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
6.1 数控车削加工工艺
(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、由内到外的原则确定，并尽可能在一次装夹中加工出较多 表面。根据该零件的特征，可先加工内孔各表面，然后加工外轮 廓表面。考虑到该零件为单件小批量生产，走刀路线不必考虑最 短进给路线或最短空行程路线。
(4) 加工工序的设计。如选择零件的定位基准、夹具的选择、 划分工步、选择刀具及切削用量等。
(5) 数控加工程序的调整。如选取对刀点和换刀点、确定刀具 补偿及确定加工路线等。
6.1 数控车削加工工艺
三、数控车削加工工艺路线的拟定
数控车削加工工艺路线的拟定是制定数控车削工艺规程的重 要内容之一，其主要内容包括加工方法的选择、加工阶段的划分、 工序的划分和加工顺序的安排等。
数控加工工艺学
第6章 数控机床切削加工工艺
6.1 数控车削加工工艺 6.2 数控铣削加工工艺 6.3 加工中心加工工艺
6.1 数控车削加工工艺
一、数控车削加工的主要加工对象
数控车削是数控加工中最为常用的加工方法之一。数控车床 适于加工以下几种零件。
1．精度要求高的回转体零件 2．表面形状复杂或难于控制尺寸的回转体零件 3．带有特殊螺纹的回转体零件
3．加工顺序的安排
安排零件车削加工顺序一般应遵循下列原则。
（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。 这里所说的先近后远是按加工部位相对于 换刀点的距离大小而言的。
6.1 数控车削加工工艺
(3) 内外交叉。 对既有内表面（内型、内腔），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。
② 主轴旋转速度的选择。车直线和圆弧时，根据手册选取粗 车切削速度vc=90m/min，精车切削速度vc=120m/min，然后利用公 式计算出主轴转速n即粗车500r/min、精车1200r/min。车螺纹时， 主轴转速n为320r/min。
③ 进给速度的选择。粗车时每转进给量为0.4mm/r，精车时每 转进给量为0.15mm/r；粗车进给速度为200mm/min，精车进给速度 为180mm/min。
6.1 数控车削加工工艺
(2) 主轴转速的确定。 ① 光车。光车时，车削加工主轴转速n应根据允许的切削速 度vc和工件直径d来选择。在实际生产中，主轴转速可用下式计算：
n 1000vc
d
式中，n是主轴转速，r/min；vc是切削速度，m/min；d是零件 待加工表面的直径，mm。
计算时可参考表6-2或切削用量手册选取。
① 对于零件图样中精度要求较高的尺寸，在编程时取其基本 尺寸即可。
② 左右端面为多个尺寸的设计基准，在相应加工前应预先将 左右端面车出。
③ 内孔尺寸较小，镗1∶20 掉头装夹。
32孔及15°斜面时需
6.1 数控车削加工工艺
(2) 确定装夹方案。 加工内孔时以外圆定位，用三爪卡盘夹 紧；加工外轮廓时，为在一次装夹中加工出全部外轮廓，需设一 圆锥心轴装置（图6-11双点划线部分），用三爪卡盘夹紧，心轴右 端留有中心孔并用尾锥顶尖顶紧以提高工艺系统刚性。
6.1 数控车削加工工艺
(2) 最短的切削进给路线。
如图6-4所示为粗车图 （先粗后精）时的几种不同 切削进给路线的安排示意图。 其中图6-4(a)表示利用数控系 统具有的封闭式复合循环功 能控制车刀沿着工件轮廓进 行走刀的路线；图6-4(b)表示 “三角形”走刀路线；图64(c)表示“矩形”走刀路线。
图6-3 巧用起刀点
6.1 数控车削加工工艺
其对刀点A的设定是考虑到精车加工过程中需方便地换刀， 故设在离坯件较远的位置处，同时将起刀点与其对刀点重合，按3 刀粗车的进给路线安排：
