0.15～0.2mm。將所選定的刀具參數(shù)填人數(shù)控加工刀具卡片中(見表2.8)，以便編程和操作管理。6）切削用量選擇（1）背吃刀量的選擇（2）主軸轉(zhuǎn)速的選擇（3）進(jìn)給速度的選擇表2.9數(shù)控加工工藝卡片單位×××產(chǎn)品名稱或代號(hào)零件名稱材料零件圖號(hào)×××軸45鋼×××工序號(hào)程序編號(hào)夾具名稱夾具編號(hào)使用設(shè)備車間××××××三爪卡盤和活動(dòng)頂尖×××TND360×××2.2數(shù)控車削加工工藝72工步號(hào)工步內(nèi)容刀具號(hào)刀具規(guī)格mm主軸轉(zhuǎn)速r/min進(jìn)給速度mm/min背吃刀置mm備注1平端面T0225×25500手動(dòng)2鉆中心孔TOlφ5950手動(dòng)3粗車輪廓T0225×255002003自動(dòng)4精車輪廓T0325×2512001800.25自動(dòng)5粗車螺紋T0425×253209600.4自動(dòng)6精車螺紋T0425×253209600.1自動(dòng)編制×××審核×××批準(zhǔn)×××共1頁(yè)第1頁(yè)2.2數(shù)控車削加工工藝732．套類零件的數(shù)控車削加工工藝分析如圖2.33所示為錐孔螺母套零件，該零件材料為45鋼，無熱處理和硬度要求。單件小批量生產(chǎn)，所用機(jī)床為CJK6240，試對(duì)該零件進(jìn)行數(shù)控車削工藝分析。圖2.36錐孔螺母套零件2.2數(shù)控車削加工工藝741）零件工藝分析（1）零件圖樣上帶公差的尺寸，除內(nèi)螺紋退刀槽尺寸250-0.084公差值較大，編程時(shí)可取平均值24．958外，其他尺寸因公差值較小，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)該先將左右端面車出來。（3）內(nèi)孔圓錐面加工完后，需調(diào)頭再加工內(nèi)螺紋。

2）確定裝夾方案圖2.37外輪廓車削心軸定位裝夾方案2.2數(shù)控車削加工工藝75

3）確定加工順序及進(jìn)給路線圖2.38外輪廓車削進(jìn)給路線4）刀具選擇表2.10數(shù)控加工刀具卡片產(chǎn)品名稱或代號(hào)數(shù)控車工藝分析實(shí)例零件名稱錐孔螺母套零件圖號(hào)程序編號(hào)2.2數(shù)控車削加工工藝76工步號(hào)刀具號(hào)刀具規(guī)格名稱數(shù)量加工表面刀尖半徑mm備注1T0145°硬質(zhì)合金端面車刀l車端面0.52T02φ4mm中心鉆l鉆φ4mm中心孔3T03φ31.5mm的鉆頭1鉆孔4T04鏜刀1鏜孔及鏜內(nèi)孔錐面0.45T05φ32mm的鉸刀1鉸孔6T06內(nèi)槽車刀1切5mm寬螺紋退刀槽0.47T07內(nèi)螺紋車刀1車內(nèi)螺紋及螺紋孔倒角0.38T0893°右手偏刀l自右至左車外表面0.29T0993°左手偏刀l自左至右車外表面0.2編制

審核批準(zhǔn)

共1頁(yè)第1頁(yè)2.2數(shù)控車削加工工藝77

5）確定切削用量6）填寫工藝文件表2.11數(shù)控加工工序卡片(單位名稱)數(shù)控加工工序卡片產(chǎn)品名稱或代號(hào)零件名稱材料零件圖號(hào)數(shù)控車工藝分析實(shí)例錐孔螺母套45鋼工序號(hào)程序編號(hào)夾具編號(hào)使用設(shè)備車間CJK6240工步號(hào)工步內(nèi)容刀具號(hào)刀具規(guī)格mm主軸轉(zhuǎn)速r/min進(jìn)給速度mm/min背吃刀量mm備注2.2數(shù)控車削加工工藝781平端面T0125×253201手動(dòng)2鉆中心孔T02φ49502手動(dòng)3鉆孔T03φ32.520015.75手動(dòng)4鏜通孔至尺寸φ31.9mmT0420×20320400.2自動(dòng)5鉸孔至尺寸φ32+0.0330T05φ323200.1手動(dòng)6粗鏜內(nèi)孔斜面T0420×20320400.8自動(dòng)2.2數(shù)控車削加工工藝797精鏜內(nèi)孔斜面保證(1：5)±6′T0420×20320400.2自動(dòng)8粗車外圓至尺寸φ71mm光軸T0825×253201手動(dòng)9調(diào)頭車另一端面，保證長(zhǎng)度尺寸76rnmT0125×25320自動(dòng)10粗鏜螺紋底孔至尺寸φ34mmT0420×20320400.5自動(dòng)11精鏜螺紋底孔至尺寸34.2mmT0420×20320250.1手動(dòng)12切5mm內(nèi)孔退刀槽T0616×16320手動(dòng)2.2數(shù)控車削加工工藝8013φ34.2mm孔邊倒角c2T0716×16320自動(dòng)14粗車內(nèi)孔螺紋T0716×163200.4自動(dòng)15精車內(nèi)孔螺紋至M36×2-7HT0716×163200.1自動(dòng)16自右至左車外表面T0825×25320300.2自動(dòng)17自左至右車外表面T0925×25320300.2自動(dòng)編制審核批準(zhǔn)共l頁(yè)第1頁(yè)2.2數(shù)控車削加工工藝813．螺紋車削加工工藝分析1）零件圖的分析圖2.39螺紋類零件2.2數(shù)控車削加工工藝822）加工方案及加工路線的確定3）零件的裝夾及夾具的選擇4）刀具和切削用量的選擇5）尺寸計(jì)算2.2數(shù)控車削加工工藝832.3.1數(shù)控銑銷及加工中心加工特點(diǎn)（1）多刃切削。銑刀同時(shí)有多個(gè)刀齒參加切削，生產(chǎn)率高。（2）斷續(xù)切削。銑削時(shí)，刀齒依次切入和切出工件，易引起周期性沖擊振動(dòng)。（3）半封閉切削。銑削的刀齒多，相應(yīng)每個(gè)刀齒的容屑空間小，呈半封閉狀態(tài)，容屑和排屑條件差。與普通機(jī)床加工相比，數(shù)控銑削和加工中心具有許多顯著的工藝特點(diǎn)。

