数控车削加工工艺
数控车削加工工艺
数控车削加工工艺随着现代制造业的不断发展，数控车削加工技术成为了制造业中不可或缺的一部分。
数控车削加工是一种高效、高精度、高质量的加工方式，可以实现复杂零件的大规模生产。
本文将介绍数控车削加工的基本工艺，制造过程及其优点。
一、数控车削加工的基本工艺数控车削加工是指使用数控车床进行加工的一种加工过程。
数控车床是一种基于计算机控制系统的机械设备，通过预置的数字程序控制车床的运动来完成自动化的加工。
数控车床包括自动进给机构、主轴箱、刀架和工件旋转机构等部分。
数控车削加工基本工艺流程包括以下几个方面：1.数控加工合理设计：在进行数控加工前，需要进行CAD （计算机辅助设计）和CAM（计算机辅助制造）前期工作。
首先，根据产品的零件图纸，进行CAD绘制出三维模型图。
然后，通过CAM软件将三维模型转化为加工程序，并导出G代码程序。
2.加工参数设置：在进行数控加工前，需要设置加工参数，包括刀具的半径、旋转速度、进给速度、加工深度和加工时间等。
根据不同的零件特点，进行合理的加工参数设计，以保证加工效果和效率。
3.设备准备：在进行数控加工前，需要对设备进行准备，包括安装好相应的刀具和工件，并对设备进行调试和检测。
确保设备运行正常状态下，以保证加工效果和效率。
4.数控加工操作：在进行数控加工时，需要通过预置的数字程序控制车床的运动轨迹和刀具的进给速度等参数，按照设定好的程序进行加工操作。
同时，需要对加工过程进行监控，及时处理加工过程中出现的问题。
二、数控车削加工的制造流程数控车削加工的制造流程包括数控程序编制、预处理、机床设备准备、加工和后处理等阶段。
下面简要介绍一下制造流程中的各个阶段：1.数控程序编制：这是数控车削加工的基础工作，需要经过CAD/CAM软件完成。
利用CAD软件绘制三维模型，然后通过CAM软件转化为数控程序并生成容易理解的G代码。
2.预处理：在数控程序发送给机床之前，需要进行预处理。
预处理的任务是将G代码程序转换成机床识别的M代码和G代码，并在验证程序的形式、语法等方面进行检查和纠正。
数控车削零件工艺分析举例
※T0404——螺纹刀：刀尖角60°，主轴转速400r/min，进给 速度2mm/r（螺距）。
数控车削加工工艺
※T0505——钻头：钻头直径16mm，主轴转速450r/min。
※T0606——内圆粗车刀：内轮廓粗加工，刀尖圆弧半径 0.8mm,切深1mm，主轴转速500r/min,进给速度100mm/min。 ※T0707——内圆精车刀：内轮廓精加工，刀尖圆弧半径 0.8mm,切深0.4mm，主轴转速800r/min,进给速度60mm/min。
*装夹Φ50外圆表面，探出65mm,粗加工零件左侧外轮廓：
2×45°倒角，Φ48外圆，R20，R16，R10圆弧。
*精加工上述轮廓。
数控车削加工工艺
*手工钻孔，孔深至尺寸要求。 *粗加工孔内轮廓。 *精加工孔内轮廓。 *调头装夹Φ48外圆，粗加工零件右侧外轮廓：2×45°倒
角，螺纹外圆，Φ36端面，锥面，Φ48外圆到圆弧面。
数控机床编程与操作
数控车削加工工艺
完成如图所示零件的加工。毛坯尺寸ф50×114，材料 45钢，零件的径向尺寸公差±0.01mm。
数控车削加工工艺
1．图纸分析 （1）加工内容： 此零件加工包括车端面，外圆，倒角，圆弧，螺纹，槽等。 （2）工件坐标系： 该零件加工需调头，从图纸上尺寸标注分析应设置2个坐标 系，2个工件零点均定于装夹后的右端面（精加工面）。
*精加工上述轮廓。 *切槽。 *螺纹加工。
数控车削加工Байду номын сангаас艺
