数控技术项目二 PPT课件

项目二数控加工工艺规划 1 2 1数控加工的工艺处理 2 2 1 1数控加工的主要内容 适于数控加工的内容 通用机床加工效率低 工人手工操作劳动强度大的内容 可在数控机床尚存在富裕加工能力时选择 通用机床难加工 质量难以保证的内容应作为重点选择内容 通用机床无法加工的内容应作为优先选择内容 不适合数按加工的内容 按某些特定的制造依据 如样板等 加工的型面轮廓 主要原因是获取数据困难 易与检验依据发生矛盾 增加了程序编制的难度 加工部位分散 需要多次安装 设置原点的工件 这时 采用数控加工很麻烦 效果不明显 可安排通用机床补加工 占机调整时间长 如以毛坯的粗基准定位加工的第一个精基准 需用专用工装协调的内容 3 2 1 2数控加工工艺过程的组成 数控加工工艺过程是由一个或若干个顺序排列的工序组成的 而工序又可分为工装 工位 工步和行程 工序 一个或一组工人 在一个工作地对同一个或同时对几个工件所连续完成的那一部分工艺过程 称为工序 工序不仅是制订工艺过程的基本单元 也是制订时间定额 配备工人 安排作业计划和进行质量检验的基本单元 区分工序的主要依据 是设备 或工作地 是否变动和完成的那一部分工艺内容是否连续 零件加工的设备变动后 即构成了另一工序 4 如图所示零件上的4个 15mm孔的钻削 即钻4 15孔 可写成一个工步 工步与行程 工步是指在加工表面 或装配时的连接表面 和加工 或装配 工具不变的条件下所完成的那部分工艺过程 2 1 2数控加工工艺过程的组成 行程 又称进给次数 有工作行程和空行程 工作行程是指刀具以加工进给速度相对工件所完成一次进给运动的工步部分 空行程是指刀具以非加工进给速度相对工件所完成一次进给运动的工步部分 5 为了完成一定的工序内容 一次装夹工件后 工件 或装配单元 与夹具或设备的可动部分一起相对刀具或设备的固定部分所占据的每一个位置称为工位 为了减少工件安装的次数 在大批量生产时 常采用各种回转工作台 回转夹具或移位夹具 使工件在一次安装中先后处于几个不同位置进行加工 此时 工件在机床上占据每一个加工位置均称为工位 安装与工位 2 1 2数控加工工艺过程的组成 一个或一组工人 在一个工作地对同一个或同时对几个工件所连续完成的那一部分工艺过程 称为工序 工序不仅是制订工艺过程的基本单元 也是制订时间定额 配备工人 安排作业计划和进行质量检验的基本单元 如图所示为一种用回转工作台在一次安装中顺序完成装卸工件 钻孔 扩孔和绞孔4个工位加工的实例 6 2 1 3数控加工工艺规程的制定 规定零件数控加工工艺过程和操作方法等的工艺文件称为数控加工工艺规程 它是根据工厂具体的生产条件 确定合理的工艺过程和操作方法 并按规定的格式书写成文件 经审批后用来指导生产 机械加工工艺过程卡片 机械加工工序卡片 工艺规程的概念 工艺规程的技术文件 机械加工工艺规程的技术文件 数控加工工序卡片 数控加工程序单 机械加工工艺规程的技术文件 数控走刀路线图 数控加工刀具卡片 7 表2 1机械加工工艺过程卡片 数控加工工艺规程的制定 表2 2机械加工工序卡片 表2 3数控加工工序卡 表2 4数控加工刀具卡片 8 数控加工工艺规程的制定 工艺规程是生产准备和技术准备的基本依据 工艺规程是生产组织和管理工作的基本依据 工艺规程是指导生产的主要技术文件 工艺规程的作用 制订工艺规程的基本要求 在保证产品质量的前提下 能尽量提高生产率和降低成本 在充分利用本企业现有生产条件的基础上 尽可能采用国内外先进工艺技术和经验 保证工人具有良好而安全的劳动条件 同时工艺规程还应做到正确 完整 统一和清晰 所用术语 