江西省冶金技師學院

1、江西省冶金技師學院目錄數控車床的種類及特征數控車床的結構數控車床的主要加工對象數控車削工件的裝夾數控車削的對刀數控車削的工藝分析數控車削的基本特征與加工范圍數控車削的基本特征與加工范圍 數控車床主要用于軸類和盤類回轉體零件的多工序加工，具有高精度、高效率、高柔性化等綜合特點，其加工范圍較普通車削廣，不僅可以進行車削還可以銑削，具體見后基本特征 數控車削時，工件做回轉運動，刀具做直線或曲線運動，刀尖相對工件運動的同時，切除一定的工件材料從而形成相應的工件表面。其中，工件的回轉運動為切削主運動，刀具的直線或曲線運動為進給運動。兩者共同組成切削成形運動加工范圍數控車削的基本特征與加工范圍車外圓車端面

2、鉆孔車內孔切槽切斷車錐面車型面車螺紋加工范圍數控車削的基本特征與加工范圍 數控車床即裝備了數控系統(tǒng)的車床。由數控系統(tǒng)通過伺服驅動系統(tǒng)去控制各運動部件的動作，主要用于軸類和盤類回轉體零件的多工序加工，具有高精度、高效率、高柔性化等綜合特點，適合中小批量形狀復雜零件的多品種、多規(guī)格生產。 數控車床按車削中心是在普通數控車床基礎上發(fā)展起來的一種復合加工機床。除具有一般二軸聯動數控車床的各種車削功能外，車削中心的轉塔刀架上有能使刀具旋轉的動力刀座，主軸具有按輪廓成形要求連續(xù)（不等速回轉）運動和進行連續(xù)精確分度的C軸功能，并能與X軸或Z軸聯動，控制軸除X、Z、C軸之外，還可具有Y軸?？蛇M行端面和圓周上任

3、意部位的鉆削、銑削和攻螺紋等加工，在具有插補功能的條件下，還可以實現各種曲面銑削加工數控車床的種類和特征數控車床的種類和特征外圓上槽的加工端面上面的加工外圓上進行孔加工端面上進行孔加工車削中心動力刀具和C軸功能數控車床種類較多，但主體結構都是由：車床主體、數控裝置、伺服系統(tǒng)三大部分組成。 數控車床與普通車床在結構上具有明顯差異,以下以臥式車床和立式車床為例進行講解。數控車床的結構數控車床的結構刀架床身主軸箱滾珠絲杠床座尾座數控臥式車床的基本結構數控車床的結構高精度導軌主軸刀塔軸向導軌床身數控立式車床的基本結構數控車床的結構數控車床的主要加工對象 數控車削加工是數控加工中用得最多的加工方法之一，

4、由于數控車床具有精度高、能做直線和圓弧插補以及在加工過程中能自動變速的特點，其工藝范圍較普通機床寬得多。數控車床適合于車削具有以下要求和特點的回轉類零件。數控車床的主要加工對象高精度的機床主軸高速電機主軸 精度要求高的回轉體零件數控車床的主要加工對象非標絲杠 帶特殊螺紋的回轉體零件 表面形狀復雜的回轉體零件數控車床的主要加工對象凸輪軸曲軸鋼制聯接零件高壓技術閥門殼體零件石油工業(yè)采用車銑加工中心數控車床的主要加工對象 其他形狀復雜的零件隔套 精密加工業(yè)聯接套 航天工業(yè) 其他形狀復雜的零件采用車銑加工中心數控車床的主要加工對象常常用用裝裝夾夾方方式式數控車削工件的裝夾通用夾具裝夾 找正：找正裝夾時

5、必須將工件的加工表面回轉軸線（同時也是工件坐標系Z軸）找正到與車床主軸回轉中心重合。一般為打表找正。通過調整卡爪，使工件坐標系Z軸與車床主軸的回轉中心重合 數控車削工件的裝夾采用找正的方法數控車削工件的裝夾 也可以改變夾緊力的作用點，采用軸向夾緊的方式。 薄壁零件容易變形，普通三爪卡盤受力點少，采用開縫套筒或扇形軟卡爪，可使工件均勻受力，減小變形。 薄薄壁壁零零件件的的裝裝夾夾數控車削的對刀 對刀對刀 l直接用刀具試切對刀l自動對刀l機外對刀儀對刀常用對刀方式常用對刀方式對刀實例分析零件圖樣分析零件圖樣數控車削的工藝分析 l 分析零件的幾何要素：首先從零件圖的分析中,了解工件的外形、結構,工件

