數控技術--典型軸類零件的數控車削工藝(編輯修改稿)

　

【文章內容簡介】 精度要求較高的表面加工，通常是通過粗加工、半精加工、精加工逐步達到的。對于這些表面，要根據質量需求、機床情況和毛坯條件來確定最終加工方案。 確定加工方案時，首先應該根據主要表面精度和表面粗糙度的要求，初步確定為達到這些要求說需要的加工方法，此時要考慮到數控機床使用的合理性和經安徽國防科技職業學院 第 9 頁 共 23 頁 濟性，并充分發揮數控機床的功能，原則上數控機床僅進行較復雜零件重要基準的加工和零件的精加工。 確定裝夾方案 此工件只需一次裝夾即可完成加工，采用三爪自定心卡盤裝夾即可。 切削用量的選擇 切削用量 是說明機床在進行切削加工時的狀態參數。不同類型的機床對切削用量參數的表述也略有不同，但其基本的含義都是一致的。 1)切削速度（ Vc） 切削刃上的切削點相對于工件主運動的瞬時速度稱為切削速度。切削速度的單位為米 /分（ m/min）。在各種金屬切削機床中，大多數切削加工的主運動都是機床主軸的運動形成的，即都是回轉運動。這樣就需要在切削速度與機床主軸轉速之間進行轉換，兩者的關系為： Vc = dЛ /1000n 2)進給量（ f） 對于不同種類的機床，進給量的單位是不同的。對于普通車床，進給量為工件（主軸）每轉過一轉 ，刀具沿進給方向與工件的相對移動量，單位為 mm/r；對于數控車床，由于其控制原理與普通車床不同，進給量也可以定義為刀具在單位時間內沿著進給方向上相對于工件的位移量（ mm/min）。其他類型的機床則根據其結構不同，進給量的單位分別為刀具或工件每轉的位移量（ mm/min，車床等大部分機床；或 mm/r，使用多齒刀具的機床）或每行程的位移量（ mm/一個行程，刨床等機床）。 3) 切深（ ap） 已加工表面和待加工表面之間的垂直距離。 在切削加工中，切削速度（ Vc）、進給量（ f）和切深（ ap）這三個參數是相互關聯的。 在粗加工中，為了提高效率，一般采用較大的切深（ ap）。此時切削速度（ Vc）和進給量（ f）相對較小；而在半精加工和精加工階段，一般采用較大的切削速度（ Vc）、較小的進給量（ f）和切深（ ap），以獲得較好的加工質量（包括表面粗糙度、尺寸精度和形狀精度）。 刀具的選擇 安徽國防科技職業學院 第 10 頁 共 23 頁 切削加工離不開刀具。刀具是整個機械加工工藝系統中的一個重要環節。在各種刀具中，車刀的結構相對比較簡單，具有代表性，下面以車刀為例予以介紹。圖 14 為普通外圓車刀的示意圖。車刀由夾持部分和切削部分組成。夾持部分稱為刀柄，用來把刀具 裝夾在車床的刀架上，一般采用普通鋼材料鍛造而得；切削部分俗稱為刀頭，在車刀上一般為單個刀片。刀片材料一般有高速鋼（俗稱白鋼刀條）和硬質合金兩種，用于剝離金屬材料。根據刀具切削部分與夾持部分（即刀片與刀柄）連接方式的不同，車刀可以分為焊接刀具和機夾刀具兩大類。 車刀切削部分的主要構成為： 1．前刀面（ Aγ ） 切削加工而得的切屑經過的刀片表面 2，主后刀面（ Aα ） 刀具片上與過渡表面相對的表面 3．副后刀面（ Aα` ） 刀具片上與已加工表面相對的表面 4．主切削刃（ S） 前刀面與主后刀面相 交而得到的切削刃。用于切出工件上的過渡表面，完成主要的金屬切除。主切削刃是主要的加工刃 5．副切削刃（ S`） 前刀面與副后刀面相交而得到的切削刃。它的主要作用是配合主切削刃，完成金屬材料的剝離工作，形成工件已加工表面 6．刀尖 指主切削刃與副切削刃的連接處。根據刀具所使用的場合不同，刀尖有倒角刀尖和倒圓刀尖兩種。 從以上的分析中，我們可以了解到：車刀的各個組成部分之間都有著密切的聯系。實際上，在十幾至幾十平方毫米的區域內，若干個部分形成了一些角度。這些角度對加工質量和刀具的使用壽命有極大的影響。對 刀具進行角度的分析，是刀具設計者和使用者的重要工作內容。 與刀具的組成一樣，刀具材料也分為刀柄材料和刀片材料。刀柄一般采用 45鋼鍛造，經過銑削加工而得。隨著數控機床的日益普及，對機床刀具的要求也越來越高，越來越廣，對于刀具的刀柄的要求也日益提高。現在對車刀刀柄的公差要求也提高了很多。我們現在談論的刀具材料主要是指刀具切削部分（即刀片）的材料。刀具切削性能的優劣，主要取決于刀片的材料，其次取決于刀具幾何參數和刀具結構的設計，再次取決于刀具切削用量的選用和刀具的安裝情況。 刀片在切削加工時，要承受很大的切削力 ，還要承受切屑變形時產生的高溫。要是刀具能在這樣的條件下工作而不致很快地變鈍或損壞，保持其切削能力，刀安徽國防科技職業學院 第 11 頁 共 23 頁 片必須具備各種特殊的性質。 加工工藝卡 表 1 該零件的加工工藝過程 序號 工序名稱 工序內容 設備及工裝 1 備料 制作毛坯，選用 Φ 27 100 棒料。 2 車 裝夾毛坯外圓，進行零件的車削加工。 數控車床 4 鉗 去毛刺。 表 2 該零件的加工工序卡 夾具名稱 使用設備 三爪自定心卡盤 數控車床 工序號 工步號 工步內容 刀具號 刀具規格 主軸轉數/(r/min) 進給速 度/(mm/min) 被吃刀量/mm 程序編號 2 1 裝夾毛坯外圓，向外伸出75mm，粗車外圓輪廓，留精加工余量 。 01 90 度外圓粗車刀 500 100 O0001 2 精車外圓輪廓。 02 90 度外圓精車刀 800 30 O0001 3 切槽 03 5mm 寬切斷刀 300 30 O0001 4 車螺紋 04 60 度螺紋車刀 300 O0001 5 切斷 并倒角 03 3mm 寬切斷刀 300 30 O0001 安徽國防科技職業學院 第 12 頁 共 23 頁 第四章 數控編程 數控編程的分類 數 控編程方法可分為手工編程和自動編程兩種。 手工編程 (1)手工編程的定義 手工編程是指主要由人工來完成數控機床程序編 制各個階段的工作。當被加工零件形狀不十分復雜和程序較短時，都可以采用手工編程的方法。 對于幾何形狀不太復雜的零件，所需要的加工程序不長，計算也比較簡單，出錯機會較少，這時用手工編程既經濟又及時，因而手工編程被廣泛地應用于形狀簡單的點位加工及平面輪廓加工中。但對于一些復雜零件，特別是具有非圓曲線的表面，或者零件的幾何元素并不復雜，但程序量很大的零件 (如一個零件上有許 多個孑 L或平面輪廓由許多段圓弧組成 )，或當銑削輪廓時，數控系統不具備刀具半徑自動補償功能，而只能以刀具中心的運動軌跡進行編程等特殊情況，由于計算相當繁瑣且程序量大，手工編程就難以勝任，即使能夠編出程序來，往往耗