（1）加工靈活、通用性強(qiáng)（2）加工精度高（3）生產(chǎn)效率高（4）減輕操作者勞動(dòng)強(qiáng)度2.3數(shù)控銑削及加工中心加工工藝842.3.2數(shù)控銑削及加工中心加工對(duì)象1．?dāng)?shù)控銑床加工對(duì)象根據(jù)數(shù)控銑床的特點(diǎn)，適合于數(shù)控銑削的主要加工對(duì)象有以下幾類。（1）平面類零件

圖2.40平面類零件2.3數(shù)控銑削及加工中心加工工藝85（2）變斜角類零件（3）曲面類（立體類）零件

圖2.41變斜角類零件圖2.42曲面類零件（4）孔及螺紋2.3數(shù)控銑削及加工中心加工工藝862．加工中心加工對(duì)象1）既有平面又有孔系的零件（1）箱體類零件

圖2.43箱體類零件2.3數(shù)控銑削及加工中心加工工藝87（2）盤、套、板類零件圖2.44盤、套類零件2.3數(shù)控銑削及加工中心加工工藝882）結(jié)構(gòu)形狀復(fù)雜的曲面類零件圖2.45結(jié)構(gòu)形狀復(fù)雜的曲面2.3數(shù)控銑削及加工中心加工工藝893）外形不規(guī)則的異形類零件圖2.46異型零件4）特殊加工5）其他類零件2.3數(shù)控銑削及加工中心加工工藝902.3.3數(shù)控銑削及加工中心加工工藝裝備選用1．銑削加工刀具選擇立銑刀加工時(shí)，如圖2.47所示，刀具的有關(guān)參數(shù)，推薦按下述經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)選取。

(1)刀具半徑r應(yīng)小于零件內(nèi)輪廓面的最小曲率半徑ρ，一般取r=(0.8～0.9)ρ。(2)零件的加工高度H≤(1/6～1/4)r，以保證刀具有足夠的剛度。(3)對(duì)不通孔(深槽)，選取l=[H+(5～10)]mm(l為刀具切削部分長(zhǎng)度，H為零件高度)。(4)加工外形及通槽時(shí)，選取l=[H+re+(5～10)]mm(re為刀尖角半徑)。(5)粗加工內(nèi)輪廓面時(shí)，銑刀最大直徑D可按下式計(jì)算(圖2.45)。2.3數(shù)控銑削及加工中心加工工藝91（2-3）(6)加工肋時(shí)，刀具直徑為D=(5～10)b(b為肋的厚度)。圖2.47刀具尺寸選擇圖2.48粗加工銑刀直徑估算法2.3數(shù)控銑削及加工中心加工工藝92對(duì)一些立體型面和變斜角輪廓外形的加工，常采用球頭銑刀、環(huán)形銑刀、鼓形銑刀、錐形銑刀和盤形銑刀等，如圖2.46所示。(a)球頭銑刀(b)環(huán)形銑刀(c)鼓形銑刀(d)錐形銑刀(e)盤形銑刀圖2.49常用銑刀2.3數(shù)控銑削及加工中心加工工藝932．孔加工刀具數(shù)控孔加工刀具常用的有鉆頭、鏜刀、鉸刀和絲錐等。(1)鉆頭。