（5）刀具的选择和切削用量的确定
※T0101——外圆粗车刀：外轮廓粗加工，刀尖圆弧半径 0.8mm, 切 深 2 mm， 主 轴 转 速 8 0 0 r/min ， 进 给 速 度 150mm/min。 ※T0202——外圆精车刀：外轮廓精加工，刀尖圆弧半径 0.8mm， 切深0.5mm，主轴转速1500r/min，进给速度 80mm/min。
数控车削加工工艺分析
ＯＣＣＵＰＡＴＩＯＮ2011 5170数控车削加工工艺分析文/许新伟 韩长军零件数控车削加工工艺分析是制订车削工艺规程的重要内容之一，其主要包括选择各加工表面的加工方法、安排工序的先后顺序、确定刀具的走刀路线等。
技术人员应根据从生产实践中总结出来的一些综合性工艺原则，结合现场的实际生产条件，提出几种方案，通过对比分析，从中选择最佳方案。
一、拟定工艺路线１．加工方法的选择回转体零件的结构形状虽然是多种多样的，但它们都是由平面、内、外圆柱面、曲面、螺纹等组成，每一种表面都有多种加工方法，实际选择时应结合零件的加工精度、表面粗糙度、材料、结构形状、尺寸及生产类型等因素全面考虑。
２．加工顺序的安排在选定加工方法后，接下来就是划分工序和合理安排工序的顺序。
合理安排好切削加工、热处理和辅助工序的顺序，并解决好工序间的衔接问题，可以提高零件的加工质量、生产效率，降低加工成本。
在数控车床上加工零件，应按工序集中的原则划分工序，安排零件车削加工顺序一般遵循下列原则：（１）先粗后精。
按照粗车→（半精车）→精车的顺序进行，逐步提高零件的加工精度。
（２）先近后远。
这里所说的远与近，是按加工部位相对于换刀点的距离大小而言的。
（３）内外交叉。
对既有内表面（内型、腔），又有外表面的零件，安排加工顺序时，应先粗加工内外表面，然后精加工内外表面，加工内外表面时，通常先加工内型和内腔，然后加工外表面。
（４）刀具集中。
用一把刀加工完相应各部位，再换另一把刀，加工相应的其他部位，以减少空行程和换刀次数及换刀时间。
（５）基面先行。
用作精基准的表面应优先加工出来，原因是作为定位基准的表面越精确，装夹误差就越小。
例如加工轴类零件时，总是先加工中心孔，再以中心孔为精基准加工外圆表面和端面。
二、确定走刀路线走刀路线是指刀具从起刀点开始移动起，直至返回并结束加工程序所经过的路径，其包括刀具切削加工的路径及刀具引入、切出等非切削空行程，主要考虑以下几个问题：一是刀具引入、出。
第1章数控车削加工工艺.ppt
学习目的和要求：
1、了解数控车床的结构以及种类 2、正确分析数控机床加工零件的工艺性 3、掌握数控车床加工工艺的制订 4、学会填写数控加工工艺文件
第 5 章 数控车削加工工艺
本章主要内容如下：
5.1 数控车削加工工艺概述 5.2 数控车削加工工艺的制订 5.3 典型零件数控车削加工工艺分析实例
5.1 数控车削加工工艺概述
5.1.1 数控车床的类型
1．按数控系统的功能和机械结构的档次分
（1）经济型数控车床:一般采用步进电动机驱动的开环控制 系统，结构简单，价格低廉, 一般只能 进行两个平动坐标(刀 架的移动)的控制和联动。
（2）全功能型数控车床:采用闭环或半闭环控制的伺服系统， 可以进行多个坐标轴的控制。具有高刚度、高精度和高效率 等特点。
5.2.4 加工顺序的安排
1．先粗后精
对于粗精加工在一道工序内进行的，先对各表面进行粗加 工，全部粗加工结束后在进行半精加工和精加工，逐步提高加 工精度。 2．先近后远
在一般情况下，离对刀点近的部位先加工，离对刀点远的 部位后加工，以便缩短刀具移动距离，减少空行程时间。 3．内外交叉