6、上須加工的部位,及其形狀、尺寸精度、和表面粗糙度；了解各加工部位之間的相對位置和尺寸精度；了解工件材料及其它技術要求。從中找出工件經加工后，必須達到的主要加工尺寸和重要位置尺寸精度。 l分析了解工件的工藝基準：包括其外形尺寸、在工件上的位置、結構及其他部位的相對關系等。對于復雜工件或較難辨工藝基準的零件圖，尚需詳細分析有關裝配圖，了解該零件的裝配使用要求，找準工件的工藝基準 。 l了解工件的加工數量 ：不同的加工數量所采用的工藝方案也不同 。研究制定工藝方案研究制定工藝方案數控車削的工藝分析 研究制定工藝方案的前提是：熟悉本廠機床設備條件，把加工任務指定給最適宜的工種，盡可能發(fā)揮機床的加工特長

7、與使用效率。并按照分析上述零件圖所了解的加工要求，合理安排加工順序。 一、安排加工順序的一般方法 （1）安排工件上基準部位的輔助加工及其他準備工序。 （2）安排工件工藝基準面的加工工序 。 二、根據工件的加工批量大小，確定加工工序的集中與分散 。 三、充分估計加工中會出現的問題，有針對性地予以解決。例如：對于薄壁工件要解決裝夾變形和車削震動的問題。對有角度位置的工件要解決角度定位問題。對于偏心工件要解決偏心夾具或裝夾問題 編制加工程序編制加工程序數控車削的工藝分析 一、零件圖形的數學處理及編程尺寸設定值的確定二、根據工藝方案中工步內容及順序的要求，逐項創(chuàng)建刀具路徑并生成程序三、程序校驗分析實例

8、確定走刀路線的一般原則是： l保證零件的加工精度和表面粗糙度要求；l縮短走刀路線，減少進退刀時間和其他輔助時間；l方便數值計算，減少編程工作量；l盡量減少程序段數 走刀路線的確定數控車削的工藝分析 數控車削的工藝分析 走刀路線的確定車圓錐的加工路線分析 數控車床上車外圓錐，假設圓錐大徑為D，小徑為d ，錐長為L，車圓錐的加工路線如圖所示。按圖a中的階梯切削路線，二刀粗車，最后一刀精車；二刀粗車的終刀距S要作精確的計算，可有相似三角形得：D-d 2LD-d 2S-apD-d 2L（D-d 2S-ap） 此種加工路線，粗車時，刀具背吃刀量相同，但精車時，背吃刀量不同；同時刀具切削運動的路線最短。

9、數控車削的工藝分析 車圓錐的加工路線分析走刀路線的確定 按圖b的相似斜線切削路線，也需計算粗車時終刀距S，同樣由相似三角形可計算得出。按此種加工路線，刀具切削運動的距離較短。 按圖c的斜線加工路線，只需確定每次背吃刀量ap，而不需計算終刀距，編程方便。但在每次切削中背吃刀量是變化的，且刀具切削運動的路線較長。數控車削的工藝分析 走刀路線的確定車圓弧的加工路線分析 應用G02（或G03）指令車圓弧，若用一刀就把圓弧加工出來，這樣吃刀量太大，容易打刀。所以，實際車圓弧時，需要多刀加工，先將大多余量切除，最后才車得所需圓弧。 右圖為車圓弧的階梯切削路線。即先粗車成階梯，最后一刀精車出圓弧。此方法在確

