1数控车削加工工艺分析.doc

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1数控车削加工工艺分析
工艺分析师数控加工的前提工艺准备工作。工艺制定得合理与否，对程序的编制、机床的加工效率和零件的加工精度都有重要的影响。为了编制出一个合理的、实用的加工程序，要求编程者不仅要了解数控车床的工作原理、性能特点及结构。掌握编程语言机编程方法。因此，应遵循一般的工艺原则并结合数控车床的特点，认真详细地进行数控车削加工工艺分析。其主要内容有：根据图纸分析零件的加工要求及其合理性；确定工件在整个机床上的装夹方式；各表面的公共顺序，刀具的进给路线以及刀具、夹具和切削用量的选择等。

（一）零件图分析
零件图分析是制定数控车削工艺的首要任务。主要进行尺寸标注方法分析、轮廓主要要素分析以及精度和技术要求分析。此外还应分析零件结构和加工要求的合理性，选择工艺基准。

1、尺寸标注方法分析
零件图上的尺寸标注方法应适应数控车床的加工特点，以同一基准标注尺寸或直接给出坐标尺寸。这种标注方法既便于编程，又有利于设计基准、工艺基准、测量基准和编程原点的统一。如果零件图上各方向的尺寸没有统一的设计基准，可考虑在不影响零件精度的前提下选择统一的工艺基准。计算转化各尺寸，以简化编程计算。
2、轮廓几何要素分析
在手工编程时，要计算每个节点左边。在自动编程时要对零件轮廓的所有几何要素进行定义。因此在零件图分析时，要分析几何要素的给定条件是否充分。
3、精度和技术要求的分析
对被加工零件的精度和技术进行分析，是零件工艺分析的重要内容，只有在分析零件尺寸精度和表面粗糙度的基础上，才能正确合理地选择加工方法、装夹方法、夹具及切削用量等。其主要内容包括：分析精度及各项技术要求是否齐全、是否合理；分析本工序的数控车削加工精度能否达到图纸要求，若达不到，允许采取其他加工方法弥补时，应给后续工序留有加工余量；对图纸上有位置精密要求的表面，应保证在一次装夹下完成；对表面粗糙度要求较高的表面，应采用恒线速切削（注意：在切削端面是，应限制主轴最高转速）。
1.3夹具和刀具的选择
（1）工件的装夹与定位
数控车削加工中尽可能做到一次装夹后能加工出全部或大部分待加工表面，尽量减少装夹次数，以提高加工效率、保证加工精度。对于轴类零件，通常以零件自身的外圆柱面为定位基准；对于套类零件，则以内空为定位基准。数控车床夹具除了使用通用的三爪自动定心卡盘、四爪卡盘、液压、电动及气动夹具，还有多种通用性较好的专用夹具。实际操作时应合理选择。
（2）刀具选择
刀具的使用寿命除与刀具材料相关外，还与刀具的直径有很大的关系。刀具直径越大，能承受的切削用量就越大。所以在零件形状的情况下，采用尽可能大的刀具直径是延长刀具寿命，提高成产率的有效措施
零件图纸分析
2.1 零件的特征
1、零件的特征
该零件是一回转体零件（单位：mm），毛坯尺寸是直径30mm长度为100mm的AL棒料。
2、零件特点
从零件图中可以看出该零件轮廓由直线、圆弧、共同构成一个复杂成型曲线回转轴。加工部分包括外圆，外圆弧面，倒圆角等
工件的定位和装夹
3.2定位基准的选择
定位基准选择原则：
（1） 基准重合原则
（2） 基准统一原则
（3） 便于装夹原则
（4） 便于对刀原则
根据定位基准选择原则，避免不重合误差，便于编程，以工序的设计基准作为定位基准。分析零件图纸结合相关数控加工方面的知识，该零件可以通过一次装夹多次走刀能够达到加工要求。零件加工时，先以直径为22mm的外圆的轴线作为轴向定位基准，加工零件；然后一零件轴线作为轴向定位基准，以轴台的端面的中心作为该轴剩余工序的轴向定位基准，并且把编程原点选在设计基准上。如图：

图3—1 定位图
3.3 装夹方式
1．选择夹具
夹具的作用是保证工件在机床上的正确位置和牢固的安装，即定位和夹紧，从而使数控加工循序进行，保证工件的位置精度，同时也保证工件坐标系能够建立在正确的位置上。
车削加工的零件一般是回转体，对于回转体零件，一般选用三爪自定心卡盘。本零件选用三爪自定心卡盘作为夹具。如图：

图3—2 装夹图
3.4 工艺过程制定
由于每个零件结构形状不同，各表面的技术要求也有所不同，故加工时，其定位方式各有差异.考虑到加工原则的先进后远先粗后精制定加工循序如下：先粗车后精车。
为减少换刀、对刀次数以及减少辅助时间，选用T形刀片的外圆车道和割刀。
先用T形的外圆车刀进行零件的粗加工、精加工和倒圆角最后用割刀在Z=43mm处割断。

