(精品)第四章数控车削的工艺分析

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,分析零件图样,数控车削的工艺分析,分析零件的几何要素：,首先从零件图的分析中,了解工件的外形、结构,工件上须加工的部位,及其形状、尺寸精度、和表面粗糙度；了解各加工部位之间的相对位置和尺寸精度；了解工件材料及其它技术要求。从中找出工件经加工后，必须达到的主要加工尺寸和重要位置尺寸精度。,分析了解工件的工艺基准：,包括其外形尺寸、在工件上的位置、结构及其他部位的相对关系等。对于复杂工件或较难辨工艺基准的零件图，尚需详细分析有关装配图，了解该零件的装配使用要求，找准工件的工艺基准。,了解工件的加工数量,：,不同的加工数量所采用的工艺方案也不同。,研究制定工艺方案,数控车削的工艺分析,研究制定工艺方案的前提是：熟悉本厂机床设备条件，把加工任务指定给最适宜的工种，尽可能发挥机床的加工特长与使用效率。并按照分析上述零件图所了解的加工要求，合理安排加工顺序。,一、安排加工顺序的一般方法,（,1,）安排工件上基准部位的辅助加工及其他准备工序。,（,2,）安排工件工艺基准面的加工工序。,二、根据工件的加工批量大小，确定加工工序的集中与分散。,三、充分估计加工中会出现的问题，有针对性地予以解决。例如：对于薄壁工件要解决装夹变形和车削震动的问题。对有角度位置的工件要解决角度定位问题。对于偏心工件要解决偏心夹具或装夹问题,编制加工程序,数控车削的工艺分析,一、零件图形的数学处理及编程尺寸设定值的确定,二、根据工艺方案中工步内容及顺序的要求，逐项创建刀具路径并生成程序,三、程序校验,分析实例,确定走刀路线的一般原则是：,保证零件的加工精度和表面粗糙度要求；,缩短走刀路线，减少进退刀时间和其他辅助时间；,方便数值计算，减少编程工作量；,尽量减少程序段数,走刀路线的确定,数控车削的工艺分析,数控车削的工艺分析,走刀路线的确定,车圆锥的加工路线分析,数控车床上车外圆锥，假设圆锥大径为,D,，,小径为,d,，,锥长为,L,，,车圆锥的加工路线如图所示。,按图,a,中的阶梯切削路线，二刀粗车，最后一刀精车；二刀粗车的终刀距,S,要作精确的计算，可有相似三角形得：,D-d,2,L,D-d,2,S,-,a,p,D-d,2,L（,D-d,2,S,-,a,p,）,此种加工路线，粗车时，刀具背吃刀量相同，但精车时，背吃刀量不同；同时刀具切削运动的路线最短。,数控车削的工艺分析,车圆锥的加工路线分析,走刀路线的确定,按图,b,的相似斜线切削路线，也需计算粗车时终刀距,S,，,同样由相似三角形可计算得出。按此种加工路线，刀具切削运动的距离较短。,按图,c,的斜线加工路线，只需确定每次背吃刀量,a,p,，,而不需计算终刀距，编程方便。但在每次切削中背吃刀量是变化的，且刀具切削运动的路线较长。,数控车削的工艺分析,走刀路线的确定,车圆弧的加工路线分析,应用,G02,（或,G03,）,指令车圆弧，若用一刀就把圆弧加工出来，这样吃刀量太大，容易打刀。所以，实际车圆弧时，需要多刀加工，先将大多余量切除，最后才车得所需圆弧。,右图为车圆弧的阶梯切削路线。即先粗车成阶梯，最后一刀精车出圆弧。此方法在确定了每刀吃刀量,a,p,后，须精确计算出粗车的终刀距,S,，,即求圆弧与直线的交点。此方法刀具切削运动距离较短，但数值计算较繁。,数控车削的工艺分析,走刀路线的确定,车圆弧的加工路线分析,右图为车圆弧的同心圆弧切削路线。即用不同的半径圆来车削，最后将所需圆弧加工出来。此方法在确定了每次吃刀量,a,P,后,，对,90,圆弧的起点、终点坐标较易确定，数值计算简单，编程方便，常采用。但按图,b,加工时，空行程时间较长。,右图为车圆弧的车锥法切削路线。即先车一个圆锥，再车圆弧。但要注意，车锥时的起点和终点的确定，若确定不好，则可能损坏圆锥表面，也可能将余量留得过大。确定方法如图所示，连接,OC,交圆弧于,D,，过,D,点作圆弧的切线,AB,。