符号 单位和编号等都要符合相应标准 并积极采用国际标准 9 数控加工工艺规程的制定 制订工艺规程的主要依据 技术设计说明书 它是针对技术设计中确定的产品结构 工作原理和技术性能等方面的说明性的文件 产品标准 产品的生产纲领 产品的装配图样和零件图样 工厂的生产条件包括毛坯的生产条件或协作关系 工厂的设备和工艺装备的情况 专用设备和专用工艺装备的制造能力 工人的技术等级 各种工艺资料 如工艺手册 图册和各种标准 国内外同类产品的有关工艺资料 10 数控加工工艺规程的制定 制订工艺规程的步骤 收集和熟悉制订工艺规程的有关资料图纸 进行零件的结构工艺性分析 确定毛坯的类型及制造方法 选择定位基准 拟定工艺路线 确定各工序的工序余量 工序尺寸及其公差 确定各工序的设备 刀具 夹具 量具和辅助工具 确定各工序的切削用量及时间定额 确定主要工序的技术要求及检验方法 进行技术经济分析 选择最佳方案 填写工艺文件 11 2 2零件的工艺分析 12 零件图分析 通过图样了解零件的形状 结构并检查图样的完整性 分析图样上规定的尺寸及其公差 表面粗糙度 形状和位置公差等技术要求 并审查其合理性 必要时应参阅部件 组件装配图或总装图 分析零件材料及热处理 其目的 一是审查零件材料及热处理选用是否合适 了解零件材料加工的难易程度 二是初步考虑热处理工序的安排 找出主要加工表面和某些特殊的工艺要求 分析其可行性 以确保其最终能顺利实现加工 13 零件结构工艺性分析 零件的结构工艺性是指所设计的零件在满足使用要求的前提下 制造的可行性和经济性 零件切削加工的结构工艺性涉及到零件加工时的装夹 对刀 测量和切削效率等 概念 单件小批量生产 大批大量生产 14 零件的结构工艺性要求 零件结构工艺性分析 零件的结构尺寸 如轴径 孔径 齿轮模数 螺纹 键槽和过渡圆角半径等 应标准化 以便采用标准刀具和通用量具 使生产成本降低 零件结构形状应尽量简单和布局合理 各加工表面应尽可能分布在同一轴线或同一个面上 否则 各加工表面最好相互平行或垂直 使加工和测量方便 尽量减少加工表面 特别是精度高的表面 的数量和面积 合理地规定零件的精度和表面粗随度 以利于减少切削加工工作量 零件应便于安装 定位准确 夹紧可靠 有相互位置要求的表面 最好能在一次安装中加中加工 零件应具有足够的刚度 能承受夹紧力和切削力 以便于提高切削用量 采用高速切削 15 2 3数控加工工艺规程的制定 16 毛坯的种类与选择 机械零件常用毛坯的种类 选择毛坯的基本任务是选定毛坯的种类和制造方法 了解毛坯的制造误差及其可能产生的缺陷 毛坯的种类及其不同的制造方法 对零件的质量 加工方法 材料利用率 机械加工劳动量和制造成本等都有很大的影响 型材 铸件 锻件 焊接件 其他毛坯 常用型材截面形状有圆形 方形 六角形和特殊断面形状等 型材有热轧和冷拉两种 热轧型材尺寸范围较大 精度较低 用于一般机器零件 冷拉型材尺寸范围较小 精度较高 多用于制造毛坯精度要求较高的中小零件 形状复杂的毛坯宜采用铸造方法制造 铸件毛坯的制造方法有砂型铸造 精密铸造 压力铸造和离心铸造等 锻件毛坯经锻造后可得到连续和均匀分布的金属纤维组织 从而提高了零件的强度 适用于对强度有一定要求 形状比较简单的零件 锻件有自由锻件 模锻件和精锻件等 焊接件是指用焊接的方法得到的结合件 焊接件的优点是制造简便 生产周期短 节省材料 减轻重量 但其抗振性较差 变形大 需经时效处理后才能进行机械加工 其他毛坯类型包括冲压 粉末冶金 冷挤和塑料压制等毛坯 17 毛坯的种类与选择 毛坯的选择原则 零件材料及其力学性能 零件的材料大致确定了毛坯的种类 