第7章数控车床加工工艺资料课件

7.1 7.1 数控车削的主要加工对象数控车削的主要加工对象7.7.2 2 数控车床加工工艺分析数控车床加工工艺分析7.3 7.3 数控车床加工工艺路线的拟订数控车床加工工艺路线的拟订7.4 7.4 典型零件的数控车削加工工艺分析典型零件的数控车削加工工艺分析第第7章章数控车削加工工艺数控车削加工工艺本章主要介绍了以下内容：本章主要介绍了以下内容：数控车床的加工对象；数控车床的加工对象；数控车数控车床加工工艺路线的制订；典型零件的数控车削加工工艺分析床加工工艺路线的制订；典型零件的数控车削加工工艺分析实例。实例。要要求求了了解解适适合合数数控控车车床床的的加加工工对对象象。重重点点要要求求能能正正确确分分析析数数控控加加工工零零件件的的工工艺艺性性；掌掌握握数数控控车车床床加加工工工工艺艺路路线线的的制制订订，即即确确定定加加工工方方案案、划划分分加加工工阶阶段段、划划分分工工序序、确确定定进进给给路路线线、选选择择夹夹具具、选选择择刀刀具具、确确定定切切削削用用量量、填填写写工工艺艺文文件件等等。数控车削加工是数控加工中用得最多的加工方法之一，数控车削加工是数控加工中用得最多的加工方法之一，数控车削加工是数控加工中用得最多的加工方法之一，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由于数控车床具有精度高、能做直线和圆弧插补以及在加由于数控车床具有精度高、能做直线和圆弧插补以及在加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工过程中能自动变速的特点，其工艺范围较普通机床宽得工过程中能自动变速的特点，其工艺范围较普通机床宽得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。多。多。多。数控车削时，工件做回转运动，刀具做直线或曲线数控车削时，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。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。曲线运动为进给运动。两者共同组成切削成形运动。7.1数控车削的主要加工对象数控车削的主要加工对象数控车床主要用于轴类和盘类回转体零件。数控车床主要用于轴类和盘类回转体零件。能自动能自动完成内外圆柱面、圆锥面、圆弧面、端面、螺纹等工序完成内外圆柱面、圆锥面、圆弧面、端面、螺纹等工序的切削加工，并能进行切槽、钻孔、镗孔、扩孔、铰孔的切削加工，并能进行切槽、钻孔、镗孔、扩孔、铰孔等加工。等加工。数控车削加工实例数控车削加工实例（单击观看录像）（单击观看录像）高精度的机床主轴高精度的机床主轴高速电机主轴高速电机主轴1 1）精度要求高的回转体零件）精度要求高的回转体零件此外，数控车床还特别适合加工形状复杂、精度要求高此外，数控车床还特别适合加工形状复杂、精度要求高的轴类或盘类零件。主要有以下几类零件：的轴类或盘类零件。主要有以下几类零件：3 3）表面形状复杂的回转体零件）表面形状复杂的回转体零件凸轮轴凸轮轴曲轴曲轴2 2）表面粗糙度要求高的回转体零件）表面粗糙度要求高的回转体零件非标丝杠非标丝杠4 4）带特殊螺纹的回转体零件）带特殊螺纹的回转体零件7.27.2数控车床加工零件的工艺性分析数控车床加工零件的工艺性分析数控车床加工零件的工艺性分析数控车床加工零件的工艺性分析 1 1零件图工艺分析零件图工艺分析 （1 1）尺寸标注方法分析）尺寸标注方法分析 由于数控加工精度及重复定位精度都很高，不会因产生较由于数控加工精度及重复定位精度都很高，不会因产生较大的积累误差而破坏使用特性，因此可将局部的尺寸分散标注大的积累误差而破坏使用特性，因此可将局部的尺寸分散标注法改为以集中引注或坐标式的尺寸标注法。法改为以集中引注或坐标式的尺寸标注法。（图（图a a）（2 2）零件轮廓的几何要素分析）零件轮廓的几何要素分析 要分析几何元素的给定要分析几何元素的给定条件是否充分、正确。条件是否充分、正确。（图（图b.c）（3 3）精度及技术要求分析）精度及技术要求分析 分析精度及各项技术要求是否齐全、是否合理。对采用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。续加工。分析本工序的数控车削加工精度能否达到图纸分析本工序的数控车削加工精度能否达到图纸要求，若达不到，需采用其他措施（如磨削）弥补的要求，若达不到，需采用其他措施（如磨削）弥补的话，注意给后续工序留有余量。话，注意给后续工序留有余量。找出图样上有较高位置精度要求的表面，这些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。表面应在一次安装下完成。对表面粗糙度要求较高的表面，应确定用恒线对表面粗糙度要求较高的表面，应确定用恒线速切削。速切削。