数控车削加工工艺

数控车削加工工艺优化概述数控加工是指在数控机床上进行工件的切削加工的一种工艺方法，即根据工件图样和工艺要求等原始条件，编制工件数控加工程序并输入数控系统，以控制机床的刀具与工件的相对运动，从而实现工件的加工。加工的全过程包括走刀、换刀、变速、变向、停车等，都是自动完成的。数控加工是现代化模具制造加工的一种先进手段。当然，数控加工手段并不一定只用于加工模具零件，其用途十分广泛。数控车削加工艺的主要对象、基本特点、主要内容、工艺路线的拟定、加工工序的设计、加工中的装刀与对刀、以及典型零件的加工工艺分析。实际操作表明优化后应用的工艺比以前的既提高了生产效率又提高了产品质量2-1典型轴类零件的示例数控车削加工工艺的分析1.零件图分析A.审查与分析零件图纸中尺寸标注方法是否适合数控加工B.审查与分析图纸中几何元素的条件是否充分，正确c.审查与分析数控车加工零件的结构合理性2.工序的划分以一次安装进行的加工作为一道工序以一个完整数控程序连续加工的内容为一道工序以工件上的结构内容组合用一把刀具加工为一道工序以粗、精加工划分工序3.加工顺序的确定1先粗后精2先近后远3内外交叉进给路线确定1）走最短加工路线2）大余量毛坯的阶梯切削进给路线3）双向进刀切削后所留余量4）特殊进给路线数控车削夹具的选择轴类零件的装夹a.用四爪单动卡盘装夹b.用三爪自定心卡盘装夹c.用一夹一顶装夹盘类零件的装夹1.可调卡爪式卡盘为了便于对较特殊的、批量大的盘类零件进行准确定位及装夹，用车刀将不淬火卡爪的夹持面车至所需尺寸2.快速可调卡盘快速可调卡盘的结构刚性好，工作可靠，因而广泛用于装夹法兰盘类及杯型工件，也可用于装夹不太长的柱类零件数控车削刀具在数控车床加工中，产品质量和生产效率在相当大的程度上都受到刀具的制约。虽然其车刀的切削原理与一般的车床基本相同，但由于数控车床加工的特性，在刀具的选择上，特别是切削部分的几何参数、刀具的形状上还需进行特别的处理，才能满足数控车床的加工要求，充分发挥数控车床的效率。数控刀具的基本特点1．切削刀具由传统的机械工具实现了向高科技产品飞跃，刀具的切削性能有显著的提高。2切削技术由传统的切削工艺向创新制造工艺的飞跃，大大提高了切削加工效率。3.刀具工业由脱离使用、脱离用户的低级阶段向面向用户、面向使用的高级阶段的飞跃，成为用户可利用的专业化的社会资源和合作伙伴。4.切削刀具从低值易耗品过渡到全面进入“三高一专”（高效率、高精度、高可靠性和专用化）的数控刀具时代，实现了向高科技产品的飞跃。5.切削刀具成为现代数控加工技术的关键技术；与现代科学的发展紧密相连，是应用材料科学、制造科学、信息科学等领域的高科技成果的结晶。数控车刀的类型其选择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，能承受的切削用量也越大。所以在零件形状允许的情况下，采用尽可能大的刀具直径是延长刀具寿命，提高生产率的有效措施。数控车削常用的刀具一般分为3类。即尖形车刀、圆弧形车刀和成型车刀。1.尖形车刀以直线形切削刃为特征的车刀一般称为尖形车刀。其刀尖由直线性的主、副切削刃构成2.圆弧形车刀构成主切削刃的刀刃形状为一圆度误差或线轮廓误差很小的圆弧，该圆弧刃的每一点都是圆弧形车刀的刀尖，因此刀位点不在圆弧上，而在该圆弧的圆心上。3.成型车刀常用的成型车刀有小半径圆弧车刀、车槽刀和螺纹车刀等数控切削用量的选择数控编程时，编程人员必须确定每道工序的切削用量，并以指令的形式写入程序中。数控车削加工中的切削用量包括背吃刀量ap、主轴转速n（或切削速度υ）及进给速度F（或进给量f）。对于不同的加工方法，需要选用不同的切削用量，并应编入程序单内。主轴转速n或切削速度Vc的确定普通车削时的主轴转速车螺纹时的主轴转速数控车床加工螺纹时，引起传动链的改变，原则上其转速只要能保证每转一周时，刀具沿主进给轴方向位移一个螺距即可。切削时，车刀切削刃上某一点像对待加工面在主运动方向上的瞬时速度Vc，单位为m∕min，又称为线速度进给量f或进给速度F的确定进给量是指工件旋转一周，车刀沿进给方向移动的距离，单位为mm∕r,它与背吃刀量有着密切的关系。进给速度主要是指在单位时间里，刀具沿进给方向移动的距离（单位为mm∕min）,有些数控车床规定可选用以进给量（单位为mm∕r）表示的进给速度。数控车削加工工艺优化数控加工在加工之前所需要做的准备是非常必要的。只有对数控加工的各个环节都正确分析才能达到优化的目的，首先是分析零件图在工厂里读懂图纸是加工前的必备的素质。下一步就是对工件的装夹进行判断，确定正确的装夹才能保证工件的高精度。第三步就是要分析加工路线（进给路线），正确的加工路线可以让加工达到图纸的要求。数控车削加工中刀具占据很关键的部分，选择正确的刀具可以使加工时间上、操作上带来便利。最后就是切削用量的选择，控制好切削用量可以使工件的精度达到最优化。对轴类零件具体分析及优化实例轴类零件的工艺分析及优化过程：首先分析了零件图，可以进行以下几点优化：1)对图样上给定的几个精度要求较高的尺寸，因其公差数值较小，且都是下偏差（S500.05外），故编程时不必取平均值，而全部取基本尺寸即可。2)在轮廓曲线上，又三处为过象限圆弧，其中两处为既过象限又改变进给方向的轮廓曲线，因此在加工时应进行机械间隙补偿，以保证轮廓曲线的准确性。3)为便于装夹，毛坯件左端应预先车出夹持部分（双点划线部分），右端面也应先粗车出并钻好中心孔。毛坯应选60mm棒料。2.确定装夹最优方案确定毛坯件轴线和左端大端面（设计基准）为定位基准。左端采用三爪自定心卡盘定心夹紧，右端采用活动顶尖支承的装夹方式。3.确定加工顺序及最有效加工路线加工顺序按由粗到精、由近到远（由右到左）的原则来确定。既先从右到左进行粗车（留0.25mm精车余量），然后从右到左进行精车，最后车削螺纹。4.选择最适用刀具1）选用5mm中心钻钻削中心孔。2）粗车选用90°硬质合金右偏刀，为防止副后刀面于工件轮廓干涉，副偏角不宜太小，选Kr´=35°。3）车螺纹选用硬质合金60°外螺纹车刀，刀尖圆弧半径应小于轮廓最小圆角半径，取0.1-0.2mm。5.切削用量的判断及选择1)背吃刀量的选择2)主轴转速的选择3)进给速度的选择结论目前，我厂对数控车削工艺这个环节还停留在普通车床的基础上。难以提高生产效率及产品的质量。本文分析了数控车削加工工艺，优化了数控车削加工工艺，并对优化后的工艺进行了试验。主要结论有：1.我们比较了几种车削工艺，发现优化后的工艺既能提高生产效率又能提高产品的质量。目前为止是工厂的最佳方案。且容易理解、领会，可用来在工厂加以应用。2.结合课题的内容，对典型零件进行加工实验，通过实验比较，结果表明：优化后的工艺在本厂可以推广应用。致谢