数控工艺培训(数车XXXX)

《数控加工工艺与编程》河北科技师范学院机电学院项目：车削工艺与编程数控加工工艺与编程应用模块《数控加工工艺与编程》河北科技师范学院机电学院《数控加工工艺与编程》河北科技师范学院机电学院任务1：数控车床与车削编程基础任务2：数控车削加工的步骤任务3：数控车床的对刀及补偿设置任务4：简单轴类零件编程及加工任务5：成形面编程及加工任务6：螺纹编程及加工任务7：数控车削简化编程摘要幻灯片《数控加工工艺与编程》退出后退下一页上一页目录主页河北科技师范学院任务1：数控车床与车削编程基础《数控加工工艺与编程》退出后退下一页上一页目录主页河北科技师范学院1.1数控车削简介数控车床是目前使用最广泛的数控机床之一。数控车床主要用于加工轴类、盘类等回转体零件。通过数控加工程序的运行，可自动控制完成内外圆柱面、圆锥面、成形表面、螺纹和端面等工序的切削加工，并能进行车槽、钻孔、扩孔、铰孔等工作。数控车削中心可在一次装夹中完成更多的加工工序，提高加工精度和生产效率。1数控车削基础《数控加工工艺与编程》退出后退下一页上一页目录主页河北科技师范学院数控车加工工艺范围《数控加工工艺与编程》退出后退下一页上一页目录主页河北科技师范学院1.2数控车床的分类1.按主轴的配置形式分1）卧式数控车床卧式数控车床的主轴轴线处于水平设置。卧式数控车床又可分为数控水平导轨卧式车床和数控倾斜导轨卧式车床。倾斜导轨结构可以使数控车床具有更大的刚度，并易于排除切屑。2）立式数控车床立式数控车床的主轴轴线垂直于水平面。主要用于加工径向尺寸大、轴向尺寸相对较小的大型复杂零件。《数控加工工艺与编程》退出后退下一页上一页目录主页河北科技师范学院2.按数控系统控制的轴数分1）两轴控制的数控车床：机床上只有一个回转刀架，可实现两坐标轴联动。2）四轴控制的数控车床：机床上有两个回转刀架，可实现四坐标轴联动。3）多轴控制的数控车床：机床上除了控制X、Z两个坐标外，还可控制其它坐标轴，实现多轴控制，如具有C轴控制功能。车削加工中心或柔性制造单元，都具有多轴控制功能。《数控加工工艺与编程》退出后退下一页上一页目录主页河北科技师范学院3.按数控系统的功能分1）经济型数控车床：一般采用步进电机驱动的开环伺服系统，具有CRT显示、程序存储、程序编辑等功能，加工精度较低，功能较简单。2）全功能型数控车床：较高档次的数控车床，具有刀尖圆弧半径自动补偿功能、恒线速、倒角、固定循环、螺纹切削、图形显示、用户宏程序等功能。加工能力强，适于加工精度高、形状复杂、循环周期长、品种多变的单件或中小批量零件的加工。3）精密型数控车床：采用闭环控制，不但具有全功能型数控车床的全部功能，而且机械系统的动态响应较快，在数控车床基础上增加其它附加坐标轴。适于精密和超精密加工。《数控加工工艺与编程》退出后退下一页上一页目录主页河北科技师范学院1.3数控车削的加工对象数控车削是数控加工中用的最多的加工方法之一。同常规加工相比，数控车削加工对象具有下面特点：（1）轮廓形状特别复杂的回转体零件加工车床数控装置都具有直线和圆弧插补功能，还有部分车床数控装置有某些非圆曲线的插补功能，所以能车削任意平面曲线轮廓所组成的回转体零件，包括通过拟合计算处理后的、不能用方程描述的列表曲线类零件。如图所示壳体零件封闭内腔的成型面，“口小肚大”，在普通车床上是较难加工的，而在数控车床上则很容易加工出来。《数控加工工艺与编程》退出后退下一页上一页目录主页河北科技师范学院成型内腔壳体零件示例《数控加工工艺与编程》退出后退下一页上一页目录主页河北科技师范学院（2）高精度零件的加工零件的精度要求主要指尺寸、形状、位置、表面精度要求，其中表面精度主要指表面粗糙度。例如：尺寸精度高（达0.001mm或更小）的零件；圆柱度要求高的圆柱体零件；素线直线度、圆度和倾斜度均要求高的圆锥体零件；线轮廓要求高的零件（其轮廓形状精度可超过用数控线切割加工的样板精度）；在特种精密数控车床上，还可以加工出几何轮廓精度极高（达0.0001mm）、表面粗糙度极小（Ra达0.02µm）的超精零件,以及通过恒线速切削功能,加工表面质量要求高的各种变径表面类零件等。