2 2零件结构工艺性分析零件结构工艺性分析(图图d d)图图a局部分散标注与坐标式标注局部分散标注与坐标式标注return图图b几何要素缺陷示例一几何要素缺陷示例一图图c几何要素缺陷示例二几何要素缺陷示例二 图图d结构工艺性示例结构工艺性示例7.3数控车床加工工艺路线的拟订数控车床加工工艺路线的拟订7.3.1工序的划分工序的划分在批量生产中，常用下列两种方法进行工序的划分：在批量生产中，常用下列两种方法进行工序的划分：1.1.按零件加工表面按零件加工表面划分工序划分工序 将位置精度要求较高的表面安排在一次安装下完成，以免将位置精度要求较高的表面安排在一次安装下完成，以免多次安装所产生的安装误差影响位置精度。适用于加工内容不多次安装所产生的安装误差影响位置精度。适用于加工内容不多的零件。多的零件。图轴承内圈精车加工方案图轴承内圈精车加工方案2.按粗、精加工划分工序按粗、精加工划分工序以粗加工中完成的那一部分工艺过程为一道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，精加工中完成的那一部分工艺过程为一道工序。这法适用于毛坯余量较大，零件加工后易工序。这法适用于毛坯余量较大，零件加工后易变形或精度要求较高的零件。变形或精度要求较高的零件。将粗车安排在精度较低将粗车安排在精度较低、功率大的数控车床、功率大的数控车床上，将精车安排在精度较高的数控车床上。上，将精车安排在精度较高的数控车床上。【例例例例】加工如图所示手柄零件，该零加工如图所示手柄零件，该零件加工所用坯料为件加工所用坯料为32mm，批量批量生产，加工时用一台数控车床。生产，加工时用一台数控车床。工序的划分及装夹方式如下：工序的划分及装夹方式如下：图图523手柄加工示意图手柄加工示意图a)b)工序工序1：（如图所示将一批工件：（如图所示将一批工件全部车出，包括切断），夹棒料全部车出，包括切断），夹棒料外圆柱面，工序内容有：车出外圆柱面，工序内容有：车出12mm和和20mm两圆柱面两圆柱面圆圆锥面（粗车掉锥面（粗车掉R42mm圆弧的部分圆弧的部分余量）余量）转刀后按总长要求留下转刀后按总长要求留下加工余量切断。加工余量切断。a)工工序序2：用用12外外圆圆和和20端端面面装装夹夹，工工序序内内容容有有：车车削削包包络络SR7球球面面的的30圆圆锥锥面面对对全全部部圆圆弧弧表表面面半半精精车车（留留少少量量的的精精车车余余量量）换换精精车车刀刀将将全部圆弧表面一刀精车成形。全部圆弧表面一刀精车成形。c)7.3.27.3.2加工顺序的安排加工顺序的安排加工顺序的安排加工顺序的安排 1 1先粗后精先粗后精 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，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。工精度。图先粗后精图先粗后精 2先近后远先近后远 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。的部位后加工，以便缩短刀具移动距离，减少空行程时间。图图 先近后远先近后远3内外交叉内外交叉对既有内表面（内型、腔），又有外表面需对既有内表面（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。外、内表面粗加工，后进行外、内表面精加工。4基面先行基面先行用作精基准的表面应优先加工出来，因为定用作精基准的表面应优先加工出来，因为定位基准的表面越精确，装夹误差就越小。位基准的表面越精确，装夹误差就越小。7.3.37.3.3进给路线的确定进给路线的确定进给路线的确定进给路线的确定 1 1最短的空行程路线最短的空行程路线 （1 1）巧用起刀点。巧用起刀点。（图（图a a为采用矩形循环方式进行粗车为采用矩形循环方式进行粗车的一般情况示例的一般情况示例 ）（2 2）巧设换（转）刀点巧设换（转）刀点 。（图（图a a将换（转）刀点也设将换（转）刀点也设置在离坯件较远的位置处置在离坯件较远的位置处 )（3 3）合理安排合理安排“回零回零”路线。路线。（执行（执行“回零回零”（即返（即返回对刀点）指令回对刀点）指令 ）图图巧用起刀点巧用起刀点 a)a)将起刀点与对刀点重合在一起：将起刀点与对刀点重合在一起：第一刀为第一刀为A AB BC CD DA A；第二刀为第二刀为AEFGAAEFGA；第三刀为第三刀为AHIJAAHIJA。b)b)巧将起刀点与对刀点分离巧将起刀点与对刀点分离：起：起刀点与对刀点分离的空行程为刀点与对刀点分离的空行程为AB；第一刀为第一刀为BCDEB；第二刀为第二刀为BFGHB；第三刀为第三刀为BIJKB。return2粗加工（或半精加工）进给路线粗加工（或半精加工）进给路线（1）常用的粗加工进给路线常用的粗加工进给路线。（图为利用数控系（图为利用数控系统具有的矩形循环功能统具有的矩形循环功能、三角形循环功能、封闭、三角形循环功能、封闭式复合循环功能的进给路线式复合循环功能的进给路线)（2）大余量毛坯的阶梯切削进给路线大余量毛坯的阶梯切削进给路线。