例如材料为铸铁和青铜的零件应选择铸件毛坯 钢质零件当形状不复杂 力学性能要求不太高时可选型材 重要的钢质零件 为保证其力学性能 应选择锻件毛坯 零件的结构形状与外形尺寸 形状复杂的毛坯 一般用铸造方法制造 薄壁零件不宜用砂型铸造 中小型零件可考虑用先进的铸造方法 大型零件可用砂型铸造 般用途的阶梯轴 如各台阶直径相差不大 可用圆棒料 如各台阶直径相差较大 为减少材料消耗和机械加工的劳动量 则宜选择锻件毛坯 尺寸大的零件一般选择自由锻造 中小型零件应选择模锻件 生产类型 大量生产的零件应选择精度和生产率都比较高的毛坯制造方法 用于毛坯制造的昂贵费用可由减小材料消耗和降低机械加工费用来补偿 如铸件采用金属模机器造型或精密铸造 锻件采用模锻 精锻 冷轧和冷拉型材 零件产量较小时应选择精度和生产率较低的毛坯制造方法 18 毛坯的种类与选择 毛坯的选择原则 现有生产条件 确定毛坯的种类及制造方法 必须考虑具体的生产条件 如毛坯制造的工艺水平 设备状况以及对外协作的可能性等 充分考虑利用新工艺 新技术的可能性 随着机械制造技术的发展 毛坯制造方面的新工艺 新技术和新材料的应用也发展很快 如精铸 精锻 冷挤压 粉末冶金和工程塑料等在机械中的应用日益增加 采用这些方法可大大减少机械加工量 有时甚至可以不再进行机械加工 其经济效果非常显著 19 毛坯的种类与选择 毛坯形状与尺寸 毛坯的精化可使其形状和尺寸尽量与零件相接近 以达到减少机械加工的劳动量 某些表面仍需留有一定的加工余量 以便通过机械加工达到零件的技术要求 毛坯制造尺寸与零件相应尺寸的差值称为毛坯加工余量 毛坯制造尺寸的公差称为毛坯公差 毛坯的加工余量及毛坯公差与毛坯的制造方法有关 在制造方法相同的情况下 其加工余量又与毛坯的尺寸 部位及形状有关 毛坯的加工余量确定后 其形状和尺寸的确定 除了将加工余量附加在零件相应的加工表面之外 有时还要考虑到毛坯的制造 机械加工及热处理等工艺因素的影响 在这种情况下 毛坯的形状与零件的形状有所不同 20 工艺凸台 车床开合螺母外壳简图 毛坯的种类与选择 21 定位基准的选择 正确选择定位基准对保证加工表面的尺寸精度和相互位置精度的要求 以及合理安排加工顺序都有重要的影响 定位基准的选择不同 工艺过程也随之而异 定位基准有粗基准与精基准之分 在加工的起始工序中 只能用毛坯上未经加工的表面作为定位基推 则该表面称为粗基准 利用已经加工过的表面作为定位基准 称为精基准 22 定位基准的选择 粗基准的选择 对于同时具有加工表面与不加工表面的工件 为了保证不加工表面与加工表面之间的位置要求 应选择不加工表面作为粗基准 对于具有较多加工表面的工件 选择粗基准时 应考虑合理地分配各表面的加工余量 在加工余量的分配上应该注意两点 一点是保证各主要加工表面都有足够的余量 为满足这个要求 应选择毛坯余量最小的表面作为粗基准 另一点是对于工件上的某些重要表面 如导轨和重要孔等 为了尽可能使其加工余量均匀 则应选择重要表面作为粗基准 粗基准应避免重复使用 在同一尺寸方向上 粗基准通常只允许使用一次 以免产生较大的定位误差 选作粗基准的表面应平整 没有浇口 冒口或飞边等缺陷 以便定位可靠 23 定位基准的选择 精基准的选择 精基准的选择应从保证零件加工精度出发 同时考虑装夹方便 夹具结构简单 基准重合 原则 为了较容易地获得加工表面对其设计基准的相对位置精度要求 应选择加工表面的设计基准作为定位基准 这一原则称为 基准重合 原则 基准统一 原则 当工件以某一组精基准定位可以比较方便地加工其他各表面时 应尽可能在多数工序中采用此组精基准定位 这就是 基准统一 原则 