,数控车削的工艺分析,走刀路线的举例,车圆弧的加工路线分析,螺球柱,端面加工、外轮廓粗加工,外轮廓粗、精加工,数控车削的工艺分析,切削用量的确定,进给量,切削速度,(V),背吃刀量,a,p,V,=,X,D X n,1000,(m/min),式中：,D,工件切削部分的最大直径（,mm),n,主轴每分钟转数,min,-1,。,数控车削的工艺分析,切削速度：,(,例题,),主轴转速,2000min-1,、,车削直径,50,，,求此时的切削速度？,答：,=3.14,、,D=125,、,n=2000,代入公式,V=(Dn)1000=(3.14502000)1000=314(m/min),切削速度为,314m/min,数控车削的工艺分析,进给量的确定,每转进给量,(,fr,),、,每分进给量,(,Vf,),式中：,Vf,：,每分钟进给量,(mm/min),n,：,主轴转速,(min,-1,),fr,：,每转进给量,(mm/r),Vf,=n x,fr,(mm/min),(,例题,),主轴转速,2000min-1,、,每分进给速度,100mm/min,，,求此时每转进给量？,(,例题,),每转进给量,0.1mm/r,，,主轴转速,1600min-1,求每分进给速度,?,答：,Vf,=,nfr,=0.11600=160mm/min,，,求出每分进给速度为,160mm/min,。,答：,fr,=,Vfn,=1002000=0.05mm/r,求出每转进给量为,0.05mm/r,数控车削的工艺分析,切削用量的确定,孔加工的计算式,vc(m,/min),：,切削速度,(3.14),：,圆周率,D1(mm),：,钻头直径,n(min-1),：,主軸转速,用,1000,去除，为将,mm,换算成,m,vf(mm,/min),：,主轴（,Z,轴）进给速度,fr(mm,/rev),：,每转进给量,n(min-1),：,主轴转速,(,例题,),主轴转速,1350min,-1,、,钻头直径,12,，,求切削速度。,(,答,),代入公式,vf,=,frn,=0.21350=270mm/min,由此得出主轴每分钟进给量为,270mm/min,。,主轴每分钟进给量,(,vf,),切削速度,(,vc,),(,例题,),主轴转速,1350min,-1,、,钻头直径,12,，,求切削速度。,(,答,),将,=3.14 D1=12 n=1350,代入公式,vc,=D1n1000=3.14121350=50.9m/min,据此，得出切削速度为,50.9m/min,。,径向切入法,侧向切入法,一般的螺纹切削；,加工螺纹螺距,4,以下。,用于工件刚性低易振动的场合；,用于切削不锈钢等难加工材料；,加工螺纹螺距,4,以上。,数控车削的工艺分析,螺纹切削方式,外螺纹,右螺纹,左螺纹,右手刀柄,左手刀柄,数控车削的工艺分析,螺纹,加工方法,内螺纹,右螺纹,左螺纹,右手刀柄,左手刀柄,螺纹,加工方法,数控车削的工艺分析,数控车削的工艺分析,螺纹加工进刀次数及进刀量的选择,应根据螺距,来选择走刀,次数及进给,量，以保证,螺纹的精度,及质量,数控车削的工艺分析,一、轴类零件的数控车削工艺,典型数控车削零件的工艺分析,图示是模具芯轴的零件简图。零件的径向尺寸公差为,0.01mm,，,角度公差为,0.1,，材料为,45,钢。毛坯尺寸为,66mm,100 mm,，,批量,30,件。,数控车削的工艺分析,一、轴类零件的数控车削工艺,典型数控车削零件的工艺分析,经过分析可制定加工方案如下：,工序,1,：,用三爪卡盘夹紧工件一端，加工,64,38,柱面并调头打中心孔。,工序,2,：,用三爪卡盘夹紧工件,64,一端，另一端用顶尖顶住。加工,64,62,柱面，如图所示。,工序,3,：,钻螺纹底孔；,精车,20,表面，加工,14,锥面及背端面；,攻螺纹，如图所示。,数控车削的工艺分析,一、轴类零件的数控车削工艺,典型数控车削零件的工艺分析,工序,4,加工,SR19.4,圆弧面、,26,圆柱面、角,15,锥面和角,15,倒锥面，装夹方式如图所示。