10、定了每刀吃刀量ap后，須精確計算出粗車的終刀距S，即求圓弧與直線的交點。此方法刀具切削運動距離較短，但數值計算較繁。 數控車削的工藝分析 走刀路線的確定車圓弧的加工路線分析 右圖為車圓弧的同心圓弧切削路線。即用不同的半徑圓來車削，最后將所需圓弧加工出來。此方法在確定了每次吃刀量aP后，對90圓弧的起點、終點坐標較易確定，數值計算簡單，編程方便，常采用。但按圖b加工時，空行程時間較長。 右圖為車圓弧的車錐法切削路線。即先車一個圓錐，再車圓弧。但要注意，車錐時的起點和終點的確定，若確定不好，則可能損壞圓錐表面，也可能將余量留得過大。確定方法如圖所示，連接OC交圓弧于D，過D點作圓弧的切線AB。數控

11、車削的工藝分析 走刀路線的舉例車圓弧的加工路線分析 螺球柱端面加工、外輪廓粗加工外輪廓粗、精加工課堂討論課堂討論1 1： 請仔細觀看下列加工視頻，試說明其走刀路線有何特點？走刀路線的確定數控車削的工藝分析 切削用量的確定進給量切削速度(V)背吃刀量apV=Dn1000(m/min)式中：D 工件切削部分的最大直徑（工件切削部分的最大直徑（mm) n 主軸每分鐘轉數主軸每分鐘轉數min-1。數控車削的工藝分析 切削速度：(例題例題)主軸轉速2000min-1、車削直徑50，求此時的切削速度？答：答：=3.14、D=125、n=2000代入公式V=(Dn)1000=(3.14502000)1000

12、=314(m/min)切削速度為314m/min數控車削的工藝分析 進給量的確定每轉進給量(fr)、每分進給量(Vf) 式中：式中： Vf：每分鐘進給量(mm/min) n：主軸轉速(min-1) fr：每轉進給量 (mm/r)Vf = n x fr (mm/min)(例題)主軸轉速2000min-1、每分進給速度100mm/min，求此時每轉進給量？(例題)每轉進給量0.1mm/r，主軸轉速1600min-1,求每分進給速度?答：Vf=nfr=0.11600=160mm/min，求出每分進給速度為160mm/min。答：fr=Vfn=1002000=0.05mm/r求出每轉進給量為0.05m

13、m/r數控車削的工藝分析切削用量的確定孔加工的計算式孔加工的計算式 vc(m/min)：切削速度：切削速度(3.14)：圓周率：圓周率D1 (mm)：鉆頭直徑：鉆頭直徑n(min-1) ：主軸轉速：主軸轉速 用1000去除，為將mm換算成m vf(mm/min)：主軸（：主軸（Z軸）軸）進給速度進給速度fr(mm/rev)：每轉進給量：每轉進給量n(min-1) ：主軸轉速：主軸轉速 (例題)主軸轉速1350min-1、鉆頭直徑12，求切削速度。(答)代入公式vfvf=fr=frn n=0.2=0.21350=270mm1350=270mm/min/min由此得出主軸每分鐘進給量為270mm/

14、min。主軸每分鐘進給量主軸每分鐘進給量(vf) 切削速度切削速度(vc) (例題)主軸轉速1350min-1、鉆頭直徑12，求切削速度。(答)將=3.14 D1=12 n=1350代入公式vcvc=D1D1n n1000=3.141000=3.1412121350=50.9m/min1350=50.9m/min據此，得出切削速度為50.9m/min。徑向切入法 側向切入法 l一般的螺紋切削； l加工螺紋螺距4以下。 l用于工件剛性低易振動的場合； l用于切削不銹鋼等難加工材料； l加工螺紋螺距4以上。數控車削的工藝分析螺紋切削方式螺紋切削方式外螺紋右螺紋左螺紋右手刀柄左手刀柄 數控車削的工藝

15、分析螺紋螺紋加工方法加工方法內螺紋右螺紋左螺紋右手刀柄左手刀柄 螺紋螺紋加工方法加工方法數控車削的工藝分析課堂討論課堂討論2 2： 請仔細觀看下列加工視頻，試說明其加工螺紋是左旋還是右旋？一共有幾次走刀？螺紋螺紋加工方法加工方法數控車削的工藝分析 一、軸類零件的數控車削工藝一、軸類零件的數控車削工藝典型數控車削零件的工藝分析 圖示是模具芯軸的零件簡圖。零件的徑向尺寸公差為0.01mm，角度公差為0.1，材料為45鋼。毛坯尺寸為66mm100 mm，批量 30件。數控車削的工藝分析 一、軸類零件的數控車削工藝一、軸類零件的數控車削工藝典型數控車削零件的工藝分析 經過分析可制定加工方案如下： 工序