自为基准 原则 当精加工或光整加工工序要求余量尽可能小而且均匀时 应选择加工表面本身作为定位基准 这就是 自为基准 原则 互为基准 原则 为了获得均匀的加工余量及较高的位置精度 可采用互为基准 反复加工的原则 保证工件定位准确 夹紧可靠 操作方便的原则 24 数控加工工艺路线的拟定 机械加工工艺规程的制订 大体可分为两部分 拟订零件加工的工艺路线 确定各道工序的工序尺寸及公差 所用设备及工艺装备 切削用量和时间定额等 机械加工工序的安排原则 划分加工阶段 工件的加工质量要求较高时 都应划分加工阶段 一般可分为粗加工 半精加工和精加工3个阶段 如果加工精度和表面粗糙度要求特别高时 还可增设光整加工和超精密加工阶段 先加工基准面 选为精基准的表面 应安排在起始工序先进行加工 以便尽快为后续工序提供精基准 先面后孔 对于箱体 支架和连杆等零件应先加工平面后加工孔 这是因为平面的轮廓平整 安放和定位比较稳定可靠 若先加工好平面 就能以平面定位加工孔 便于保证平面与孔的位置精度 次要表面穿插在各加工阶段进行 次要表面一般加工量都较少 加工比较方便 把次要表面穿插在各加工阶段中进行加工 就能使加工阶段更加明显和顺利进行 又能增加加工阶段间的时间间隔 使工件有足够时间让残余应力重新分布并使其引起的变形充分表现 以便在后续工序中修正 25 数控加工工艺路线的拟定 工序集中与分散 工序集中就是将工件的加工集中在少数几道工序内完成 每道工序加工内容较多 工序分散就是将工件的加工分散在较多的工序中进行 每道工序的内容很少 最少时每道工序仅包含一简单工步 工序集中与工序分散各有利弊 应根据生产类型 现有生产条件 企业能力 工件结构特点和技术要求等进行综合分析 择优选用 26 数控加工工艺路线的拟定 机械加工工序的安排 根据零件的功用和技术要求 先将零件的主要表面和次要表面分开 然后着重考虑主要表面的加工顺序 安排的一般顺序是 加工精基准面 粗加工主要表面 半精加工主要表面 精加工主要表面 光整加工 超精密加工主要表面 次要表面的加工穿插在各阶段之间进行 由于次要表面精度要求不高 一般在粗 半精加工阶段即可完成 但对于那些与主要表面有密切关系的表面 如主要孔周围的紧固螺孔等 通常置于主要表面精加工之后完成 以便保证它们的位置精度 27 数控加工的工艺路线的拟定 数控加工工艺路线的拟定 工序的划分 以一次安装加工作为一道工序 这种方法适合于加工内容不多的工件 加工完后就能达到待检状态 以同一把刀具加工的内容划分工序 有些零件虽然能在一次安装中加工出很多待加工面 但考虑到程序太长 会受到某些限制 例如 控制系统的限制 主要是内存容量 机床连续工作时间的限制 如一道工序在一个工作班内不能结束 等 此外 程序太长会增加出错率 造成查错与检索困难 因此程序不能太长 道工序的内容不能太多 以加工部位划分工序 对于加工内容很多的零件 可按其结构特点将加工部位分成几个部分 如内形 外形 曲面或平面等 以粗 精加工划分工序 对于易发生加工变形的零件 由于粗加工后可能发生较大的变形而需要进行校形 所以一般要进行粗 精加工的都要将工序分开 28 数控加工工艺路线的拟定 加工顺序的安排 加工顺序的安排应根据零件的结构和毛坯状况 以及定位安装与夹紧的需要来考虑 重点是保证定位夹紧时工件的刚性和利于保证加工精度 上道工序的加工不能影响下道工序的定位与夹紧 中间穿插有通用机床加工工序的也要综合考虑 先进行内型内腔加工工序 后进行外形加工工序 以相同定位 夹紧方式或同一把刀具加工的工序 最好接连进行 以减少重复定位次数 换刀次数与挪动压紧元件次数 在同一次安装中进行的多道工序 