《数控加工工艺与编程》退出后退下一页上一页目录主页河北科技师范学院（3）特殊的螺旋零件这些螺旋零件是指特大螺距（或导程）、变（增/减）螺距、等螺距与变螺距或圆柱与圆锥螺旋面之间作平滑过度的螺旋零件，以及高精度的模数螺旋零件（如圆柱、圆弧蜗杆）和端面（盘形）螺旋零件等。（4）淬硬工件的加工在大型模具加工中，有不少尺寸大而形状复杂的零件。这些零件热处理后的变形量较大，磨削加工有困难，而在数控车床上可以用陶瓷车刀对淬硬后的零件进行车削加工，以车代磨，提高加工效率。（5）高效率加工为了进一步提高车削加工效率，通过增加车床的控制坐标轴，就能在一台数控车床上同时加工出两个多工序的相同或不同的零件。《数控加工工艺与编程》退出后退下一页上一页目录主页河北科技师范学院《数控加工工艺与编程》河北科技师范学院机电学院退出后退下一页上一页目录主页任务2：数控车削加工的步骤分析零件图纸工艺处理数值计算编制加工程序程序的输入、校验与首件试切《数控加工工艺与编程》河北科技师范学院机电学院退出后退下一页上一页目录主页《数控加工工艺与编程》河北科技师范学院机电学院退出后退下一页上一页目录主页1.零件图分析零件图分析是制定数控车削工艺的首要工作，主要应考虑以下几个方面。（1）尺寸标注方法分析（2）零件轮廓几何要素分析（3）精度和技术要求分析（4）结构工艺性分析在分析零件形状、精度和其它技术要求的基础上，选择在数控车床上加工的内容。《数控加工工艺与编程》河北科技师范学院机电学院退出后退下一页上一页目录主页1.分析零件图纸该零件为轴类零件主要加工面包括：外圆柱面、外圆锥面、外圆弧（凸弧、凹弧）、外沟槽、外螺纹、内圆面、内沟槽、内螺纹、倒角等。其中多个尺寸有较高的尺寸精度和表面质量，无形位公差要求。《数控加工工艺与编程》河北科技师范学院机电学院退出后退下一页上一页目录主页2.工艺处理2.1数控车削加工工序划分方法数控车削加工工序划分常有以下几种方法：①按安装次数划分工序。以每一次装夹作为一道工序，这种划分方法主要适用于加工内容不多的零件。②按加工部位划分工序。按零件的结构特点分成几个加工部分，每个部分作为一道工序。③按所用刀具划分工序。刀具集中分序法是按所用刀具划分工序，即用同一把刀或同一类刀具加工完成零件所有需要加工的部位，以达到节省时间、提高效率的目的。④按粗、精加工划分工序。对易变形或精度要求较高的零件常用这种方法。这种划分工序一般不允许一次装夹就完成加工，而是粗加工时留出一定的加工余量，重新装夹后再完成精加工。《数控加工工艺与编程》河北科技师范学院机电学院退出后退下一页上一页目录主页2.2数控车削加工工序设计数控车削加工工序划分后，对每个加工工序都要进行设计。（1）确定装夹方案在数控车床上根据工件结构特点和工件加工要求，确定合理装夹方式，选用相应的夹具。如轴类零件的定位方式通常是一端外圆固定，即用三爪自定心卡盘、四爪单动卡盘或弹簧套固定工件的外圆表面，但此定位方式对工件的悬伸长度有一定的限制。工件的悬伸长度过长在切削过程中会产生较大的变形，严重时将无法切削。对于切削长度过长的工件可以采用一夹一顶或两顶尖装夹。《数控加工工艺与编程》河北科技师范学院机电学院退出后退下一页上一页目录主页（2）选用刀具1)常用数控车刀刀具选择是数控加工工序设计中的重要内容之一。常用数控车刀的种类、形状和用途如图所示。图15-10常用数控车刀的种类、形状和用途l-切断刀2-左偏刀3-右偏刀4-弯头车刀5-直头车刀6-成型车刀7-宽刃精车刀8-外螺纹车刀9-端面车刀10-内螺纹车刀11-内切槽刀12-通孔车刀13-盲孔车刀《数控加工工艺与编程》河北科技师范学院机电学院退出后退下一页上一页目录主页2）可转位车刀为了充分利用数控设备、提高加工精度及减少辅助准备时间，数控车床上广泛使用机夹可转位车刀，如图所示。