数控加工工艺教案：数控车削工艺的制定

.四 川 工 程 职 业 技 术 学 院 课 时 授 课 教 案/ 学年第 期课程名称： 数控加工工艺 授课班级： （三专）数控 01-1、2 授课时间： 第 周星期 第 节 课 题： 数控车削工艺的制定 教学目的： 了解工序的划分掌握加工方案的确定掌握工步顺序和进给路线的确定 重点、难点：工序划分、工步顺序安排 使用教具： 课件 课后作业： 1 课后记录：年 月 日.授课主要内容制定数控车削加工工艺：选择并确定数控加工的内容、对零件图样进行数控加工工艺分析、零件图形的数学处理及编程尺寸设定值的确定、数控车削加工工艺过程的拟定、加工余量、工序尺寸及公差的确定、切削用量的选择、数控车削加工工艺文件；一、零件图的工艺分析1 分析几何元素的给定条件是否充分 由于设计等多方面的原因，在图样上可能出现构成加工轮廓的条件不充分，尺寸模糊不清及尺寸封闭缺陷，增加了编程工作的难度，有的甚至无法编程。2 精度及技术要求 精度及技术要求分析的主要内容是：要求是否齐全、是否合理；本工序的数控车削精度能否达到图样要求，若达不到，需采取其它措施（如磨削）弥补的话，则应给后续工序留有余量；有位置精度要求的表面应在一次安装下完成；表面粗糙度要求较高的表面，应确定用恒线速切削。二、加工方案的确定一般根据零件的加工精度、表面粗糙度、材料、结构形状、尺寸及生产类型确定零件表面的数控车削加工方法及加工方案。数控车削内回转表面的加工方案的确定1加工精度为 IT8IT9 级、Ra1.63.2 m 的除淬火钢以外的常用金属，可采用普通型数控车床，按粗车、半精车、精车的方案加工；2加工精度为 IT6IT7 级、 Ra0.20.63 m 的除淬火钢以外的常用金属，可采用精密型数控车床，按粗车、半精车、精车、细车的方案加工；3加工精度为 IT5 级、Ra 0.2 m 的除淬火钢以外的常用金属，可采用高档精密型数控车床，按粗车、半精车、精车、精密车的方案加工；三、工序的划分1 数控车削加工工序的划分 对于需要多台不同的数控机床、多道工序才能完成加工的零件，工序划分自然以机床为单位来进行。而对于需要很少的数控机床就能加工完零件全部内容的情况，数控加工工序的划分一般可按下列方法进行：1）以一次安装所进行的加工作为一道工序 将位置精度要求较高的表面安排在一次安装下完成，以免多次安装所产生的安装误差影响位置精度。2）以一个完整数控程序连续加工的内容为一道工序 有些零件虽然能在一次安装中加工出很多待加工面，但考虑到程序大长，会受到某些限制。3）以工件上的结构内容组合用一把刀具加工为一道工序 有些零件结构较复杂，既有回转表面也有非回转表面，既有外圆、平面也有内腔、曲面。对于加工内容较多的零件，按零件结构特点将加工内容组合分成若干部分，每一部分用一把典型刀具加工。这时可以将组合在一起的所有部位作为一道工序。.4）以粗、精加工划分工序 对于容易发生加工变形的零件，通常粗加工后需要进行矫形，这时粗加工和精加工作为两道工序，可以采用不同的刀具或不同的数控车床加工。对毛坯余量较大和加工精度要求较高的零件，应将粗车和精车分开，划分成两道或更多的工序。下面以车削图示手柄零件为例，说明工序的划分。手柄加工示意图该零件加工所用坯料为 32 mm 棒料， 批量生产， 加工时用一台数控车床。 工序划分如下：第一道工序（按图示将一批工件全部车出，包括切断） ，夹棒料外圆柱面，工序内容有：先车出 12mm 和 20mm 两圆柱面及圆锥面（粗车掉 R42 mm 圆弧的部分余量） ，转刀后按总长要求留下加工余量切断。第二道工序（见 c） ，用 12mm 外圆及 20 mm 端面装夹，工序内容有：先车削包络 SR7mm 球面的 30圆锥面，然后对全部圆弧表面半精车（留少量的精车余量） ，最后换精车刀将全部圆弧表面一刀精车成形。综上所述，在数控加工划分工序时，一定要视零件的结构与工艺性，零件的批量，机床的功能，零件数控加工内容的多少，程序的大小，安装次数及本单位生产组织状况灵活掌握。2回转类零件非数控车削加工工序的安排1）零件上有不适合数控车削加工的表面，如渐开线齿形、键槽、花键表面等，必须安排相应的非数控车削加工工序。2）零件表面硬度及精度要求均高，热处理需安排在数控车削加工之后，则热处理之后一般安排磨削加工。3）零件要求特殊，不能用数控车削加工完成全部加工要求，则必须安排其他非数控车削加工工序，如喷九、滚压加工、抛光等。4）零件上有些表面根据工厂条件采用非数控车削加工更合理，这时可适当安排这些非数控车削加工工序，如铣端面打中心孔等。四、工步顺序和进给路线的确定1工步顺序安排的一般原则1）先粗后精 对粗精加工在一道工序内进行的，先对各表面进行粗加工，全部粗加工结束后再进行半精加工和精加工，逐步提高加工精度。此工步顺序安排的原则要求：粗车在较短的时间内将工件各表面上的大部分加工余量（如图 6-10 中.的双点画线内所示部分）切掉，一方面提高金属切除率，另一方面满足精车的余量均匀性要求。若粗车后所留余量的均匀性满足不了精加工的要求时，则要安排半精车，以此为精车做准备。为保证加工精度，精车要一刀切出图样要求的零件轮廓。此原则实质是在一个工序内分阶段加工，这样有利于保证零件的加工精度，适用于精度要求高的场合，但可能增加换刀的次数和加工路线的长度。2）先近后远 这里所说的远与近，是按加工部位相对于对刀点（起刀点）的距离远近而言的。在一般情况下，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零件，安排加工顺序时，通常应先进行内外表面粗加工，后进行内外表面精加工。切不可将零件上一部分表面（外表面或内表面）加工完毕后，再加工其它表面（内表面或外表面） 。2 进给路线的确定 确定进给路线的工作重点，主要在于确定粗加工及空行程的进给路线，因精加工切削过程的进给路线基本上都是沿其零件轮廓顺序进行的。进给路线泛指刀具从对刀点（或机床固定原点）开始运动起，直至返回该点并结束加工程序所经过的路径，包括切削加工的路径及刀具切入、切出等非切削空行程。在保证加工质量的前提下，使加工程序具有最短的进给路线，不仅可以节省整个加工过程的执行时间，还能减少一些不必要的刀具消耗及机床进给机构滑动部件的磨损等。实现最短的进给路线，除了依靠大量的实践经验外，还应善于分析，必要时可输以一些简单计算。完工轮廓的连续切削进给路线 在安排可以一刀或多刀进行的精加工工序时，其零件的完工轮廓应由最后一刀连续加工而成，这时，加工刀具的进、退刀位置要考虑妥当，尽量不要在连续的轮廓中安排切入和切出或换刀及停顿，以免因切削力突然变化而造成弹性变形，致使光滑连接轮廓上产生表面划伤、形状突变或滞留刀痕等缺陷。