（图为车（图为车削大余量工件两种加工路线削大余量工件两种加工路线)（3）双向切削进给路线双向切削进给路线。（图为轴向和径向联动（图为轴向和径向联动双向进刀的路线双向进刀的路线)图图常用的粗加工循环进给路线常用的粗加工循环进给路线图图a为利用数控系统具有的矩形循环功能而安排的为利用数控系统具有的矩形循环功能而安排的“矩形矩形”循环进给路线。循环进给路线。图图b为利用数控系统具有的三角形循环功能而安排的为利用数控系统具有的三角形循环功能而安排的“三角形三角形”循环进给路线。循环进给路线。图图c为利用数控系统具有的封闭式复合循环功能控制车刀沿工件轮廓等距线循为利用数控系统具有的封闭式复合循环功能控制车刀沿工件轮廓等距线循环的进给路线。环的进给路线。对以上三种切削进给路线，经分析和判断后可知矩形循环进给路线的进给长度总对以上三种切削进给路线，经分析和判断后可知矩形循环进给路线的进给长度总和最短。因此，在同等条件下，其切削所需时间（不含空行程）最短，刀具的损耗最和最短。因此，在同等条件下，其切削所需时间（不含空行程）最短，刀具的损耗最少。但粗车后的精车余量不够均匀，一般需安排半精车加工。少。但粗车后的精车余量不够均匀，一般需安排半精车加工。return图图大余量毛坯的阶梯切削进给路线大余量毛坯的阶梯切削进给路线a)错误的阶梯切削路线错误的阶梯切削路线b)正确的阶梯切削路线正确的阶梯切削路线 图图顺工件轮廓双向进给的路线顺工件轮廓双向进给的路线return3精加工进给路线精加工进给路线（1）完工轮廓的连续切削进给路线完工轮廓的连续切削进给路线。在安排一刀或多刀进行的精加工进给路线时，其零件在安排一刀或多刀进行的精加工进给路线时，其零件的完工轮廓应由最后一刀连续加工而成的完工轮廓应由最后一刀连续加工而成。（2）各部位精度要求不一致的精加工进给路线各部位精度要求不一致的精加工进给路线。若各部位精度相差不是很大时，应以最严的精度为准，若各部位精度相差不是很大时，应以最严的精度为准，连续走刀加工所有部位；连续走刀加工所有部位；若各部位精度相差很大，则精度接近的表面安排同一若各部位精度相差很大，则精度接近的表面安排同一把刀走刀路线内加工，并先加工精度较低的部位，最后再把刀走刀路线内加工，并先加工精度较低的部位，最后再单独安排精度高的部位的走刀路线。单独安排精度高的部位的走刀路线。return 图图两种不同的进给方法两种不同的进给方法4特殊的进给路线特殊的进给路线（如图如图）在数控车削加工中，一般情况下，在数控车削加工中，一般情况下，Z坐标轴方向的进给路线都是坐标轴方向的进给路线都是沿着坐标的负方向进给的，但有时按这种常规方式安排进给路线并不合沿着坐标的负方向进给的，但有时按这种常规方式安排进给路线并不合理，甚至可能车坏工件。理，甚至可能车坏工件。图嵌刀现象图嵌刀现象 图图 合理的进给方案合理的进给方案 7.3.47.3.4夹具的选择夹具的选择夹具的选择夹具的选择1 1圆周定位夹具圆周定位夹具 （1 1）三爪自定心卡盘：能自动定心，夹持范围大，一般不需找）三爪自定心卡盘：能自动定心，夹持范围大，一般不需找正，装夹速度较快。但夹紧力小，卡盘磨损后会降低定心精度。正，装夹速度较快。但夹紧力小，卡盘磨损后会降低定心精度。（图（图A A）（2 2）软爪：软爪是在使用前配合被加工工件特别制造的，如加）软爪：软爪是在使用前配合被加工工件特别制造的，如加工成圆弧面、圆锥面或螺纹等形式，可获得理想的夹持精度。工成圆弧面、圆锥面或螺纹等形式，可获得理想的夹持精度。（图（图B B）（3 3）弹簧夹套）弹簧夹套:弹簧夹套定心精度高，装夹工件快捷方便，常弹簧夹套定心精度高，装夹工件快捷方便，常用于精加工的外圆表面定位。弹簧夹套夹持工件的内孔是标准用于精加工的外圆表面定位。弹簧夹套夹持工件的内孔是标准系列，并非任意直径。系列，并非任意直径。（4 4）四爪单动卡盘）四爪单动卡盘:四爪单动卡盘夹紧力较大，所以适用于大四爪单动卡盘夹紧力较大，所以适用于大型或形状不规则的工件。但四爪单动卡盘找正比较费时，只能型或形状不规则的工件。但四爪单动卡盘找正比较费时，只能用于单件小批生产。用于单件小批生产。（图（图C C）图图A A 三爪卡盘示意图三爪卡盘示意图 图图B B 加工软爪加工软爪return图图C四爪单动卡盘四爪单动卡盘a)四爪单动卡盘四爪单动卡盘b)四爪单动卡盘四爪单动卡盘装夹工件装夹工件1-卡爪卡爪2-螺杆螺杆3-木板木板2中心孔定位夹具中心孔定位夹具（1）两顶尖拨盘）两顶尖拨盘:两顶尖（活顶尖、死顶尖）两顶尖（活顶尖、死顶尖）装夹工件方便，不需找正，装夹精度高。该方式装夹工件方便，不需找正，装夹精度高。该方式适用于长度尺寸较大或加工工序较多的轴类工件适用于长度尺寸较大或加工工序较多的轴类工件的精加工。的精加工。(图图A、B、C）（2）拨动顶尖）拨动顶尖：常用拨动顶尖有内、外拨动：常用拨动顶尖有内、外拨动顶尖和端面顶尖两种顶尖和端面顶尖两种（图（图D、E）图图B B 两顶尖装夹工件两顶尖装夹工件 图图C C 两顶尖车偏心轴两顶尖车偏心轴 图图A顶尖顶尖a)普通顶尖普通顶尖b)活顶尖活顶尖return图图D D 内、外拨动顶尖内、外拨动顶尖图图E E 端面拨动顶尖端面拨动顶尖return1)焊接式车刀焊接式车刀将硬质合金刀片用焊接的方法固定在刀体上称为焊接式将硬质合金刀片用焊接的方法固定在刀体上称为焊接式车刀。