數(shù)控編程技術(shù)（第3版）第2章數(shù)控車削加工工藝2.1數(shù)控車削加工的主要對象12.2數(shù)控車床常用的工裝夾具22.3加工工藝分析實(shí)例3第2章數(shù)控車削加工工藝數(shù)控車削是數(shù)控加工中常用的加工方法之一，工藝制定得是否合理，對程序編制、數(shù)控車床的加工效率和零件的加工精度都有重要影響，制定數(shù)控車削加工的工藝規(guī)程是確保加工質(zhì)量、效率和成本控制的關(guān)鍵。工藝分析是數(shù)控車削加工的前期工藝準(zhǔn)備工作。工藝規(guī)程的合理設(shè)計(jì)，需要了解制定工藝規(guī)程的原則、內(nèi)容及步驟等相關(guān)知識，通過選用刀具、夾具等工裝，設(shè)置切削速度、進(jìn)給率、切削深度等參數(shù)，擬定出合理的加工工藝設(shè)計(jì)方案，精確控制切削刀路的運(yùn)行軌跡，達(dá)到預(yù)期的加工效果。2.1數(shù)控車削加工的主要對象第2章數(shù)控車削加工工藝

（1）輪廓形狀特別復(fù)雜或難以控制尺寸的回轉(zhuǎn)體零件。例如，如圖2-1所示的“口小肚大”的內(nèi)表面零件。（2）精度要求高的回轉(zhuǎn)體零件。（3）帶特殊螺紋的回轉(zhuǎn)體零件。第2章數(shù)控車削加工工藝2.1.1數(shù)控車削加工工藝的主要內(nèi)容數(shù)控車削加工工藝主要包括如下內(nèi)容：（1）選擇適合數(shù)控車床上加工的零件。（2）對零件圖進(jìn)行數(shù)控加工的工藝性分析，明確加工內(nèi)容及技術(shù)要求。（3）確定零件的加工方案，制定數(shù)控加工工藝路線，如劃分工序、安排加工順序等。（4）加工工序的設(shè)計(jì)。（5）零件圖形的數(shù)學(xué)處理及編程尺寸設(shè)定值的確定。（6）加工程序的編寫、校驗(yàn)和修改。（7）首件試加工與現(xiàn)場問題處理。（8）數(shù)控加工工藝技術(shù)文件的定型與歸檔。第2章數(shù)控車削加工工藝2.1.2加工零件的工藝性分析1．零件圖工藝分析2．結(jié)構(gòu)工藝性分析3．零件安裝方式的選擇2.1.3數(shù)控車削加工工藝路線的擬定1．加工方法的選擇2．加工工序劃分常用的工序劃分原則有以下兩種：（1）保持精度原則。（2）提高生產(chǎn)效率的原則。第2章數(shù)控車削加工工藝3．加工進(jìn)給路線的確定（1）粗車走刀路線第2章數(shù)控車削加工工藝（2）精車走刀路線（3）空行程走刀路線起刀點(diǎn)的設(shè)置。換刀點(diǎn)的設(shè)置。退刀路線的設(shè)置。刀具的切入、切出。第2章數(shù)控車削加工工藝4．車削加工順序的安排（1）基面先行原則。（2）先粗后精。（3）先近后遠(yuǎn)。（4）先內(nèi)后外，內(nèi)外交叉。第2章數(shù)控車削加工工藝2.2數(shù)控車床常用的工裝夾具第2章數(shù)控車削加工工藝數(shù)控車床多采用三爪自定心卡盤、四爪單動卡盤夾持工件，當(dāng)加工軸類工件比較長時(shí)，還可采用尾座頂尖支持工件，如圖2-12所示。數(shù)控車床除采用這些通用夾具或其他機(jī)床附件外，往往根據(jù)加工需要設(shè)計(jì)出各種心軸或其他專用夾具。2.2.1數(shù)控車削刀具的類型和選用1．?dāng)?shù)控車削常用車刀的類型數(shù)控車削常用的車刀一般分為三類，即尖形車刀、圓弧形車刀和成形車刀。常用車刀的種類、形狀和用途如圖2-14所示。第2章數(shù)控車削加工工藝2．?dāng)?shù)控車削常用車刀的選用2.2.2選擇切削用量1．主軸轉(zhuǎn)速的確定車削加工主軸轉(zhuǎn)速應(yīng)根據(jù)切削速度v的計(jì)算公式來選擇。在進(jìn)行切削加工時(shí)，刀具切削刃上的某一點(diǎn)相對于待加工表面在主運(yùn)動方向上的瞬時(shí)速度，稱為切削速度v。車削加工主軸轉(zhuǎn)速式中，v單位為m/min；d單位為mm；n單位為r/min。第2章數(shù)控車削加工工藝經(jīng)濟(jì)型數(shù)控車床推薦車螺紋時(shí)的主軸轉(zhuǎn)速n（r/min）為式中，P為被加工螺紋螺距，單位為mm；k為保險(xiǎn)系數(shù)，一般取為80。中高檔型數(shù)控車床推薦車螺紋時(shí)的主軸轉(zhuǎn)速與螺紋導(dǎo)程的積小于機(jī)床主軸最高轉(zhuǎn)速。2．進(jìn)給速度vf（vf=nf

