第四章 数控车削的工艺分析.ppt

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1、分析零件图样,数控车削的工艺分析,分析零件的几何要素：首先从零件图的分析中,了解工件的外形、结构,工件上须加工的部位,及其形状、尺寸精度、和表面粗糙度；了解各加工部位之间的相对位置和尺寸精度；了解工件材料及其它技术要求。从中找出工件经加工后，必须达到的主要加工尺寸和重要位置尺寸精度。,分析了解工件的工艺基准：包括其外形尺寸、在工件上的位置、结构及其他部位的相对关系等。对于复杂工件或较难辨工艺基准的零件图，尚需详细分析有关装配图，了解该零件的装配使用要求，找准工件的工艺基准。,了解工件的加工数量：不同的加工数量所采用的工艺方案也不同。,研究制定工艺方案,数控车削的工艺分析,研究制定工艺方案的前提

2、是：熟悉本厂机床设备条件，把加工任务指定给最适宜的工种，尽可能发挥机床的加工特长与使用效率。并按照分析上述零件图所了解的加工要求，合理安排加工顺序。一、安排加工顺序的一般方法（1）安排工件上基准部位的辅助加工及其他准备工序。（2）安排工件工艺基准面的加工工序。二、根据工件的加工批量大小，确定加工工序的集中与分散。三、充分估计加工中会出现的问题，有针对性地予以解决。例如：对于薄壁工件要解决装夹变形和车削震动的问题。对有角度位置的工件要解决角度定位问题。对于偏心工件要解决偏心夹具或装夹问题,编制加工程序,数控车削的工艺分析,一、零件图形的数学处理及编程尺寸设定值的确定二、根据工艺方案中工步内容及顺

3、序的要求，逐项创建刀具路径并生成程序三、程序校验,分析实例,确定走刀路线的一般原则是：保证零件的加工精度和表面粗糙度要求；缩短走刀路线，减少进退刀时间和其他辅助时间；方便数值计算，减少编程工作量；尽量减少程序段数,走刀路线的确定,数控车削的工艺分析,数控车削的工艺分析,走刀路线的确定,车圆锥的加工路线分析,数控车床上车外圆锥，假设圆锥大径为D，小径为d，锥长为L，车圆锥的加工路线如图所示。按图a中的阶梯切削路线，二刀粗车，最后一刀精车；二刀粗车的终刀距S要作精确的计算，可有相似三角形得：,D-d 2,L,D-d 2,S,-,ap,D-d 2,L（,D-d 2,S,-,ap）,此种加工路线，粗车

4、时，刀具背吃刀量相同，但精车时，背吃刀量不同；同时刀具切削运动的路线最短。,数控车削的工艺分析,车圆锥的加工路线分析,走刀路线的确定,按图b的相似斜线切削路线，也需计算粗车时终刀距S，同样由相似三角形可计算得出。按此种加工路线，刀具切削运动的距离较短。,按图c的斜线加工路线，只需确定每次背吃刀量ap，而不需计算终刀距，编程方便。但在每次切削中背吃刀量是变化的，且刀具切削运动的路线较长。,数控车削的工艺分析,走刀路线的确定,车圆弧的加工路线分析,应用G02（或G03）指令车圆弧，若用一刀就把圆弧加工出来，这样吃刀量太大，容易打刀。所以，实际车圆弧时，需要多刀加工，先将大多余量切除，最后才车得所需

5、圆弧。,右图为车圆弧的阶梯切削路线。即先粗车成阶梯，最后一刀精车出圆弧。此方法在确定了每刀吃刀量ap后，须精确计算出粗车的终刀距S，即求圆弧与直线的交点。此方法刀具切削运动距离较短，但数值计算较繁。,数控车削的工艺分析,走刀路线的确定,车圆弧的加工路线分析,右图为车圆弧的同心圆弧切削路线。即用不同的半径圆来车削，最后将所需圆弧加工出来。此方法在确定了每次吃刀量aP后，对90圆弧的起点、终点坐标较易确定，数值计算简单，编程方便，常采用。但按图b加工时，空行程时间较长。,右图为车圆弧的车锥法切削路线。即先车一个圆锥，再车圆弧。但要注意，车锥时的起点和终点的确定，若确定不好，则可能损坏圆锥表面，也可