车刀。这种车刀的优点是结构简单，制造方便，刚性较好。这种车刀的优点是结构简单，制造方便，刚性较好。缺点是由于存在焊接应力，使刀具材料的使用性能受缺点是由于存在焊接应力，使刀具材料的使用性能受到影响，甚至出现裂纹。另外，刀杆不能重复使用，硬质到影响，甚至出现裂纹。另外，刀杆不能重复使用，硬质合金刀片不能充分回收利用，造成刀具材料的浪费。合金刀片不能充分回收利用，造成刀具材料的浪费。根据工件表面以及用途不同，焊接式车刀可分为如下类根据工件表面以及用途不同，焊接式车刀可分为如下类型：型：7.3.57.3.5刀具的选择刀具的选择刀具的选择刀具的选择 1.1.常用车刀种类常用车刀种类常用车刀种类常用车刀种类 焊接式车刀的种类焊接式车刀的种类 1切断刀切断刀 290左偏刀左偏刀 390右偏刀右偏刀 4弯头车刀弯头车刀 5直头车直头车刀刀 6成形车刀成形车刀 7宽刃精车刀宽刃精车刀 8外螺纹车刀外螺纹车刀 9端面车刀端面车刀 10内螺纹车刀内螺纹车刀 11内槽车刀内槽车刀 12通孔车刀通孔车刀 13盲孔车刀盲孔车刀（1）尖形车刀）尖形车刀以直线形切削刃为特征的车刀一般以直线形切削刃为特征的车刀一般称为尖形车刀。这类车刀的刀尖称为尖形车刀。这类车刀的刀尖(同时也为其刀位同时也为其刀位点点)由直线形的主、副切削刃构成。如由直线形的主、副切削刃构成。如90内外圆内外圆车刀、切槽刀等。车刀、切槽刀等。（2）圆弧形车刀）圆弧形车刀构成主切削刃的刀刃形状为一圆构成主切削刃的刀刃形状为一圆度误差或线轮廓误差很小的圆弧，该圆弧刃每一度误差或线轮廓误差很小的圆弧，该圆弧刃每一点都是圆弧形车刀的刀尖。因此，刀位点不在圆点都是圆弧形车刀的刀尖。因此，刀位点不在圆弧上，而在该圆弧的圆心上。弧上，而在该圆弧的圆心上。（3）成型车刀）成型车刀成型车刀俗称样板车刀，其加工零成型车刀俗称样板车刀，其加工零件的轮廓形状完全由车刀刀刃的形状和尺寸决定。件的轮廓形状完全由车刀刀刃的形状和尺寸决定。如螺纹车刀、非矩形车槽刀等。如螺纹车刀、非矩形车槽刀等。2）机夹可转位车刀机夹可转位车刀机夹可转位车刀机夹可转位车刀 如图所示，机械夹固式如图所示，机械夹固式如图所示，机械夹固式如图所示，机械夹固式可转位车刀由刀体可转位车刀由刀体可转位车刀由刀体可转位车刀由刀体l l、刀片、刀片、刀片、刀片2 2、刀垫、刀垫、刀垫、刀垫3 3以及夹紧元件以及夹紧元件以及夹紧元件以及夹紧元件4 4组组组组成。刀片每边都有切削刃，成。刀片每边都有切削刃，成。刀片每边都有切削刃，成。刀片每边都有切削刃，当某切削刃磨损钝化后，当某切削刃磨损钝化后，当某切削刃磨损钝化后，当某切削刃磨损钝化后，只需松开夹紧元件，将刀只需松开夹紧元件，将刀只需松开夹紧元件，将刀只需松开夹紧元件，将刀片转一个位置便可继续使片转一个位置便可继续使片转一个位置便可继续使片转一个位置便可继续使用。用。用。用。1刀体刀体 2刀片刀片 3刀垫刀垫 4夹夹紧元件紧元件（1 1 1 1）可转位刀片的标记）可转位刀片的标记）可转位刀片的标记）可转位刀片的标记 12345678910式中每一位字符串代表刀片某种参数的意义：式中每一位字符串代表刀片某种参数的意义：1刀片的几何形状及其夹角。刀片的几何形状及其夹角。2刀片主切削刃后角（法后角）。刀片主切削刃后角（法后角）。3公差公差表示刀片内接圆表示刀片内接圆d与厚度与厚度s的精度级别。的精度级别。4刀片形状、固定方式或断屑槽。刀片形状、固定方式或断屑槽。5刀片边长、切削刃长。刀片边长、切削刃长。6刀片厚度。刀片厚度。7修光刀修光刀刀尖圆角半径刀尖圆角半径r或主偏角或主偏角r或修光刃后角或修光刃后角n。8切削刃状态切削刃状态尖角切削刃或倒棱切削刃。尖角切削刃或倒棱切削刃。9进刀方向或倒刃宽度。进刀方向或倒刃宽度。10各刀具公司的补充符号或倒刃角度。各刀具公司的补充符号或倒刃角度。【例例】车刀可转位刀片：车刀可转位刀片：S N G M 16 06 12 E RS N G M 16 06 12 E RA3A3型号表示含义。型号表示含义。S S3535菱形刀片；菱形刀片；N N法后角为法后角为0 0；G G刀尖位置尺寸允差（刀尖位置尺寸允差（0.025mm0.025mm），），刀刀片厚度允差（片厚度允差（0.13 mm0.13 mm），），内接圆公称直径允差（内接圆公称直径允差（0.025mm0.025mm）；）；M M一面有断屑槽，一面有断屑槽，有中心定位孔；有中心定位孔；1616切削刃长；切削刃长；0606刀片厚度；刀片厚度；1212刀尖圆角半径刀尖圆角半径1.2 mm1.2 mm；E E倒圆倒圆刀刃；刀刃；R R右手刀；右手刀；A3A3A A型断屑槽，断屑槽宽型断屑槽，断屑槽宽3.23.23.5 mm3.5 mm。