圖2.50可轉(zhuǎn)位淺孔鉆2.3數(shù)控銑削及加工中心加工工藝94(2)鏜刀。

鏜刀按切削刃數(shù)量可分為單刃鏜刀和雙刃鏜刀。鏜削通孔、階梯孔和不通孔可分別選用圖2.48(a)、(b)、(c)所示的單刃鏜刀。(a)通孔鏜刀(b)階梯孔鏜刀(c)不通孔鏜刀圖2.51單刃鏜刀1—調(diào)節(jié)螺釘2—緊固螺釘2.3數(shù)控銑削及加工中心加工工藝95在孔的精鏜中，目前較多地選用精鏜微調(diào)鏜刀。

其結(jié)構(gòu)如圖2.49所示。

圖2.52精鏜微調(diào)鏜刀

1—刀體2—刀片3—調(diào)整螺母4—刀桿5—螺母6—拉緊螺釘7—導(dǎo)向鍵2.3數(shù)控銑削及加工中心加工工藝96(3)鉸刀。加工公差等級(jí)為IT8～I(xiàn)T9級(jí)、表面粗糙度Ra為0.8μm～1.6μm的孔時(shí)，通常采用標(biāo)準(zhǔn)鉸刀。加工公差等級(jí)為IT5～I(xiàn)T7級(jí)、表面粗糙度Ra為0.7μm的孔時(shí)，可采用機(jī)夾硬質(zhì)合金刀片的單刃鉸刀。這種鉸刀的結(jié)構(gòu)如圖2.50所示

圖2.53硬質(zhì)合金單刃鉸刀1、7—螺釘2—導(dǎo)向塊3—刀片4—楔套5—刀體6—銷子2.3數(shù)控銑削及加工中心加工工藝97鉸削公差等級(jí)為IT6～I(xiàn)T7級(jí)，表面粗糙度Ra為0.8μm～1.6μm的大直徑通孔時(shí)，可選用專為加工中心設(shè)計(jì)的浮動(dòng)鉸刀。圖2.51所示的即為加工中心上使用的浮動(dòng)鉸刀。

圖2.54加工中心上使用的浮動(dòng)鉸刀1—刀桿體2—可調(diào)式浮動(dòng)鉸刀體3—圓錐端螺釘4—螺母5—定位滑塊6—螺釘2.3數(shù)控銑削及加工中心加工工藝982.3.4數(shù)控銑削及加工中心走刀路線的確定1．銑削加工走刀路線的確定1）立銑刀切削的進(jìn)/退刀控制方法

(1)深度方向切入工件的進(jìn)／退刀方式數(shù)控編程軟件通常有3種深度方向切人工件進(jìn)刀的方式：一是直接垂直向下進(jìn)刀，二是斜線軌跡進(jìn)刀方式，如圖2.55所示；三是螺旋式軌跡進(jìn)刀方式。2.3數(shù)控銑削及加工中心加工工藝99圖2.55斜線進(jìn)刀示意圖（2）水平方向進(jìn)/退刀方式精加工輪廓時(shí)，一般以被加工表面相切的圓弧方式接觸和退出工件表面。2.3數(shù)控銑削及加工中心加工工藝100當(dāng)銑削平面零件外輪廓時(shí)，一般是采用立銑刀側(cè)刃切削。(a)沿切削起始點(diǎn)延伸線(b)沿切線方向圖2.56刀具切入和切出外輪廓的加工路線2.3數(shù)控銑削及加工中心加工工藝101當(dāng)銑削封閉的內(nèi)輪廓表面時(shí)，若內(nèi)輪廓曲線允許外延，則應(yīng)沿切線方向切入切出。圖2.57刀具切入和切出內(nèi)輪廓的加工路線2.3數(shù)控銑削及加工中心加工工藝102圖2.58無交點(diǎn)內(nèi)輪廓刀具切入和切出的加工路線2.3數(shù)控銑削及加工中心加工工藝103圖2.59刀具切入和切出內(nèi)輪廓的加工路線2.3數(shù)控銑削及加工中心加工工藝1042）銑削方向(a)順銑(b)逆銑2.3數(shù)控銑削及加工中心加工工藝105

3)銑削內(nèi)槽的加工路線所謂內(nèi)槽是指以封閉曲線為邊界的平底凹槽。這種內(nèi)槽在模具零件較常見，都采用平底立銑刀加工，刀具圓角半徑應(yīng)符合內(nèi)槽的圖樣要求。（a）行切法（b）環(huán)切法（c）先行切后環(huán)切2.3數(shù)控銑削及加工中心加工工藝106

4)銑削曲面的加工路線2.3數(shù)控銑削及加工中心加工工藝1072．孔加工走刀路線的確定

1)確定XY平面內(nèi)的加工路線(1)走刀路線最短

2.3數(shù)控銑削及加工中心加工工藝108

(2)定位要準(zhǔn)確2.3數(shù)控銑削及加工中心加工工藝1092)確定Z向(軸向)的加工路線圖示為加工單個(gè)孔時(shí)刀具的加工路線。對(duì)多孔加工，為減少刀具空行程進(jìn)給時(shí)間，加工中間孔時(shí)，刀具不必退回到初始平面，只要退到R平面即可，其加工路線如圖所示?？焖僖苿?dòng)進(jìn)給路線