应先安排对工件刚性破坏较小的工序 29 数控加工工艺路线的拟定 数控加工工序与普通工序的衔接 数控加工的工艺路线设计常常是几道数控加工工艺过程 而不是指从毛坯到成品的整个工艺过程 由于数控加工工序常常穿插于零件加工的整个工艺过程中 因此在工艺路线设计中一定要全面考虑 使之与整个工艺过程协调吻合 如果协调衔接得不好就容易产生矛盾 最好的办法是建立相互状态要求 例如 要不要留加工余量 留多少 定位面与定位孔的精度要求及形位公差 对校形工序的技术要求 对毛坯的热处理状态要求等 目的是达到相互能满足加工需要 且质量目标及技术要求明确 交接验收有依据 30 机床和工艺装备的选择 数控机床的选择 根据零件的形状 尺寸 加工数量及各项技术要求 合理选用数控机床 如果是各种轴 盘类零件 可选用数控车床 如果是各种箱体 箱盖 盖板 壳体和平面凸轮等零件 可选用立式数控铣镗床或立式加工中心 如果是复杂曲面 叶轮和模具等零件 可选用三坐标联动数控机床 如果是复杂的箱体零件 泵体 阀体和壳体 可选用卧式数控铣镗床或卧式加工中心 31 机床和工艺装备的选择 工艺装备的选择 工艺装备的选择包括夹具 刀具和量具的选择 夹具的选择 要保证夹具的坐标方向与机床的坐标方向相对固定 要能协调零件与机床坐标系的尺寸 基本要求 当零件加工批量小时 尽量采用组合夹具 可调式夹具及其他通用夹具 当零件成批生产时 应考虑采用专用夹具 但要力求结构简单 夹具的定位 夹紧机构元件不能影响加工中的走刀 以免产生碰撞 装卸零件要方便可靠 以缩短准备时间 有条件时 批量较大的零件应采用气动或液压夹具 多工位夹具等 考虑要点 32 机床和工艺装备的选择 刀具的选择 在刀具性能上 数控机床加工所用刀具应高于普通机床加工所用刀具 基本要求 考虑要点 切削性能好 精度高 可靠性高 耐用度高 断屑及排屑性能好 刀具的长度在满足使用要求的前提下尽可能短 同一把刀具多次装入机床主轴锥孔时 刀刃的位置应重复不变 刀刃相对于主轴的一个固定点的轴向和径向位置应能准确调整 即刀具必须能够以快速简单的方法准确地预调到一个固定的几何尺寸 刀具确定好以后 要把刀具规格 专用刀具代号和该刀所要加工的内容列表记录下来供编程时使用 33 机床和工艺装备的选择 量具的选择 在数控机床上进行加工一般选用通用量具 如游标卡尺 百分表等 量具的精度必须与加工精度相适应 34 切削用量的确定 背吃刀量的确定 在机床 夹具 刀具和零件等的刚度允许条件下 尽可能选取较大的背吃刀量 以减少走刀次数 提高生产效率 主轴转速的确定 主轴转速的确定方法 应根据零件上被加工部位的直径 并按零件和刀具的材料及加工性质等条件所允许的切削速度来确定 进给速度的确定 进给速度通常是根据零件的加工精度和表面粗糙度及刀具和材料进行选择 最大进给速度受机床伺服系统性能的限制 并与机床的脉冲当量有关 35 2 4数控铣削加工工艺分析 36 2 4 1拟定工艺路线和走刀路线 孔和内螺纹的加工孔的加工方法较多 有钻削 扩削 铰削 铣削和镗削等 对于直径大于 30mm的已铸出或锻出的毛坯孔的孔加工 一般采用粗镗 半精镗 孔口倒角 精镗的加工方案 孔径较大的孔可采用粗铣 精铣的加工方案 对于直径小于 30mm且无底孔的孔加工 通常采用锪平端面 打中心孔 钻 扩 孔口倒角 铰的加工方案 对有同轴度要求的小孔 需采用锪平端面 打中心孔 钻 半精镗 孔口倒角 精镗 或铰 的加工方案 为提高孔的位置精度 在钻孔前需安排打中心孔 孔口倒角一般安排在半精加工之后 精加工之前 以防止孔内产生毛刺 37 表面轮廓的加工工件表面轮廓可分为平面和曲面两大类 