（1）刀片材质的选择）刀片材质的选择常见刀片材料有高速钢、硬质合金、涂常见刀片材料有高速钢、硬质合金、涂层硬质合金、陶瓷、立方氮化硼和金刚石等，其中应用最多的是层硬质合金、陶瓷、立方氮化硼和金刚石等，其中应用最多的是硬质合金和涂层硬质合金刀片。硬质合金和涂层硬质合金刀片。（2）刀刀片片尺尺寸寸的的选选择择刀刀片片尺尺寸寸的的大大小小取取决决于于必必要要的的有有效效切切削削刃刃长长度度L。有有效效切切削削刃刃长长度度与与背背吃吃刀刀量量ap和和车车刀刀的的主主偏偏角角kr有有关关(图图A)，可查阅有关刀具手册选取。可查阅有关刀具手册选取。（3）刀刀片片形形状状的的选选择择常常见见可可转转位位车车刀刀刀刀片片形形状状及及角角度度（图图B）。一一般般外外圆圆车车削削常常用用80凸凸三三边边形形(W型型)、四四方方形形(S型型)和和80棱棱形形(C型型)刀刀片片。仿仿形形加加工工常常用用55(D型型)、35(V型型)菱菱形形和和圆圆形形(R型型)刀刀片。片。90主偏角常用三角形主偏角常用三角形(T型型)刀片。刀片。不不同同的的刀刀片片形形状状有有不不同同的的刀刀尖尖强强度度，一一般般刀刀尖尖角角越越大大，刀刀尖尖强强度度越越大大(图图C C)。在在机机床床刚刚性性、功功率率允允许许的的条条件件下下，大大余余量量、粗粗加工应选用刀尖角较大的刀片，反之，宜选用较小刀尖角的刀片。加工应选用刀尖角较大的刀片，反之，宜选用较小刀尖角的刀片。(2)(2)机夹可转位车刀的选用机夹可转位车刀的选用机夹可转位车刀的选用机夹可转位车刀的选用 图图B常见可转位车刀刀片常见可转位车刀刀片return图图C刀片形状、刀尖角度与性能关系刀片形状、刀尖角度与性能关系return图图A切削刃长度、背吃刀量与主偏角关系切削刃长度、背吃刀量与主偏角关系（4）刀尖圆弧半径的选择）刀尖圆弧半径的选择刀尖圆弧半径的大小直接影刀尖圆弧半径的大小直接影响刀尖的强度及被加工零件的表面粗糙度。刀尖圆弧半径响刀尖的强度及被加工零件的表面粗糙度。刀尖圆弧半径大，表面粗糙度值增大，切削力增大且易产生振动，但刀大，表面粗糙度值增大，切削力增大且易产生振动，但刀刃强度增加。通常在切深较小的精加工、细长轴加工、机刃强度增加。通常在切深较小的精加工、细长轴加工、机床刚度较差情况下，选用刀尖圆弧较小些；而在需要刀刃床刚度较差情况下，选用刀尖圆弧较小些；而在需要刀刃强度高、工件直径大的粗加工中，选用刀尖圆弧大些。强度高、工件直径大的粗加工中，选用刀尖圆弧大些。（5）刀杆头部形式的选择）刀杆头部形式的选择刀杆头部形式按主偏角和直刀杆头部形式按主偏角和直头、弯头分有头、弯头分有15-18种，有直角台阶的工件，可选主偏角种，有直角台阶的工件，可选主偏角大于或等于大于或等于90的刀杆。一般粗车可选主偏角的刀杆。一般粗车可选主偏角4590的刀的刀杆；精车可选杆；精车可选4575的刀杆；中间切入、仿形车则可选的刀杆；中间切入、仿形车则可选451075的刀杆；工艺系统刚性好时可选较小值，工的刀杆；工艺系统刚性好时可选较小值，工艺系统刚性差时，可选较大值。当刀杆为弯头结构时，则艺系统刚性差时，可选较大值。当刀杆为弯头结构时，则既可加工外圆，又可加工端面，既可加工外圆，又可加工端面，图所示为几种不同主偏角图所示为几种不同主偏角车刀车削加工的示意图。车刀车削加工的示意图。图图不同主偏角车刀车削加工的示意图不同主偏角车刀车削加工的示意图return7.3.67.3.6切削用量的选择切削用量的选择切削用量的选择切削用量的选择1确定背吃刀量确定背吃刀量ap（）背背吃吃刀刀量量ap相相当当于于加加工工余余量量，应应以以最最少少的的进进给给次次数数切切除除这这一一加加工工余余量量，最最好好一一次次切切净净余余量量，以以提提高高生生产产效效率率。为为了了保保证证加加工工精精度度和和表表面面粗粗糙糙度度，一一般般都都留留有有一一定定的的精精加加工工余余量量，其其大大小小可可小小于于普普通通加加工工的的精精加加工工余余量量，一一般般半半精精车车余余量量为为0.5左左右右，精车余量为精车余量为0.10.5。2确定主轴转速确定主轴转速n(r/min)(1)光光车车时时主主轴轴转转速速光光车车时时主主轴轴转转速速应应根根据据零零件件上上被被加加工工部部位位的的直直径径，并并按按零零件件和和刀刀具具的的材材料料及及加加工工性性质质等等条条件件所所允允许许的的切切削削速速度度vc（m/min）来来确确定定。切切削削速速度度除除了了计计算算和和查查表表选选取取外外，还还可可根根据据实实践践经经验验确确定定。切切削削速速度度确确定定之之后后，用用下下式式计计算算主主轴轴转速转速:（2）车螺纹时主轴转速）车螺纹时主轴转速对于不同的数控系统，推荐不对于不同的数控系统，推荐不同的主轴转速选择范围。如大多数普通型车床数控系统推荐同的主轴转速选择范围。如大多数普通型车床数控系统推荐车螺纹时的主轴转速如下：车螺纹时的主轴转速如下：式中式中n主轴转速，主轴转速，r/min；P工件螺纹的螺距或导程，工件螺纹的螺距或导程，mm；k保险系数，一般取为保险系数，一般取为80。