数控车削的加工工艺与工装模板.doc

第三章 数控车削加工技术
第一节 数控车床介绍
一、概述
1、数控车床用途
车削轴类或盘类等回转体零件——内、外圆柱面，圆锥面、圆弧面和直、锥螺纹等工序切削加工。
切槽、钻、扩和铰孔。
2、数控车床组成和布局
（1）数控车床组成和特点
由主机、数控装置、伺服驱动系统、辅助装置组成。
（2）数控车床布局
l 床身和导轨布局
①水平床身：床身导轨和水平面平行，这种床身工艺性好，轻易加工制造，刀架对应地水平放置，有利于确保刀具运动精度。但床身下部空间小，排屑困难。另外，刀架横向滑板较长，加大了机床宽度尺寸，影响外观。通常见于大型数控车床。
②斜床身：床身为倾斜形式，这么能使床身成为封闭截面整体结构，深入提升床身刚性。斜滑板和斜床身导轨倾斜角度有45º、60º和75º，较小倾斜角人性化程度低，排屑不方便。而较大倾斜角使导轨导向性差，受力情况也不好。导轨倾斜角大小还直接影响机床外形尺寸高度和宽度百分比，综合考虑以上原因，对中小规格数控车床，其床身倾斜角度以60º为宜。
③平床身斜滑板：床身工艺性好，床身宽度不大，排屑方便，适适用于中、小型数控车床。
④立床身：导轨倾斜角度为90º。
l 刀架布局
① 排式刀架
② 回转式刀架
l 卧式回转刀架：回转轴平行于主轴，用于加工轴类和盘类零件。
l 立式回转刀架：刀架回转轴线和主轴轴线垂直，用于加工盘类零件。
3、数控车床分类：
（1）按数控系统分类：经济型、全功效型、车削中心、FMC车床
（2）按加工零件基础类型分类
l 卡盘式：无尾座，适合车削盘类零件
l 顶尖式：适合车削较长轴类零件
（3）按主轴配置形式分类
卧式数控车床：主轴处于水平位置
立式数控车床：主轴处于垂直位置，圆形工作台
（4）其它分类
l 按运动轨迹分为：直线控制数控车床，轮廓控制数控车床；
l 按特殊或专门工艺性能可分为：螺纹数控车床、活塞数控车床、曲轴数控车床等；
l 按刀架数量可分为：单刀架数控车床和双刀架数控车床。
二、数控车床经典结构
1、 主传动系统
数控车床主运动要求速度在一定范围内可调，有足够驱动功率，主轴回转轴心线位置正确稳定，并有足够刚性和抗振性。
全功效型数控车床主轴变速是根据加工指令自动进行，为确保机床主传动精度，降低噪声，降低振动，主传动链要尽可能地缩短；为确保满足不一样加工工艺要求并能取得最低切削速度，主传动系统应能无级地大范围变速；为提升端面加工生产率和加工质量，还能实现恒切削速度控制。另外，主轴应能配合其它构件实现工件自动装夹。
2、 进给传动系统
X向进给
Z向进给
3、自动回转刀架
（1） 立式回转刀架：多用于经济型数控车床。
四方刀架和六方刀架
（2） 卧式回转刀架
常见工位有8、10、12、14四种。
4、机床尾架

第二节 数控车削加工工艺和工装
一、数控车削加工工艺分析
1、加工工序划分
（1）保持精度标准：工序集中，先粗后精
（2）提升生产效率标准
最短走刀路线，降低换刀次数
2、加工路线确实定
（1）车圆锥加工路线分析

D ｄ

A ap

S
L

(a) (b)

图（a）所表示，设圆锥大径为D，小径为ｄ，锥长为L，切削深度为ap，求终刀距为S，则由相同三角形得：
（D－ｄ）/2L= ap/S
S=2L ap/（D－ｄ）
可得A点坐标为（D，S）
（2）、车圆弧加工路线分析

BD=CD=OB－OD=0.414R
AB=BC=0.585R 当R不大时，取AB=BC=0.5R
（3）车螺纹时轴向进给距离分析
升速进刀段：L1=2—5毫米
降速退刀段：L2=1—2毫米
螺纹实际加工长度为：L+L1+L2
二、数控车削加工及工装
1、夹具选择、工件装夹确实定
（1） 夹具选择
（2） 夹具类型
（3） 零件安装
2、切削用量确实定
（1） 主轴转速（ｎ）确实定
ｎ=1000ｖ/пｄ
（2）进给速度（ｆ）确实定 关键依据零件加工精度和表面粗糙度要求和刀具、工件材料性质选择。
l 确定标准：
①当工件质量要求能够得到确保时，为提升生产效率，可选择较高进给速度。通常在100∽200ｍｍ/ｍｉｎ范围内选择。
②在切断、加工深孔或用高速钢刀具加工时，宜选择较低进给速度，通常在20∽50ｍｍ/ｍｉｎ范围内选择。
③当加工精度、表面粗糙度要求高时，进给速度应选小些，通常在20∽50ｍｍ/ｍｉｎ范围内选择。
④刀具空行程时，尤其是远距离“回零”时，能够选择该机床数控系统给定最高进给速度。
（3）切削深度——背吃刀量（ap）确实定
是依据机床、工件和刀具刚度来决定，在刚度许可情况下，尽可能是切削深度等于工件加工余量，这么可降低走刀次数，并提升生产效率。为确保加工表面质量，可留0.2∽0.5ｍｍ精加工余量。
l 车削用量总选择标准：
切削用量确实定次序：切削深度ap，进给速度ｆ，主轴转速ｎ。
粗加工时，选择较大切削深度和进给速度，再确定一个适宜切削速度。精加工时，选择较小切削深度和进给量，选择一个较大切削速度。
3、刀具选择及对刀点、换刀点确实定
（1） 刀具选择
（2）对刀点、换刀点选择