16、1： 用三爪卡盤夾緊工件一端，加工6438柱面并調頭打中心孔。 工序2：用三爪卡盤夾緊工件64一端，另一端用頂尖頂住。加工6462柱面，如圖所示。 工序3： 鉆螺紋底孔；精車20表面，加工14錐面及背端面；攻螺紋，如圖所示。數控車削的工藝分析 一、軸類零件的數控車削工藝一、軸類零件的數控車削工藝典型數控車削零件的工藝分析 工序4 加工SR19.4圓弧面、26圓柱面、角15錐面和角15倒錐面，裝夾方式如圖所示。工序4的加工過程如下：l）先用復合循環(huán)若干次一層層加工，逐漸靠近由EFCHI等基點組成的回轉面。后兩次循環(huán)的走刀路線都與BC一DEFCHIB相似。完成粗加工后，精加工的走刀路線是BCDEF

17、GHI一B，如圖所示。2）再加工出最后一個15的倒錐面，如圖所示。 二、軸套類零件數控車削加工工藝二、軸套類零件數控車削加工工藝數控車削的工藝分析 典型數控車削零件的工藝分析 1零件圖工藝分析 該零件為軸承套。表面由內外圓柱面、內圓錐面、順圓弧、逆圓弧及外螺紋等表面組成，其中多個直徑尺寸與軸向尺寸有較高的尺寸精度和表面粗糙度要求。零件圖尺寸標注完整，符合數控加工尺寸標注要求；輪廓描述清楚完整；零件材料為45鋼，切削加工性能較好，無熱處理和硬度要求。 通過上述分析，采取以下幾點工藝措施： （1）零件圖樣上帶公差的尺寸，因公差值較小，故編程時不必取其平均值，而取基本尺寸即可。（2）左、右端面均為多

18、個尺寸的設計基準，相應工序加工前，應該先將左、右端面車出來。數控車削的工藝分析 二、軸套類零件數控車削加工工藝二、軸套類零件數控車削加工工藝典型數控車削零件的工藝分析 2確定裝夾方案： 內孔加工時以外圓定位，用三爪自動定心卡盤夾緊。加工外輪廓時，為保證一次安裝加工出全部外輪廓，需要設一圓錐心軸裝置，用三爪卡盤夾持心軸左端，心軸右端留有中心孔并用尾座頂尖頂緊以提高工藝系統(tǒng)的剛性。 數控車削的工藝分析 二、軸套類零件數控車削加工工藝二、軸套類零件數控車削加工工藝典型數控車削零件的工藝分析 3確定加工順序及走刀路線： 加工順序的確定按由內到外、由粗到精、由近到遠的原則確定，在一次裝夾中盡可能加工出較

19、多的工件表面。結合本零件的結構特征，可先加工內孔各表面，然后加工外輪廓表面。由于該零件為單件小批量生產，走刀路線設計不必考慮最短進給路線或最短空行程路線，外輪廓表面車削走刀路線可沿零件輪廓順序進行。 數控車削的工藝分析 二、軸套類零件數控車削加工工藝二、軸套類零件數控車削加工工藝典型數控車削零件的工藝分析 4刀具選擇： 將所選定的刀具參數填入表軸承套數控加工刀具卡片中，以便于編程和操作管理。 產品名稱或代號 零件名稱 軸承套 零件圖號 Lathe-01 序號 刀具號刀具規(guī)格名稱 數量 加工表面 刀尖半徑mm 備注1T0145硬質合金端面車刀 1車端面 0.5 2525 2T025中心鉆 1鉆5mm中心孔 3T0326 mm鉆頭 1鉆底孔 4T04鏜刀 1鏜內孔各表面 0.4 20205T0593右手偏刀 1自右至左車外表面 0.2 2525 6T0693左手偏刀 1自左至右車外表面 7T0760外螺紋車刀 1車M45螺紋 軸承套數控加工刀具卡片軸承套數控加工刀