其中平面类中的斜面轮廓又可分为有固定斜角的外轮廓面和有变斜角的外轮廓面 工件表面的轮廓不同 选择的加工方法也不同 内螺纹的加工根据孔径的大小采用不同方法 通常情况下 M6 M20的螺纹 采用攻螺纹的方法 因为加工中心上攻小直径螺纹丝锥容易折断 所以M6以下的螺纹 可在加工中心完成底孔 然后再通过其他手段攻螺纹 M20以上的螺纹 可采用铣削或镗削加工 38 数控铣工序的安排原则 基面先行 先粗后精 先主后次 先面后孔 刀具集中 39 1 孔加工走刀路线的确定 确定XY平面内的进给路线 确定Z向 轴向 的进给路线 图2 6最短进给路线设计示例 40 图2 7准确定位进给路线设计示例 41 2 平面及轮廓铣削加工走刀路线的确定 顺铣和逆铣的选择 图2 8顺铣和逆铣切削方式 42 铣削外轮廓的进给路线 图2 9刀具切入和切出外轮廓的进给路线 43 铣削内轮廓的进给路线 图2 10刀具切入和切出内轮廓的进给路线 44 铣削内槽的进给路线 图2 11铣内槽的3种走刀路线 45 铣削曲面的走刀路线 图2 12铣曲面的两种走刀路线 46 Z向快速移动走刀路线 铣削加工时由于加工的表面形状不同 如平面 平面轮廓 各种槽及空间曲面等 走刀路线也就不一样 但总的可分为切削走刀和Z向快速移动走刀两种路线 Z向快速移动进给路线常见的有下列几种情况 铣削开口不通槽时 铣刀在Z向可直接快速移动到位 不需工作进给 铣削封闭槽 如键槽 时 铣刀需有一切入距离 先快速移动到距工件表面一切入距离的位置上 然后以工作进给速度进给至铣削深度 铣削轮廓及通槽时 铣刀需有一切出距离 可直接快速移动到距工件加工表面一切出距离的位置上 总之 确定进给路线的原则是在保证零件加工精度和表面粗糙度的条件下 尽量缩短进给路线 以提高生产率 47 2 4 2铣削刀具的类型与选用 刀位点 刀具在机床上的位置 48 2常见铣削刀具 图2 13面铣刀 图2 14立铣刀 49 2 4 3铣削切削用量 1 孔加工的计算式 Vc m min 切削速度d mm 加工直径或钻头直径n r min 主軸转速 Vf mm min 主轴 Z轴 进给速度f mm rev 每转进给量n r min 主轴转速 主轴每分钟进给量 vf 主轴转速n 每齿进给量 fz fz mm z 每齿进给量f mm rev 每转进给量z 齿数 50 2 铣削加工的计算式 a 圆周铣 b 端铣图2 15铣刀切削用量 背吃刀量或侧吃刀量的选取主要由加工余量和对表面质量的要求决定 1 背吃刀量 端铣 或侧吃刀量 圆周铣 51 2 进给速度 进给速度vf是单位时间内工件与铣刀沿进给方向的相对位移 单位为mm min 它与铣刀转速n 铣刀齿数z及每齿进给量fz 单位为mm z 的关系 3 切削速度 52 表2 5铣刀每齿进给量fz 表2 6铣削时的切削速度 53 2 4 4确定装夹方法 定位基准的选择选择定位基准时应注意减少装夹次数 尽量做到在一次安装中能把零件上所要加工的表面都加工出来 常选择工件上不需数控镗铣的孔与平面作为定位基准 对薄板件 选择的定位基准应有利于提高工件的刚性 以减少切削变形 定位基准应尽量与设计基准重合 以减少定位误差对尺寸精度的影响 54 夹具的选择 夹紧机构或其他元件不得影响进给 加工部位要敞开 必须保证最少的夹紧变形 装卸方便 辅助时间尽量短 小型零件或工序不长的零件 可以考虑在工作台上同时装夹几个工件进行加工 以提高加工效率 夹具结构应力求简单 此外 夹具应便于与机床工作台面及工件定位面间的定位连接 固定方式一般用T形槽螺钉或工作台上的紧固螺孔 用螺栓或压板压紧 夹具上用于紧固的孔和槽的位置必须与工作台上的T形槽和孔的位置相对应 