工序,4,的加工过程如下：,l,）,先用复合循环若干次一层层加工，逐渐靠近由,E,F,C,H,I,等基点组成的回转面。后两次循环的走刀路线都与,B,C,一,D,E,F,C,H,I,B,相似。完成粗加工后，精加工的走刀路线是,B,C,D,E,F,G,H,I,一,B,，,如图所示。,2,）再加工出最后一个,15,的倒锥面，如图所示。,二、轴套类零件数控车削加工工艺,数控车削的工艺分析,典型数控车削零件的工艺分析,1,零件图工艺分析,该零件为轴承套。表面由内外圆柱面、内圆锥面、顺圆弧、逆圆弧及外螺纹等表面组成，其中多个直径尺寸与轴向尺寸有较高的尺寸精度和表面粗糙度要求。零件图尺寸标注完整，符合数控加工尺寸标注要求；轮廓描述清楚完整；零件材料为,45,钢，切削加工性能较好，无热处理和硬度要求。,通过上述分析，采取以下几点工艺措施,：,（,1,）零件图样上带公差的尺寸，因公差值较小，故编程时不必取其平均值，而取基本尺寸即可。,（,2,）左、右端面均为多个尺寸的设计基准，相应工序加工前，应该先将左、右端面车出来,。,数控车削的工艺分析,二、轴套类零件数控车削加工工艺,典型数控车削零件的工艺分析,2,确定装夹方案：,内孔加工时以外圆定位，用三爪自动定心卡盘夹紧。加工外轮廓时，为保证一次安装加工出全部外轮廓，需要设一圆锥心轴装置，用三爪卡盘夹持心轴左端，心轴右端留有中心孔并用尾座顶尖顶紧以提高工艺系统的刚性。,数控车削的工艺分析,二、轴套类零件数控车削加工工艺,典型数控车削零件的工艺分析,3,确定加工顺序及走刀路线：,加工顺序的确定按由内到外、由粗到精、由近到远的原则确定，在一次装夹中尽可能加工出较多的工件表面。结合本零件的结构特征，可先加工内孔各表面，然后加工外轮廓表面。由于该零件为单件小批量生产，走刀路线设计不必考虑最短进给路线或最短空行程路线，外轮廓表面车削走刀路线可沿零件轮廓顺序进行。,数控车削的工艺分析,二、轴套类零件数控车削加工工艺,典型数控车削零件的工艺分析,4,刀具选择：,将所选定的刀具参数填入表轴承套数控加工刀具卡片中，以便于编程和操作管理。,产品名称或代号,零件名称,轴承套,零件图号,Lathe-01,序号,刀具号,刀具规格名称,数量,加工表面,刀尖半径,mm,备注,1,T01,45,硬质合金端面车刀,1,车端面,0.5,25,25,2,T02,5,中心钻,1,钻,5mm,中心孔,3,T03,26 mm,钻头,1,钻底孔,4,T04,镗刀,1,镗内孔各表面,0.4,20,20,5,T05,93,右手偏刀,1,自右至左车外表面,0.2,25,25,6,T06,93,左手偏刀,1,自左至右车外表面,7,T07,60,外螺纹车刀,1,车,M45,螺纹,轴承套数控加工刀具卡片,5,切削用量选择,：,根据被加工表面质量要求、刀具材料和工件材料，参考切削用量手册或有关资料选取切削速度与每转进给量，计算结果填入表,6-8,工序卡中。,背吃刀量的选择因粗、精加工而有所不同。粗加工时，在工艺系统刚性和机床功率允许的情况下，尽可能取较大的背吃刀量，以减少进给次数；精加工时，为保证零件表面粗糙度要求，背吃刀量一般取,0.l0.4 mm,较为合适。,6,数控加工工艺卡片拟订,：,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。,二、轴套类零件数控车削加工工艺,典型数控车削零件的工艺分析,数控车削的工艺分析,课堂讨论,4,：活塞数控车加工工艺分析,端面和外轮廓粗车,端面和外轮廓精车,钻中心孔,端面和内轮廓粗车,端面和内轮廓精车,外轮廓精车,切槽,发动机活塞,课堂讨论,5,：数控车床加工实践,车酒杯,工件,-,名称,:,酒杯,-,材料,:,铝,-,尺寸,:65 x 130mm-,使用刀具数,:5-,加工时间,:1 hr 48min,工步名称,V,(m/min),Spindle Speed,(rpm),Feedrate,(mm