车削工艺分析
4.1 选择夹具
对于回转体零件，一般选用三瓜子定心卡盘。本零件选用三爪自定心卡盘作为夹具。
4.2 工步设计
该零件从棒材开始加工，要进行粗加工、精加工和切断等工步：
1）粗车外圆
2) 精车外圆
3) 倒圆角
4) 切断
4.3刀具的选择
为适应数控机床加工精度高、加工效率、加工工序集中及零件装夹次数少的要求，数控刀具具有很高的切削效率、、高精度、高重复定位精度、可靠度和耐用度。选择刀具通常要考虑：（1）被加工工件的材料及性能（2）切削工艺的类别（3）被加工工件的几何形状，零件精度，加工余量（4）被吃刀量，进给速度，切削速度考虑到以上因素故粗车时，要选用强度高，耐用度高的刀具以满足粗车时大吃刀量，大进给量的要求。精车时要选用精度高耐用度高的刀具以保证加工精度的要求。
1） 粗车：T形的外圆车刀T0101
2） 精车：T形的外圆车刀T0101
3） 切断：割刀T0202

表4-1零件数控加工刀具卡(车削)
序号
刀具编号
刀具规格名称
数量
加工表面
刀尖半径 /mm
备注
1
T01
T形的硬质合金外圆车刀
1
粗车和精车外圆轮廓
0.4
右偏刀
2
T02

割刀
1
切断
0.4
左偏刀
编制

审核

批准

日期

4
4.5 零件加工工艺卡片
贵州师范大学
机械加工工艺卡片
产品型号
国际象棋“相”
产品名称
工
序
号
工 名

序 称
工 序 内 容
机床
夹具
刀具
量具
1
粗车
粗加工出零件外形

三爪自定心卡盘
T形外圆车刀
游标卡尺
2
精车
精加工零件

三爪自定心卡盘
T形外圆车刀
游标卡尺
3
倒圆角
倒圆角

三爪自定心卡盘
T形外圆车刀

4
切断
切断

三爪自定心卡盘

高速钢切断刀
游标卡尺
编制

审核

批准

日期

第五章 切削用量的选择
切削用量包括主轴转速（切削速度）、切削深度或宽度、进给速度（进给量）等。切削用量的大小对切削力、切削速率、刀具磨损、加工质量和加工成本均有显著影响。对于不同的加工方法，需选择不同的切削用量，并应编入程序单内。
合理选择切削用量的原则是：粗加工是，一般以提高生产率为主，但也考虑经济性和加工成本；精加工进，应在保证加工质量的前提下，兼顾切削效率、经济性加工成本。具体数值应根据机床说明书、切削用量手册，并结合经验而定。
因为每一把刀在粗加工的背吃刀量一致，在精加工中背吃刀量相同，不易划分工歩；这里选用加工不同的表面来划分工序就比较容易
5.1背吃刀量
查《车工操作技能手册》知：零件轮廓粗车循环时选ap=3m，切断时选ap=3mm
5.2 进给量的选择
查《车工操作技能手册》知：零件轮廓粗车循环时选f=0.2~0.4mm/r，切断时选f=0.1~0.12mm/r
5.3 切削速度（主轴转速）的选择
查《数控加工工艺与编程》知：
切削速度 零件轮廓粗车循环时选S=100~150m/min
切断时选S=22~28 m/min

机械加工工艺卡片1
贵州师范大学
机械加工工艺卡片1
工序名称
零件的粗、精、切断
工序号
1

零件名称
国际象棋“相”

零件号

产品名称代号
数控技术课程设计
同时加工工件数
1
夹具名称
三爪自定心卡盘
设备
材料
卧式车床
HNC-CK6140
牌号
硬度
30mmAL
HBS190～220
工步
工步内容
刀具
刀具号
背吃刀量
mm
进给量mm/r
主轴转速r/min
切削速度m/min
备注
1
选用Ф32X100的毛坯
T形外圆车刀

0
自动换刀
2

3

4

编制

审核

批准

日期

共2页
第1页

机械加工工艺卡2
贵州师范大学
机械加工工艺卡片2
工序名称
零件的粗、精、切断
工序号
1

零件名称
国际象棋“相”

零件号

产品名称代号
数控技术课程设计
同时加工工件数
1
夹具名称
三爪自定心卡盘
设备
材料
卧式车床
HNC-CK6140
牌号
硬度
30mmAL
HBS190～220
工步
工步内容
刀具
刀具号
背吃刀量
mm
进给量mm/r
主轴转速r/min
切削速度m/min
备注
1

割刀
T02

编制

审核

批准

日期

共2页
第1页

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