对既有内表面（内型、腔），又有外表面需加工的回转体 零件，安排加工顺序时，应先进行外、内表面粗加工，后进行 外、内表面精加工。 4．基面先行
以粗加工中完成的那一部分工艺过程为一道工序，精加工 中完成的那一部分工艺过程为一道工序。这法适用于零件加工 பைடு நூலகம்易变形或精度要求较高的零件。
轴承内圈精车加工方案
实例分析
【例】 加工如下图所示手柄零件，该零件加工所用坯料为
φ32mm，批量生产，加工时用一台数控车床。试进行工
序的划分及确定装夹方式。
数控车削加工工艺课件(共21张PPT)《数控车削编程与操作训练》
1.对刀点 对刀点是在数控机床上加工零件时，
刀具相对于工件运动的起点。
ZO 对刀点X源自2.换刀点换刀点是指刀架转位换刀的位置。 以刀架转位时不碰工件及其他部件 为准。
3.刀位点 刀位点是指在加工程序编制中，用以表
示刀具位置的点
注：每把刀的刀位点在整个加工中只能有一个位置。
1.2.7 数控加工工艺技术文件的编写
确定原则： 粗加工时，选择较大的背吃刀量，
以减少走刀次数，提高生产率；
精加工时，通常选较小的 ap值，以
保证加工精度及表面粗糙度。
2.进给量f 的确定
确定原则： 粗加工时，进给量在保证刀杆、刀具、
机床、工件刚度等条件前提下，选用尽可 能大的f 值；
精加工时，进给量的选择主要受表面粗 糙度要求的限制，当表面粗糙度要求较高 时，应选较小的f 值。
以使总的工序数量减少。 适用于单件小批量生产。
2.工序分散原则 加工零件的过程在较多的工序中进行，
而每道工序的加工内容很少。 适用于大批量生产。
1.2.3 加工路线的确定
加工顺序确定原则：先粗后精、先近后远。
先粗后精
先近后远
1.2.4 刀具的选择
1.机架式可转位车刀
2. 数控车床常用刀具类型及用途
3.主轴转速n的确定
确定原则： 粗车时，选较低的切削速度， 精车时，选较高的切削速度。 由切削速度计算主轴转速的公式如下： n=1000v/（d） 式中：d ——工件直径，mm； v ——切削速度，m/min。
切削用量选择参考表
1.2.6 数控加工中对刀点、换刀 点及刀位点的确定
1.对刀点 2.换刀点 3.刀位点
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第一章 数控车削编程基础
第二节. 数控车削加工工艺
数控车削加工工艺
数控车削加工工艺1.1数控车削的主要加工对象一：数控车削加工概述1.数控加工过程数控加工与普通机床机械加工有较大的不同。
在数控机床加工前，要把在通用机床上加工是需要操作及动作，工步的划分与顺序、走刀路线、位移量和切削参数等，按规定的数码形式编成加工程序，存储在数控系统存储其器或磁盘上。
加工程序是实现人与机器联系起来的媒介物加工时，控制介质上的加工程序控制机床运动，自动加工出我们所要求的零件形状。
二：数控车削加工的工艺范围数控车削加工主要用于轴类或盘类零件的内、外圆柱面、任意角度的内、外圆锥面、复杂回转内、外和圆柱、圆锥螺纹等的切削加工，并能进行切槽、钻孔、扩孔、铰孔及镗孔等的切削加工三：数控车削的主要加工对象（1）轮廓形状特别复杂或难于控制尺寸的回转体零件因为数控车床装置都具有直线和圆弧差补功能，还有部分有非圆弧差补功能，故能车削有任意平面曲线轮廓所组成的回转体零件。
（2）精度要求较高的零件零件的精度要求主要指尺寸、形状，位置和表面粗糙度值例如，尺寸精度高（达0.001或更小）的零件，圆柱度要求高的圆柱体零件等。