《数控加工工艺与编程》河北科技师范学院机电学院退出后退下一页上一页目录主页刀具在刀架上的安装《数控加工工艺与编程》河北科技师范学院机电学院退出后退下一页上一页目录主页自动回转刀架左右手刀的安装《数控加工工艺与编程》河北科技师范学院机电学院退出后退下一页上一页目录主页装刀高低对前后角的影响《数控加工工艺与编程》河北科技师范学院机电学院退出后退下一页上一页目录主页车刀刀尖不对准工件中心的后果《数控加工工艺与编程》河北科技师范学院机电学院退出后退下一页上一页目录主页车刀装偏对主副偏角的影响《数控加工工艺与编程》河北科技师范学院机电学院退出后退下一页上一页目录主页（3）确定切削用量1）选择切削用量的一般原则①粗车切削用量选择粗车时一般以提高生产效率为主，兼顾经济性和加工成本。提高切削速度、加大进给量和背吃刀量都能提高生产效率，由于切削速度对刀具使用寿命影响最大，背吃刀量对刀具使用寿命影响最小，所以，在考虑粗车切削用量时，首先尽可能选择大的背吃刀量，其次选择大的进给速度，最后，在保证刀具使用寿命和机床功率允许的条件下选择一个合理的切削速度。《数控加工工艺与编程》河北科技师范学院机电学院退出后退下一页上一页目录主页②精车、半精车切削用量选择精车和半精车的切削用量选择要保证加工质量，兼顾生产效率和刀具使用寿命。精车和半精车的背吃刀量是由零件加工精度和表面粗糙度要求，以及粗车后留下的加工余量决定的，一般情况一刀切去余量。精车和半精车的背吃刀量较小。产生的切削力也较小，所以，在保证表面粗糙度的情况下，适当加大进给量。《数控加工工艺与编程》河北科技师范学院机电学院退出后退下一页上一页目录主页2）背吃刀量ap的确定在车床主体、夹具、刀具和零件这一系统刚度允许的条件下，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。粗加工时，在允许的条件下，尽量一次切除该工序的全部余量，背吃刀量一般为2～5mm；半精加工时，背吃刀量一般为0.5～1mm；精加工时，背吃刀量为0.1～0.4mm。《数控加工工艺与编程》河北科技师范学院机电学院退出后退下一页上一页目录主页3）进给量f的确定实际加工时，可根据经验确定进给量f。粗车时一般取0.3～0.8mm/r，精车时常取0.1～0.3mm/r，切断时宜取0.05～0.2mm/r。进给速度指单位时间内刀具沿进给方向移动的距离：Vf=f×n粗加工时，进给量根据工件材料、车刀刀杆直径、工件直径和背吃刀量按表2-1进行选取。从表中可以看出，在背吃刀量一定时，进给量随着刀杆尺寸和工件尺寸的增大而增大；加工铸铁时，切削力比加工钢件时小，可以选取较大的进给量。《数控加工工艺与编程》河北科技师范学院机电学院退出后退下一页上一页目录主页表2-1硬质合金车刀粗车外圆及端面的进给量《数控加工工艺与编程》河北科技师范学院机电学院退出后退下一页上一页目录主页表2-2按表面粗糙度选择进给量的参考值精加工与半精加工时，进给量可根据加工表面粗糙度要求按表选取，同时考虑切削速度和刀尖圆弧半径因素，如表2-2所示。《数控加工工艺与编程》河北科技师范学院机电学院退出后退下一页上一页目录主页4）主轴转速的确定①光车时主轴转速光车时，主轴转速的确定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。在实际生产中，主轴转速计算公式为：n=1000υc／πd式中n──主轴转速（r/min）；υc──切削速度（m/min）；d──工件加工表面或刀具的最大直径（mm）。《数控加工工艺与编程》河北科技师范学院机电学院退出后退下一页上一页目录主页在确定主轴转速时，首先需要确定其切削速度，而切削速度又与背吃刀量和进给量有关。切削速度确定方法有计算、查表和根据经验确定。表2-3切削速度参考表《数控加工工艺与编程》河北科技师范学院机电学院退出后退下一页上一页目录主页