第1刀为A→B→C→D→A； 第2刀为A→E→F→G→A； 第3刀为A→H→I→J→A 如图6-3(b)所示则是将起刀点与对刀点分离，并设于图示B点 位置，仍按相同的切削量进行3刀粗车，其进给路线安排如下： 起刀点与对刀点分离的空行程为A→B； 显然，图6-3(b)所示进给路线短。
图6-8 数控车床常用的试切对刀法
6.1 数控车削加工工艺
五、典型数控车削零件加工工艺分析
1．轴类零件数控车削加工工艺 如图6-9所示的零件，零件材料为45钢，无热处理和硬度要求， 选用TND360数控车床进行加工。
6.1 数控车削加工工艺
图6-9 典型轴类零件
6.1 数控车削加工工艺
其数控车削加工工艺分析如下。
6.1 数控车削加工工艺
二、数控车削加工工艺的基本特点与内容
1．数控车削加工工艺的基本特点
在数控车床上，加工的全过程都是按照指令自动进行的。因 此，数控车床加工程序不仅要包括零件的工艺过程，而且还要包 括切削用量、走刀路线、刀具尺寸以及车床的运动过程。因此， 要求编程人员对数控车床的性能、特点、运动方式、刀具协调、 切削规范以及工件的装夹方法都要十分熟悉。
6.2 数控铣削加工工艺
其数控车削加工工艺（单件小批量生产）如下。
(1) 零件图工艺分析。 该零件由内外圆柱面、内圆锥面、顺 圆弧、逆圆弧以及外螺纹等表面组成，其中多个直径尺寸和轴向
尺寸有较高的尺寸精度和表面粗糙度要求。零件尺寸标注完整， 轮廓描述清晰；零件材料为45钢，无热处理要求。
通过上述工艺分析，可采取以下几点工艺措施。
④ 刀具空行程时，当行程距离较长时，可以设定该数控机床 系统设定的最高进给速度。
6.1 数控车削加工工艺
4．数控车削加工中的装刀与对刀 (1) 车刀的安装 如图6-7所示为车刀安装角度。当车刀安装成负角时，增大切 削力；安装成正角时，减小切削力。
图6-7 车刀安装角度
6.1 数控车削加工工艺
(2) 数控车床对刀。数控车床一般采用试切对刀，如图6-8所 示。
(4) 刀具集中。 刀具集中即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分，以减少空行程和换刀时间。
6.1 数控车削加工工艺
图6-1 先粗后精示例
图6-2 先近后远示例
6.1 数控车削加工工艺
4．进给路线的确定 下面介绍实际车削加工中走刀路线确定的部分设计方法与思 路。 (1) 最短空行程路线。如图6-3(a)所示为采用矩形循环式进行 粗车的一般情况示例。
(2) 装夹方法的确定。车削加工常用的装夹方法见表6-1。
6.1 数控车削加工工艺
6.1 数控车削加工工艺
3．切削用量的选择
切削用量应结合车削加工的特点，在机床给定点的允许范围 内选取，其选择方法如下。
(1) 背吃刀量ap的确定。在车床工艺系统刚度允许的条件下， 尽可能选取较大的背吃刀量。为了保证加工表面质量，可留少许 精车余量，一般为0.2～0.5mm。Biblioteka 图6-4 粗车进给路线示例
6.1 数控车削加工工艺
(3) 大余量毛坯的阶梯切削进给路线。如图6-5所示为车削大 余量工件的两种进给路线。图6-5(a)是错误的阶梯切削路线，图65(b)所示按1→2→3→4→5的顺序切削，每次切削所留余量相等， 是正确的阶梯切削路线。
图6-5大余量毛坯的阶梯切削路线
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。实际选择时应根据零件的精度 （包括尺寸精度、形状精度和位置精度以及表面粗糙度）要求、 本车间（或本厂）现有工艺条件及加工精度来选择加工方法。
6.1 数控车削加工工艺
2．工序的划分
在数控机床上加工零件，工序一般比较集中，一次装夹应尽 可能完成全部工序。其工序划分的基本原则可参考第四章相关内 容。
6.1 数控车削加工工艺
根据上述分析，制成数控加工工艺卡片，见表6-6。
6.1 数控车削加工工艺
6.2 数控铣削加工工艺
一、数控铣削的主要加工对象
数控铣削主要适合加工以下几类零件。 1．平面轮廓类零件 平面轮廓类零件的主要特征为加工面平行或垂直于定位面， 或与定位面成固定夹角（图6-12）