n1000/p-k式中式中n工件或刀具的转速，工件或刀具的转速，r/min；vc切削速度，切削速度，m/min；d切削刃选定点处所对应的工件或刀具的回转直径，切削刃选定点处所对应的工件或刀具的回转直径，mm。n=1000Vc/d3确定进给速度确定进给速度vf（mm/min）进进给给速速度度的的大大小小直直接接影影响响表表面面粗粗糙糙度度的的值值和和车车削削效效率率，因因此此进进给给速速度度的的确确定定应应在在保保证证表表面面质质量量的的前前提提下下，选选择择较较高高的的进进给速度。给速度。进进给给速速度度包包括括纵纵向向进进给给速速度度和和横横向向进进给给速速度度。一一般般根根据据零零件件的的表表面面粗粗糙糙度度、刀刀具具及及工工件件材材料料等等因因素素，查查阅阅切切削削用用量量手手册册选选取每转进给量取每转进给量f，再按下式计算进给速度：再按下式计算进给速度：式式中中每每转转进进给给量量f f，粗粗车车时时一一般般选选取取为为0.30.30.8 0.8 mm/rmm/r，精精车车时常取时常取0.10.10.3 mm/r0.3 mm/r，切断时常取切断时常取0.050.050.2 mm/r0.2 mm/r。Vf=nf7.4典型零件的数控车削加工工艺分析典型零件的数控车削加工工艺分析 7.4.1轴类零件数控车削加工工艺轴类零件数控车削加工工艺下下面面以以图图所所示示螺螺纹纹特特形形轴轴为为例例，介介绍绍数数控控车车削削加加工工工工艺艺。所所用用机机床床为为TND360数数控车床，其数控车削加工工艺分析如下：控车床，其数控车削加工工艺分析如下：图图典型轴类零件简图典型轴类零件简图1零件图工艺分析零件图工艺分析采取以下几点工艺措施采取以下几点工艺措施：（1）对对图图样样上上给给定定的的几几个个精精度度（IT7IT8）要要求求较较高高的的尺尺寸寸，因因其其公公差差数数值值较较小小，故故编编程程时时不不必必取取平平均均值值，而而全全部部取取其其基基本本尺尺寸即可。寸即可。（2）在在轮轮廓廓曲曲线线上上，有有三三处处为为过过象象限限圆圆弧弧，其其中中两两处处为为既既过过象象限限又又改改变变进进给给方方向向的的轮轮廓廓曲曲线线，因因此此在在加加工工时时应应进进行行机机械械间间隙隙补偿，以保证轮廓曲线的准确性。补偿，以保证轮廓曲线的准确性。（3）为为便便于于装装夹夹，坯坯件件左左端端应应预预先先车车出出夹夹持持部部分分(双双点点划划线线部部分分)，右端面也应先粗车出并钻好中心孔。毛坯选，右端面也应先粗车出并钻好中心孔。毛坯选60mm棒料。棒料。2确定装夹方案确定装夹方案确确定定坯坯件件轴轴线线和和左左端端大大端端面面(设设计计基基准准)为为定定位位基基准准。左左端端采采用三爪自定心卡盘定心夹紧、右端采用活动顶尖支承的装夹方式。用三爪自定心卡盘定心夹紧、右端采用活动顶尖支承的装夹方式。3确定加工顺序及进给路线确定加工顺序及进给路线加工顺序按由粗到精、由近到远加工顺序按由粗到精、由近到远(由右到左由右到左)的原则确定。的原则确定。即先从右到左进行粗车即先从右到左进行粗车(留留0.25mm精车余量精车余量)，然后从右到，然后从右到左进行精车，最后车削螺纹。左进行精车，最后车削螺纹。图图精车轮廓进给路线精车轮廓进给路线4刀具选择刀具选择（1）选用）选用5mm中心钻钻削中心孔。中心钻钻削中心孔。（2）粗粗车车及及车车端端面面选选用用90硬硬质质合合金金右右偏偏刀刀，为为防防止止副副后后刀刀面面与工件轮廓干涉，副偏角不宜太小，选与工件轮廓干涉，副偏角不宜太小，选Kr35。(3)为为减减少少刀刀具具数数量量和和换换刀刀次次数数，精精车车和和车车螺螺纹纹选选用用硬硬质质合合金金60外外螺螺纹纹车车刀刀，刀刀尖尖圆圆弧弧半半径径应应小小于于轮轮廓廓最最小小圆圆角角半半径径，取取r0.150.2mm。表表数控加工刀具卡片数控加工刀具卡片产品名称或代号产品名称或代号数控车工艺分析实例数控车工艺分析实例零件名称零件名称典型轴典型轴零件零件图号图号LatheLathe-01-01序号序号刀具号刀具号刀具规格名称刀具规格名称数量数量加工表面加工表面刀具刀具半径半径/mm/mm备注备注1 12 23 3T01T01T02T02T03T0355中心孔中心孔硬质合金硬质合金9090外圆车刀外圆车刀硬质合金硬质合金6060外螺纹车刀外螺纹车刀1 11 11 1钻钻5mm5mm中心孔中心孔车端面及粗车轮廓车端面及粗车轮廓精车轮廓及螺纹精车轮廓及螺纹0.15右偏刀右偏刀编制审核批准共1页第1页5 5切削用量的选择切削用量的选择（1 1）背背吃吃刀刀量量的的选选择择 轮轮廓廓粗粗车车循循环环时时选选a ap p3mm3mm，精精车车a ap p0.25mm0.25mm；螺纹粗车循环时选螺纹粗车循环时选a ap p0.4mm0.4mm，精车精车a ap p0.1mm0.1mm。(2)(2)主主轴轴转转速速的的选选择择 车车直直线线和和圆圆弧弧时时，查查表表选选粗粗车车切切削削速速度度v vc c90m90mminmin、精车切削速度精车切削速度v vc c120m120mminmin，然后利用式然后利用式 计计算算主主轴轴转转速速：粗粗车车500r500rminmin、精精车车1200r1200rminmin。