（3）特殊的螺旋零件这些螺旋零件是指特大螺距（或导程）、变（增面现象/减）螺距、高精度的模数螺旋零件（如圆柱圆弧）和端面（盘形）螺纹零件等（4）淬硬工件的加工在大型模具加工中，有不少尺寸大而形状复杂的零件。
这些零件热处理后的变形量较大，模削加工有困难。
因此可以用陶瓷车刀在数控机床上对淬硬后的零件进行车削加工，以车代模，提高加工效率。
1.2 数控车削的刀具与选用一：数控加工对刀具的要求（1）具有良好、稳定的切削性能刀具不仅能进行一般的切削，还能承受高速切削和强力切削，并且切削性能是稳定的。
（2）刀具有教高的寿命刀具大量采用硬质合金材料或高性能材料（如涂层刀片、陶瓷刀片、立方氮化硼刀片）并且有合理的几何参数，切削磨损最少，刀具寿命长。
（3）刀具有较高的精度对于较高精度的工件的加工，刀具应具备相应的形状和尺寸精度，特别对定尺寸型的刀具更是如此；（4）刀具有可靠的卷削、断屑性能数控机床的切削是在封闭的环境下进行的，因此刀具必须能可靠的将切削卷曲、打断，并顺利排削，以避免不必要的停机。
数控车削加工工艺分析
浅谈数控车削加工工艺分析摘要：数控车床的使用的目的旨在加工出合格的零件，但是合格的零件的加工必须要依靠制定合理的加工工艺。
本文针对当前数控车床使用者的工艺分析的不合理来进行对比，讲述合理的工艺分析的顺序问题。
关键词：数控车床车削加工工艺工艺分析车削一、数控车削加工工艺的内容数控车削加工工艺是采用数控车床加工零件时所运用的方法和技术手段的总和.其主要内容包括以下几个方面：（一）选择并确定零件的数控车削加工内容；（二）对零件图纸进行数控车削加工工艺分析；（三）工具、夹具的选择和调整设计；（四）工序、工步的设计；（五）加工轨迹的计算和优化；（六）数控车削加工程序的编写、校验与修改；（七）首件试加工与现场问题的处理；（八）编制数控加工工艺技术文件；总之，数控加工工艺内容较多，有些与普通机床加工相似.二、数控车削加工工艺分析工艺分析是数控车削加工的前期工艺准备工作.工艺制定得合理与否，对程序的编制、机床的加工效率和零件的加工精度都有重要影响.为了编制出一个合理的、实用的加工程序，要求编程者不仅要了解数控车床的工作原理、性能特点及结构.掌握编程语言及编程格式，还应熟练掌握工件加工工艺，确定合理的切削用量、正确地选用刀具和工件装夹方法.因此，应遵循一般的工艺原则并结合数控车床的特点，认真而详细地进行数控车削加工工艺分析.其主要内容有：根据图纸分析零件的加工要求及其合理性；确定工件在数控车床上的装夹方式；各表面的加工顺序、刀具的进给路线以及刀具、夹具和切削用量的选择等.笔者观察了很多数控车的技术工人，阅读了不少关于数控车削加工工艺的文章，发现大部分的使用者采用选择并确定零件的数控车削加工内容、零件图分析、夹具和刀具的选择、切削用量选择、划分工序及拟定加工顺序、加工轨迹的计算和优化、编制数控加工工艺技术文件的顺序来进行工艺分析。
但是笔者分析了上述的顺序之后，发现有点不妥。
因为整个零件的工序、工步的设计是工艺分析这一环节中最重要的一部分内容。
数控机床切削加工工艺
6.1 数控车削加工工艺
2．数控车削加工工艺的主要内容 数控车削加工工艺主要包括以下内容。
(1) 选择适于数控车床加工的零件，确定工序内容。 (2) 对零件图进行分析，明确加工内容及技术要求。 (3) 确定零件的加工方案，拟定加工工艺路线。如划分工序、 安排加工顺序、处理与非数控加工工序的衔接等。
② 在轮廓曲线上，有3处为圆弧，其中两处为既过象限又改 变进给方向的轮廓曲线，因此，在加工时应进行机械间隙补偿， 以保证轮廓曲线的准确性。
③ 为了便于装夹，毛坯件左端应预先粗车夹持部分（零件图 左端双点划线部分），右端面也应先粗车并钻好中心孔。毛坯选