）進(jìn)給速度vf是指切削刃上選定點(diǎn)相對于工件的進(jìn)給方向的瞬時(shí)速度，單位為mm/min。在主運(yùn)動的一個循環(huán)內(nèi)，刀具在進(jìn)給方向上相對于工件的位移量稱為進(jìn)給量，其單位為mm/r。第2章數(shù)控車削加工工藝3．背吃刀量ap的確定外圓車削時(shí)，背吃刀量ap是指已加工表面和待加工表面之間的垂直距離，計(jì)算公式為式中，dw為工件待加工表面直徑；dm為工件已加工表面直徑，單位為mm。第2章數(shù)控車削加工工藝4．切削用量的選擇原則第2章數(shù)控車削加工工藝粗、精加工時(shí)切削用量的選擇應(yīng)遵循以下原則：（1）粗加工時(shí)的選擇原則。首先，優(yōu)先選取盡可能大的背吃刀量，以盡量保證較高的金屬切除率；其次，要根據(jù)機(jī)床動力和剛性的限制條件等，選取盡可能大的進(jìn)給量；最后根據(jù)刀具耐用度確定最佳的切削速度。（2）精加工時(shí)的選擇原則。由于要保證工件的加工質(zhì)量，首先，應(yīng)根據(jù)粗加工后的余量選用較小的背吃刀量；其次，根據(jù)已加工表面的粗糙度要求，選取較小的進(jìn)給量；最后，在保證刀具耐用度的前提下盡可能選用較高的切削速度。2.3加工工藝分析實(shí)例以圖2-17零件為例，零件材料為45#鋼，生產(chǎn)批量為中小批量，試對該零件進(jìn)行數(shù)控車削工藝分析。第2章數(shù)控車削加工工藝該零件表面由圓柱、圓錐、順圓弧、逆圓弧及螺紋等組成。其中多個直徑尺寸有較嚴(yán)的尺寸精度和表面粗糙度等要求，球面S?50mm的尺寸公差還兼有控制該球面形狀誤差的作用。零件圖尺寸標(biāo)注完整，輪廓描述清楚。零件材料為45#鋼，無熱處理和硬度要求。通過上述分析，可采取以下幾點(diǎn)工藝措施：（1）對圖樣上給定的幾個精度要求較高的尺寸，因其公差數(shù)值較小，故編程時(shí)不必取平均值，而全部取其基本尺寸即可。（2）輪廓曲線，其加工時(shí)刀具的主副切削刃都參與了切削加工，因此，在加工時(shí)應(yīng)進(jìn)行刀具的半徑補(bǔ)償，以保證輪廓曲線的準(zhǔn)確性。（3）為便于裝夾，坯件左端應(yīng)預(yù)先車出夾持部分（雙點(diǎn)畫線部分），右端面也應(yīng)先粗車出并鉆好中心孔。毛坯選?60mm棒料。第2章數(shù)控車削加工工藝1．零件圖工藝分析（1）定位基準(zhǔn)。確定坯料軸線和左端大端面（設(shè)計(jì)基準(zhǔn)）為定位基準(zhǔn)。（2）裝夾方法。左端采用三爪自定心卡盤定心夾緊，右端采用活動頂尖支承的裝夾方式。第2章數(shù)控車削加工工藝2．確定零件的定位基準(zhǔn)和裝夾方式加工順序按由粗到精、由近到遠(yuǎn)（由右到左）的原則確定，即先從右到左進(jìn)行粗車（留0.25mm精車余量），然后從右到左進(jìn)行精車，最后車削螺紋。3．確定加工順序及進(jìn)給路線（1）選用?5mm中心鉆鉆削中心孔。（2）車端面選用45°硬質(zhì)合金車刀。（3）粗車輪廓選用93°硬質(zhì)合金車刀，副偏角不宜太大，選k'r<10°，刀尖圓弧半徑應(yīng)取r??=0.4mm。（4）精車輪廓選用93°硬質(zhì)合金右偏刀，副偏角應(yīng)稍大，選k'r>25°，刀尖圓弧半徑應(yīng)小于輪廓最小圓角半徑r??，取r??=0.15mm。（5）車螺紋選用60°硬質(zhì)合金外螺紋車刀。如表2-1所示為軸的數(shù)控加工刀具參數(shù)，將所選定的刀具參數(shù)填入數(shù)控加工刀具卡片中，以便于編程和操作管理。第2章數(shù)控車削加工工藝4．刀具選擇（1）背吃刀量的選擇輪廓粗車循環(huán)時(shí)選ap=3mm，精車ap=0.25mm，粗車、精車螺紋時(shí)的背吃刀量根據(jù)已知螺距查表選取。（2）主軸轉(zhuǎn)速的選擇直線和圓弧時(shí)，查切削用量手冊選粗車切削速度v=90m/min、精車切削速度v=120m/min，然后利用公式v

=Πdn/1000計(jì)算主軸轉(zhuǎn)速n（粗車直徑d

=60mm，精車工件直徑取平均值），粗車時(shí)的主軸轉(zhuǎn)速為500r/min、精車時(shí)為1200r/min。車螺紋時(shí)，參照公式n≤(1200/P)-k，計(jì)算主軸轉(zhuǎn)速n=320r/min。（3）進(jìn)給速度的選擇查切削用量手冊選擇粗車每轉(zhuǎn)進(jìn)給量為0.4mm/r，精車每轉(zhuǎn)進(jìn)給量為0.15mm/r。根據(jù)公式vf=nf計(jì)算粗車、精車輪廓時(shí)的進(jìn)給速度分別為200mm/min和180mm/min。第2章數(shù)控車削加工工藝5