6、能将余量留得过大。确定方法如图所示，连接OC交圆弧于D，过D点作圆弧的切线AB。,数控车削的工艺分析,走刀路线的举例,车圆弧的加工路线分析,螺球柱,端面加工、外轮廓粗加工,外轮廓粗、精加工,数控车削的工艺分析,切削用量的确定,进给量,切削速度(V),背吃刀量ap,V,=,X D X n,1000,(m/min),式中：D 工件切削部分的最大直径（mm)n 主轴每分钟转数min-1。,数控车削的工艺分析,切削速度：,(例题)主轴转速2000min-1、车削直径50，求此时的切削速度？,答：=3.14、D=125、n=2000代入公式V=(Dn)1000=(3.14502000)1000=314(

7、m/min)切削速度为314m/min,数控车削的工艺分析,进给量的确定,每转进给量(fr)、每分进给量(Vf),式中：Vf：每分钟进给量(mm/min)n：主轴转速(min-1)fr：每转进给量(mm/r),Vf=n x fr(mm/min),(例题)主轴转速2000min-1、每分进给速度100mm/min，求此时每转进给量？,(例题)每转进给量0.1mm/r，主轴转速1600min-1,求每分进给速度?,答：Vf=nfr=0.11600=160mm/min，求出每分进给速度为160mm/min。,答：fr=Vfn=1002000=0.05mm/r求出每转进给量为0.05mm/r,数控车削

8、的工艺分析,切削用量的确定,孔加工的计算式,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,用1000去除，为将mm换算成m,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,主轴每分钟进给量(vf),切削速度(vc),数控车削的工艺分析,螺纹切削方式,数控车削的工艺分析,螺纹加工方法,螺纹加工方法,数控车削的工艺分析,数控车削的工艺分析,螺纹加工进刀次数及进刀量的选择,应根据螺距来选择走刀次数及进给量，以保证螺纹的精度及质量,数控车削的工艺分析,一、轴类零件的数控车削工艺,典型数控车削零件的

9、工艺分析,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66mm100 mm，批量 30件。,数控车削的工艺分析,一、轴类零件的数控车削工艺,典型数控车削零件的工艺分析,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。,数控车削的工艺分析,一、轴类零件的数控车削工艺,典型数控车削零件的工艺分析,工序4 加工SR19.4圆弧面、26圆柱面、

10、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,数控车削的工艺分析,典型数控车削零件的工艺分析,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；

11、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。,数控车削的工艺分析,二、轴套类零件数控车削加工工艺,典型数控车削零件的工艺分析,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。,数控车削的工艺分析,二、轴套类零件数控车削加工

12、工艺,典型数控车削零件的工艺分析,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。,数控车削的工艺分析,二、轴套类零件数控车削加工工艺,典型数控车削零件的工艺分析,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,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

13、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。背吃刀量的选择因粗、精加工而有所不同。粗加工时，在工艺系统刚性和机床功率允许的情况下，尽可能取较大的背吃刀量，以减少进给次数；精加工时，为保证零件表面粗糙度要求，背吃刀量一般取0.l0.4 mm较为合适。6数控加工工艺卡片拟订：将前面分析的各项内容综合成如表所示的数控加工工艺卡片。,二、轴套类零件数控车削加工工艺,典型数控车削零件的工艺分析,数控车削的工艺分析,课堂讨论4：活塞数控车加工工艺分析,端面和外轮廓粗车端面和外轮廓精车,钻中心孔端面和内轮廓粗车端面和内轮廓精车,外轮廓精车切槽,发动机活塞,课堂讨论5：数控车床加工实践车酒杯,工件-名称:酒杯-材料:铝-尺寸:65 x 130mm-使用刀具数:5-加工时间:1 hr 48min,切削条件,