车车螺螺纹纹时时，利用式利用式 计算主轴转速计算主轴转速n n320r320rminmin。(3)(3)进进给给速速度度的的选选择择 先先查查表表选选择择粗粗车车、精精车车每每转转进进给给量量分分别别为为0.4mm0.4mmr r和和0.15mm0.15mmr r，再根据式再根据式 计算粗车、精车进给速度分别为计算粗车、精车进给速度分别为200mm200mmminmin和和180mm180mmminmin。将前面分析的各项内容综合成如表所示的数控加工工艺卡片。将前面分析的各项内容综合成如表所示的数控加工工艺卡片。n=1000Vc/dn1000/p-kVf=nf 表表数控加工工序卡数控加工工序卡单位名称产品名称或代号产品名称或代号零件名称零件名称零件图号零件图号数控车工艺分析实例数控车工艺分析实例典型轴典型轴Lathe01工序号工序号001程序编号程序编号Latheprg01夹具名称夹具名称三爪卡盘和活动顶尖三爪卡盘和活动顶尖使用设备使用设备TND360车间车间数控中心数控中心工步号工步号工步内容工步内容刀具刀具号号刀具规格刀具规格/mm主轴转速主轴转速/rmin-1进给速度进给速度/mmmin-1背吃背吃刀量刀量/mm备注备注123456平端面平端面钻中心孔钻中心孔粗车轮廓粗车轮廓精车轮廓精车轮廓粗车螺纹粗车螺纹精车螺纹精车螺纹T02T01T02T03T03T03252552525252525252525500950500120032032020018096096030.250.40.1手动手动手动手动自动自动自动自动自动自动自动自动编制审核批准年月日共1页第1页7.4.2轴套类零件数控车削加工工艺轴套类零件数控车削加工工艺下面以图所示的锥孔螺母套零件为例，介绍数控车削加工工艺。单件小批量下面以图所示的锥孔螺母套零件为例，介绍数控车削加工工艺。单件小批量生产，所用机床为生产，所用机床为CJK6240。图图锥孔螺母套零件图锥孔螺母套零件图1.零件工艺分析零件工艺分析该该零零件件表表面面由由内内外外圆圆柱柱面面、圆圆锥锥面面、顺顺圆圆弧弧、逆逆圆圆弧弧及及内内螺螺纹纹等等表表面面组组成成，其其中中多多个个直直径径尺尺寸寸与与轴轴向向尺尺寸寸有有较较高高的的尺尺寸寸精精度度、表表面面粗粗糙糙度度和和形形位位公公差差要要求求。零零件件图图尺尺寸寸标标注注完完整整，符符合合数数控控加加工工尺尺寸寸标标注注要要求求；轮轮廓廓描描述述清清楚楚完完整整；零零件件材材料料为为45钢钢，切切削削加加工工性性能能较较好好，无无热热处处理理和和硬硬度度要要求求。通过上述分析，采取以下几点工艺措施。通过上述分析，采取以下几点工艺措施。零零件件图图样样上上带带公公差差的的尺尺寸寸，除除内内螺螺纹纹退退刀刀槽槽尺尺寸寸25公公差差值值较较大大，编编程程时时可可取取平平均均值值24.958外外，其其他他尺尺寸寸因因公公差差值值较较小小，故故编编程程时时不不必必取取其其平平均值，而取基本尺寸即可。均值，而取基本尺寸即可。左左右右端端面面均均为为多多个个尺尺寸寸的的设设计计基基准准，相相应应工工序序加加工工前前，应应该该先先将将左左右端面车出来。右端面车出来。内孔圆锥面加工完后，需掉头再加工内螺纹。内孔圆锥面加工完后，需掉头再加工内螺纹。2确定装夹方案确定装夹方案内内孔孔加加工工时时以以外外圆圆定定位位，用用三三爪爪自自动动定定心心卡卡盘盘夹夹紧紧。加加工工外外轮轮廓廓时时，为为保保证证同同轴轴度度要要求求和和便便于于装装夹夹，以以坯坯件件左左端端面面和和轴轴心心线线为为定定位位基基准准，为为此此需需要要设设计计一一心心轴轴装装置置（图图双双点点划划线线部部分分），用用三三爪爪卡卡盘盘夹夹持持心心轴轴左左端端，心心轴轴右右端端留留有有中中心心孔孔并并用用尾尾座座顶尖顶紧以提高工艺系统的刚性。顶尖顶紧以提高工艺系统的刚性。图图外轮廓车削心轴定位装夹方案外轮廓车削心轴定位装夹方案3确定加工顺序及走刀路线确定加工顺序及走刀路线加加工工顺顺序序的的确确定定按按由由内内到到外外、由由粗粗到到精精、由由远远到到近近的的原原则则确确定定，在在一一次次装装夹夹中中尽尽可可能能加加工工出出较较多多的的工工件件表表面面。结结合合本本零零件件的的结结构构特特征征，可可先先粗粗、精精加加工工内内孔孔各各表表面面，然然后后粗粗、精精加加工工外外轮轮廓廓表表面面。由由于于该该零零件件为为单单件件小小批批量量生生产产，走走刀刀路路线线设设计计不不必必考考虑虑最最短短进进给给路路线线或或最最短短空空行行程程路路线线，外外轮轮廓廓表表面面车车削削走走刀刀路路线线可可沿沿零零件件轮轮廓廓顺顺序进行，如图所示。序进行，如图所示。