60的棒料。
6.1 数控车削加工工艺
(2) 确定装夹方案。 以毛坯件轴线和左端大端面（设计基准）
为定位基准。左端采用三爪卡盘夹紧，右端采用活动顶尖支撑的 装夹方式。
(3) 确定加工顺序及进给路线。加工顺序按由粗到精、由近到 远（由右到左）的原则确定。即先从右到左进行粗车（留0.25mm 精车余量），然后从右到左进行精车，最后车削螺纹。
(4) 选择刀具。
①
5中心孔钻钻削中心孔。
② 粗车及车削端面选用90°硬质合金右偏刀，副偏角不宜太 小，以免副后刀面与工件轮廓干涉，一般选kr′=35°。
≤
6.1 数控车削加工工艺
6.1 数控车削加工工艺
v (3) 进给速度 f的确定
① 当工件的质量要求能够得到保证时 ，一般在100～ 200mm/min范围内选取。
② 在切断、加工深孔或用高速钢刀具加工时，一般在20～ 50mm/min范围内选取。
③ 当加工精度、表面粗糙度要求较高时，一般在20～ 50mm/min范围内选取。
图6-11 车削外轮廓装夹方案
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③找出图样上有较高位置精度要求的表面，这 些表面应在一次安装下完成。
④对表面粗糙度要求较高的表面，应确定用恒 线速切削。
2.结构工艺性分析 零件的结构工艺性是指零件对加工方法的适 应性，即所设计的零件结构应便于加工成型。 在数控车床上加工零件时，应根据数控车削的 特点，认真审视零件结构的合理性。
结构工艺性示例
3.零件安装方式的选择
在数控车床上零件的安装方式与普通车床一 样，要合理选择定位基准和夹紧方案，主要要 注意以下两点：
（1）力求设计，工艺与编程计算的基准统一， 这样有利于提高编程时数值计算的简便性和精 确性。
（2）尽量减少装夹次数Байду номын сангаас尽可能在一次装夹 后，加工出全部待加工面。
5.2.2 数控车削加工工艺路线的拟定
（2）轮廓几何要素分析
在手工编程时，要计算每个节点坐标，在 自动编程时，要对构成零件轮廓的所有几何元 素进行定义，因此在分析零件图时，要分析几 何元素的给定条件是否充分。
几何要素缺陷示例一
几何要素缺陷示例二
（3）精度及技术要求分析
①分析精度及各项技术要求是否齐全、是否合 理。对采用数控加工的表面，其精度要求应尽 量一致，以便最后能一刀连续加工。
数控卧式车床的基本结构
●刀架 ●床身 ●主轴箱
●高精度导轨 ●滚珠丝杠 ●床座 ●尾座
●刀塔 ●轴向导轨 ●主轴 ●床身
数控立式车床的基本结构
数控车床的类型
3．按数控系统控制的轴数分类： （1）两轴控制的数控车床： 机床上只有一个回转刀架或两个排刀架，多 采用水平导轨，可实现 两坐标轴控制。 （2）四轴控制的数控车床： 机床上有两个独立的回转刀架，多采用斜置 导轨，可实现四坐标轴控制。
由于生产规模的差异，对于同一零件的车削工 艺方案是有所不同的，应根据具体条件，选择 经济，合理的车削工艺方案。
1.加工方法的选择 在数控车床上，能够完成内外回转体表面的 车削，钻孔，镗孔，铰孔和攻螺纹等加工操作， 具体选择时应根据零件的加工精度，表面粗糙 度，材料，结构形状，尺寸及生产类型等因素， 选用相应的加工方法和加工方案。
二，精度要求高的回转体零件
高精度的机床主轴
高速电机主轴
三，带特殊螺纹的回转体零件 非标丝杠
5.2 数控车削加工工艺分析