55 常用装夹方法数控铣床或加工中心上常用的工件装夹方法主要有以下几种 用压板 螺栓直接把工件装夹在铣床的工作台面上 用平口钳装夹 用分度头装夹 56 2 5数控车削加工工艺分析 57 2 5 1确定工艺路线和走刀路线 安排零件车削加工顺序一般应遵循下列原则 先粗后精 先近后远 内外交叉 刀具集中 基面先行 58 1 刀具的引入和切出 2 确定最短的空行程路线 3 确定最短的切削进给路线 确定走刀路线原则 图2 16走刀路线示例 59 2 5 2车刀的类型和选用 车外圆 车端面 钻孔 车内孔 切槽 切断 车锥面 车型面 车螺纹 60 机夹可转位刀具 61 非回转型刀具的数控加工多采用机械夹固不刃磨刀片 62 车刀顶压式夹紧系统 63 a 杠杆式夹紧 b 楔块式夹紧 c 螺钉和上压式夹紧图2 18可转位车刀 a 销孔夹紧P b 上压与销孔夹紧M c 上压式C d 螺钉夹紧S图2 19可转位刀片的紧固方式 64 图2 20刀片形状与刀尖强度 切削振动示意图 65 图2 21不同主偏角车刀车削加工的示意图 66 2 5 3车削切削用量的选择 1 背吃刀量 ap 的确定 在车床主体 夹具 刀具 零件这一系统刚性允许的条件下 尽可能选取较大的背吃刀量 以减少走刀次数 提高生产效率 当零件的精度要求较高时 则应考虑留出精车余量 常取0 1mm 0 5mm 进给量 f 进给量是指工件每转一周 车刀沿进给方向移动的距离 mm r 它与背吃刀量有着较密切的关系 粗车时一般取0 3mm r 0 8mm r 精车时常取0 1mm r 0 3mm r 切断时宜取0 05mm r 0 2mm r 具体选择时 可参考表2 7进行 切削速度 vc 切削速度又称为线速度 是指车刀切削刃上某一点相对于待加工表面在主运动方向上的瞬时速度 1 光车时 2 主轴转速的确定 67 2 车螺纹时 车螺纹时 车床的主轴转速将受到螺纹的螺距 或导程 大小 驱动电机的升降频特性及螺纹插补运算速度等多种因素影响 所以对于不同的数控系统 推荐有不同的主轴转速选择范围 如大多数经济型车床数控系统推荐车螺纹时的主轴转速如下 式中 P是工件螺纹的导程 mm 英制螺纹为相应换算后的毫米值 K是保险系数 一般取为80 68 3 进给速度的确定 进给速度是指在单位时间里 刀具沿进给方向移动的距离 如mm min 有些数控车床规定可以选用以进给量 mm r 表示的进给速度 进给速度的大小直接影响表面粗糙度的值和车削效率 因此进给速度的确定应在保证表面质量的前提下 选择较高的进给速度 一般应根据零件的表面粗糙度 刀具及工件材料等因素 查阅切削用量手册选取 需要说明的是切削用量手册给出的是每转进给量 因此要根据 计算进给速度 表2 8 表2 9分别给出了硬质合金车刀粗车外圆 端面的进给量和半精车 精车的进给量参考值 供参考选用 69 2 5 4确定装夹方法 1 定位基准的选择在数控车削中 应尽量让零件在一次装夹下完成大部分甚至全部表面的加工 对于轴类零件 通常以零件自身的外圆柱面作为定位基准 对于套类零件则以内孔作为定位基准 2 常用车削夹具和装夹方法在数按车床上装夹工件时 应使工件相对于车床主轴轴线有一个确定的位置 并且在工件受到各种外力的作用下 仍能保持其既定位置 常用装夹方法见表2 10 70 2 6典型零件的数控加工工艺举例 71 2 6 1车削零件的数控加工工艺 例2 1 加工如图2 22所示的轴类零件 所用机床为CJK6032 3数控车床 分析其数控加工工艺 图2 22轴类零件的零件图 72 1 零件图工艺分析该零件表面由圆柱 圆锥 顺圆弧 逆圆弧及双线螺纹等