图图外轮廓车削走刀路线外轮廓车削走刀路线4刀具选择刀具选择车削端面选用车削端面选用45硬质合金端面车刀；硬质合金端面车刀；4中心钻，钻中心孔以利于钻削底孔时刀具找正；中心钻，钻中心孔以利于钻削底孔时刀具找正；31.5高速钢钻头，钻内孔底孔；高速钢钻头，钻内孔底孔；粗镗内孔选用内孔镗刀；粗镗内孔选用内孔镗刀；内孔精加工选用内孔精加工选用32铰刀；铰刀；螺纹退刀槽加工选用螺纹退刀槽加工选用5mm内槽车刀；内槽车刀；内螺纹切削选用内螺纹切削选用60内螺纹车刀；内螺纹车刀；选用选用93硬质合金右偏刀，副偏角选硬质合金右偏刀，副偏角选35，自右到左车削外圆表面；，自右到左车削外圆表面；选用选用93硬质合金左偏刀，副偏角选硬质合金左偏刀，副偏角选35，自左到右车削外圆表面；，自左到右车削外圆表面；将将所所选选定定的的刀刀具具参参数数填填入入表表数数控控加加工工刀刀具具卡卡片片中中，以以便便于于编编程程和和操操作作管理。管理。5确定切削用量确定切削用量根根据据被被加加工工表表面面质质量量要要求求、刀刀具具材材料料和和工工件件材材料料，参参考考切切削削用用量量手手册册或或有有关关资资料料选选取取切切削削速速度度与与每每转转进进给给量量，然然后后根根据据式式n=1000Vc/d和和式式Vf=nf计计算算主主轴轴转转速速与与进进给给速速度度（计计算算过过程程略略），计计算算结结果果填填入入表表工工序序卡中。卡中。车车螺螺纹纹时时主主轴轴转转速速根根据据式式n1000/p-k计计算算，进进给给速速度度由由系系统统根根据据螺螺距距与主轴转速自动确定。与主轴转速自动确定。背背吃吃刀刀量量的的选选择择因因粗粗、精精加加工工而而有有所所不不同同。粗粗加加工工时时，在在工工艺艺系系统统刚刚性性和和机机床床功功率率允允许许的的情情况况下下，尽尽可可能能取取较较大大的的背背吃吃刀刀量量，以以减减少少进进给给次次数数；精精加加工工时时，为为保保证证零零件件表表面面粗粗糙糙度度要要求求，背背吃吃刀刀量量一一般般取取0.10.4mm较为合适。较为合适。6填写工艺文件填写工艺文件(1)按加工顺序将各工步的加工内容、所用刀具及切削按加工顺序将各工步的加工内容、所用刀具及切削用量等填人表数控加工工序卡片中。用量等填人表数控加工工序卡片中。(2)将选定的各工步所用刀具的刀具型号、刀片型号、将选定的各工步所用刀具的刀具型号、刀片型号、刀片牌号及刀尖圆弧半径等填人表数控加工刀具卡片中。刀片牌号及刀尖圆弧半径等填人表数控加工刀具卡片中。(3)将各工步的进给路线绘成文件形式的进给路线图。本将各工步的进给路线绘成文件形式的进给路线图。本例略去。例略去。上述二卡一图是编制该轴套零件本工序数控车削加工程上述二卡一图是编制该轴套零件本工序数控车削加工程序的主要依据。序的主要依据。表表数控加工工序卡片数控加工工序卡片（单位名称）数控加工工序卡片工序号程序编号产品名称或代号零件名称材料零件图号数控车工艺分析实例锥孔螺母套45钢夹具编号使用设备车间CJK6240数控中心工步号工步内容工步内容刀具号刀具规格/mm1平端面平端面T0125252钻中心孔钻中心孔T0243钻孔钻孔T0332.54镗通孔至尺寸镗通孔至尺寸31.9mmT0420205铰孔至尺寸铰孔至尺寸32T05326粗镗内孔斜面粗镗内孔斜面T042020主轴转速/(r/min)进给速度/(mmmin-1)背吃刀量/mm备注3201手动9502手动20015.75手动320400.2自动320.1手动320400.8自动7精镗内孔斜面保证（精镗内孔斜面保证（1：5）6T0420208粗车外圆至尺寸粗车外圆至尺寸71mm光轴光轴T0825259掉掉头头车车另另一一端端面面，保保证证长长度度尺尺寸寸76mmT01252510粗镗螺纹底孔至尺寸粗镗螺纹底孔至尺寸34mmT04202011精镗螺纹底孔至尺寸精镗螺纹底孔至尺寸34.2mmT04202012切切5mm内孔退刀槽内孔退刀槽T0616161334.2mm孔边倒角孔边倒角245T07161614粗车内孔螺纹粗车内孔螺纹T07161615精车内孔螺纹至精车内孔螺纹至M3627HT07161616自右至左车外表面自右至左车外表面T08252517自左至右车外表面自左至右车外表面T092525320400.2自动3201手动320自动320400.5自动320250.1自动320手动320手动3200.4自动3200.1自动320300.2自动320300.2自动编制审核批准共1页第1页表表数控加工刀具卡片数控加工刀具卡片产品名称或代号数控车工艺分析实例零件名称锥孔螺母套零件图号程序编号工步号刀具号刀具规格名称刀具规格名称数数量量加工表面加工表面刀尖刀尖半径半径/mm备注备注1T0145硬质合金端面车刀硬质合金端面车刀1车端面车端面0.52T024中心钻中心钻1钻钻4mm中心孔中心孔3T0331.5mm的钻头的钻头1钻孔钻孔4T04镗刀镗刀1镗孔及镗内孔锥面镗孔及镗内孔锥面0.45T0532mm的铰刀的铰刀1铰孔铰孔6T06内槽车刀内槽车刀1切切5mm宽宽螺螺纹纹退退刀槽刀槽0.47T07内螺纹车刀内螺纹车刀1车车内内螺螺纹纹及及螺螺纹纹孔孔倒角倒角0.38T0893右手偏刀右手偏刀1自右至左车外表面自右至左车外表面0.29T0993左手偏刀左手偏刀1自左至右车外表面自左至右车外表面0.2编制审核批准共1页第1页