工艺分析是数控车削加工的前期工艺准备工 作。工艺制定得是否合理，对程序编制，机床 的加工效率和零件的加工精度都有重要影响。 因此，应遵循一般的工艺原则并结合数控车床 的特点，认真而详细的制定好零件的数控车削 加工工艺。其主要内容有：分析零件图纸，确 定工件在车床上的装夹方式，各表面的加工顺 序和刀具的进给路线以及刀具、夹具和切削用 量的选择等。
5.1 数控车削加工的主要对象
• 数控车削加工是数控加工中用得最多的 加工方法之一，由于数控车床具有精度高、 能做直线和圆弧插补以及在加工过程中能 自动变速的特点，其工艺范围较普通机床 宽得多。数控车床适合于车削具有以下要 求和特点的回转类零件。
一，轮廓形状特别复杂或难于控制尺寸的回转体 零件。
数控车床与普通车床结构差别
右图是同一品牌 的数控车床与普通车 床。结构上具有明显 差异—— 数控系统；
伺服系统；
床身稳固 装有防护门；
配备自动刀架\对刀仪\ 自动排屑等辅助设备。
保留主轴箱、尾座； 取消挂轮箱、进给箱、 溜板箱、光杆、丝杆等；
数控车削中心
数控车床的类型
2．按主轴的配置形式分类： （1）卧式数控车床 ： 主轴轴线处于水平位置的数控车床。（双轴 卧式数控车床） （2）立式数控车床 ： 主轴轴线处于垂直位置的数控车床。（双轴 立式数控车床 ）
数控车床的组成
（1）车床主机 即数控车床的机械部件，主要 包括床身、主轴箱、刀架、尾座、进给传动机 构等。
（2）数控系统 即控制系统，是数控车床的控 制核心，其中包括CPU、存储器、CRT等部分。
（3）驱动系统 即伺服系统，是数控车床切削 工作的动力部分，主要实现主运动和进给运动。
（4）辅助装置 是为加工服务的配套部分，如 液压、气动装置，冷却、照明、润滑、防护和 排屑装置。
2.加工工序划分
在数控机床上加工零件，工序可以比较集中， 一次装夹应尽可能完成全部工序。与普通机床 加工相比，加工工序划分有其自己的特点，常 用的工序划分原则有以下两种：
主要内容
5.1 数控车削加工的主要对象 5.2 数控车削加工工艺分析 5.3 典型零件的数控车削加工工艺分析
数控车削的基本特征与加工范围
基本特征：数控车削时，工件做回转运 动，刀具做直线或曲线运动，刀尖相对工 件运动的同时，切除一定的工件材料从而 形成相应的工件表面。其中，工件的回转 运动为切削主运动，刀具的直线或曲线运 动为进给运动。两者共同组成切削成形运 动。
加工范围：数控车床主要用于轴类和盘 类回转体零件的多工序加工，具有高精度、 高效率、高柔性化等综合特点，其加工范 围较普通车削广，不仅可以进行车削还可 以铣削。
加工范围
车外圆 切槽
车端面
切断
车型面
车螺纹
钻孔 车内孔 车锥面
数控车床的类型
1．按数控系统的功能和机械结构的档次分 （1）经济型数控车床:一般采用步进电动机驱动的开 环控制系统，结构简单，价格低廉, 一般只能 进行两 个平动坐标(刀架的移动)的控制和联动。 （2）全功能型数控车床:采用闭环或半闭环控制的伺 服系统，可以进行多个坐标轴的控制。具有高刚度、 高精度和高效率等特点。 （3）车削中心:车削中心是一种复合加工机床，工件 在一次装夹后，它不但能完成对回转型面的加工，还 能完成回转零件上个各表面加工，如圆柱面或端面上 铣槽或平面等。 （4）FMC车床: 由数控车床、机器人等构成的柔性加 工单元。
5.2.1 数控车削加工零件的工艺性分析
1.零件图分析
零件图分析是制定数控车削工艺的首要工作， 主要包括以下内容：
（1）尺寸标注方法分析
零件图上尺寸标注方法应适应数控车床加工 的特点。应以同一基准标注尺寸或直接给出坐 标尺寸。这种标注方法既便于编程，又有利于 设计基准，工艺基准，测量基准和编程原点的 统一。