数控车削加工工艺.ppt

数控加工工艺车削加工工艺,台州职业技术学院数控教研室,第四单元数控车削加工工艺,了解数控车削中要解决的主要工艺问题以及各种问题的解决方法。掌握数控车削工艺拟定的过程、工序的划分方法、工序顺序的安排和进给路线的确定等工艺知识，对数控车削工艺知识有一个系统的了解，并学会对一般数控车削零件加工工艺进行分析及制定加工方案。,教学目的：,第四单元数控车削加工工艺,学习内容与知识点：,数控车床的主要加工对象,配轮廓数控装置主要车削有锥度、圆弧的轴类零件。,数控车床主要用于加工轴类、套类和盘类等回转体零件的加工；,配点位、直线数控装置主要车削没有锥度、圆弧的轴类零件；,数控车削加工零件的类型（单击观看录像）,车外圆,车端面,钻孔,车内孔,切槽,切断,车型面,车螺纹,加工范围,数控车床种类较多，但主体结构都是由：车床主体、数控装置、伺服系统三大部分组成。,数控车床结构及分类,数控车床与普通车床在结构上具有明显差异。,数控车床与普通车床结构差别,右图是同一品牌的数控车床与普通车床。结构上具有明显差异,数控系统；,床身稳固装有防护门；,保留主轴箱、尾座；取消挂轮箱、进给箱、溜板箱、光杆、丝杆等；,配备自动刀架对刀仪自动排屑等辅助设备。,伺服系统；,数控车床结构及分类,数控车床结构及分类,按数控系统功能分,按主轴的配置形式分,按数控系统控制的轴数分,全功能型,数控型,卧式,立式,两轴控制,四轴控制,卧式数控车床,数控车床结构及分类,数控车削中心,数控车床结构及分类,立式电脑车床,数控车床结构及分类,数控车床坐标系,经济型数控车床只有X、Z两轴,Z,X,主轴中心线方向,工件径向水平方向,坐标轴方向,机床某一部件的运动增大刀具与工件之间距离定为该轴的正方向。,后刀座坐标系,数控车床坐标系,前刀座坐标系,数控车床坐标系,数控车削的主要加工对象,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。数控车床适合于车削具有以下要求和特点的回转类零件。,精度要求高的回转体零件,高精度的机床主轴,高速电机主轴,带特殊螺纹的回转体零件,非标丝杠,表面形状复杂的回转体零件,凸轮轴,曲轴,车铣加工中心加工的复杂零件,钢制联接零件高压技术,阀门壳体零件石油工业,车铣加工中心加工的复杂零件,隔套精密加工业,联接套航天工业,数控车通用夹具的装夹,两顶尖之间装夹,卡盘和顶尖装夹,双三爪定心卡盘装夹,常用装夹方式,数控车通用夹具的装夹,支承套装夹示意图,数控车削加工的对刀,对刀点的选择原则,便于用数字处理和简化程序编制,在机床上找正容易，加工中便于检查,引起的加工误差小,对刀点可选在工件上，也可选在工件外面（如选在夹具上或机床上）。但必须与零件的定位基础有一定的尺寸关系。,数控车削加工的对刀,试切对刀,机外对刀仪对刀,ATC对刀,自动对刀,对刀方法,对刀是确定工件在机床上的位置，也即是确定工件坐标系与机床坐标系的相互位置关系。对刀过程一般是从各坐标方向分别进行，它可理解为通过找正刀具与一个在工件坐标系中有确定位置的点(即对刀点)来实现,对刀实例,数控车削加工工艺分析,选择并确定进行数控加工的内容,数控加工内容的选择:,由轮廓曲线构成的回转表面,具有微小尺寸要求的结构表面,同一表面采用多种设计要求的结构,表面有严格几何关系要求的表面,选择并确定进行数控加工的内容,通用机床难加工质量难保证内容作为重点选择内容,1、表面有严格位置精度要求但普通机床无法一次加工完成,2、表面粗糙度要求严格的锥面、曲面、端面等,例如：,选择并确定进行数控加工的内容,通用机床加工效率低，可选择数控机床,1、需较长时间占机调整加工的加工内容,2、能一次装夹加工完成的其它零星部位,不宜采用数控加工的内容：,精度与技术要求分析,分析的主要内容：,精度要求与各项技术要求是否齐全、合理,本工序车削精度是否达到图纸要求，注意给其它工序留有余量,较高位置精度的表面应在一次装夹中完成,表面粗糙度较高表面应确定恒线速切削,零件图形的数学处理及编程尺寸设定值的确定,编程原点的选择：,选在设计基准上,容易找正对刀,编程方便,位置能够容易准确的确定,零件图形的数学处理及编程尺寸设定值的确定,编程尺寸确定的步骤：,基本尺寸换算成平均尺寸,保持原重要的几何关系不变并修改一般尺寸,计算未知结点坐标尺寸,编程尺寸的最后形成,数控加工的数值计算是程序编制中一个关键的环节。,工序的划分,数控车削加工工序的划分：,以一次安装进行的加工作为一道工序,以一个完整数控程序连续加工的内容为一道工序,以工件上的结构内容组合用一把刀具加工为一道工序,以粗、精加工划分工序,工序顺序的安排,回转类零件非数控车削加工工序的安排：,有不适合数控车削加工的表面，安排相应的非数控类加工工序,硬度及精度较高，热处理安排在数控车削加工之后,零件要求特殊，不能用数控车削加工完成的则安排其他加工工序,根据工厂条件采用非数控加工更合理，则安排非数控加工工序,工序顺序的安排,先粗后精,先近后远,内外交叉,保证工件加工刚度,同一把刀连续加工,工序安排的一般原则,切削参数的选择,V,X,切削速度,切削刃选定点所对应的工件或刀具的回转直径,背吃刀量,根据余量确定，其原则是尽量选择大的背吃刀量，减少进给次数。,光车时的主轴转速,S1000v/d,切削用量的确定,切削速度(V),背吃刀量ap,进给量,切削速度(vc),主轴每分钟进给量(vf),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,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,切削用量的确定,螺纹切削方式,螺纹加工方法,螺纹加工方法,螺纹加工进刀次数及进刀量的选择,典型数控车削零件的加工工艺分析,工艺分析和制定过程：,零件图纸工艺分析,确定装夹方案,确定工序方案,确定工步顺序,确定进给路线,确定所用刀具,确定切削参数,填写工艺文件,数控车削加工实例（单击观看录像）,一、轴类零件的数控车削工艺,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66mm100mm，批量30件。,一、轴类零件的数控车削工艺,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6438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6462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。,一、轴类零件的数控车削工艺,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EFCHI等基点组成的回转面。后两次循环的走刀路线都与BC一DEFCHIB相似。完成粗加工后，精加工的走刀路线是BCDEFGHI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,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。,二、轴套类零件数控车削加工工艺,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。,二、轴套类零件数控车削加工工艺,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。,二、轴套类零件数控车削加工工艺,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。,轴承套数控加工刀具卡片,二、轴套类零件数控车削加工工艺,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