数控车床加工工艺

第四章数控车削加工工艺目录★数控车床的种类及特征★数控车床的结构★数控车床的主要加工对象★数控车削工件的装夹★数控车削的对刀★数控车削的工艺分析★数控车削的基本特征与加工范围第四章数控车削加工工艺车外圆车端面钻孔车内孔切槽切断车锥面车型面车螺纹加工范围数控车削的基本特征与加工范围第四章数控车削加工工艺数控车削的基本特征与加工范围数控车床主要用于轴类和盘类回转体零件的多工序加工，具有高精度、高效率、高柔性化等综合特点，其加工范围较普通车削广，不仅可以进行车削还可以铣削，具体见后基本特征数控车削时，工件做回转运动，刀具做直线或曲线运动，刀尖相对工件运动的同时，切除一定的工件材料从而形成相应的工件表面。其中，工件的回转运动为切削主运动，刀具的直线或曲线运动为进给运动。两者共同组成切削成形运动加工范围第四章数控车削加工工艺数控车床即装备了数控系统的车床。由数控系统通过伺服驱动系统去控制各运动部件的动作，主要用于轴类和盘类回转体零件的多工序加工，具有高精度、高效率、高柔性化等综合特点，适合中小批量形状复杂零件的多品种、多规格生产。数控车床按车削中心是在普通数控车床基础上发展起来的一种复合加工机床。除具有一般二轴联动数控车床的各种车削功能外，车削中心的转塔刀架上有能使刀具旋转的动力刀座，主轴具有按轮廓成形要求连续（不等速回转）运动和进行连续精确分度的C轴功能，并能与X轴或Z轴联动，控制轴除X、Z、C轴之外，还可具有Y轴。可进行端面和圆周上任意部位的钻削、铣削和攻螺纹等加工，在具有插补功能的条件下，还可以实现各种曲面铣削加工数控车床的种类和特征第四章数控车削加工工艺数控车床的种类和特征通用X、Z二轴控制(卧式)单刀架第四章数控车削加工工艺数控车床的种类和特征X、Z二轴控制技术参数项目参数最大旋径Ø470mm最大车削旋径Ø95mm最大棒才加工能力32mmX最大行程300mmZ轴最大行程240mm主轴转速7000rpm主轴轴承直径45mm刀塔刀位数刀塔:H8(选配)快速进给(X/Z轴)300mm/min电动机功率5.5KW单刀架第四章数控车削加工工艺数控车床的种类和特征随着数控技术的发展，数控车床的工艺和工序将更加复合化和集中化。即把各种工序（如车、铣、钻等）都集中在一台数控车床上来完成。目前国际上出现的双主轴结构就是这种构思的体现。加工实例第一主轴第二主轴第四章数控车削加工工艺X、Y、Z、C四轴控制车削中心采用四轴三联动配置，线性轴X/Y/Z及旋转C轴，C轴绕主轴旋转。机床除具备一般的车削功能外，还具备在零件的端面和外圆面上进行铣加工的功能。单刀架数控车床的种类和特征第四章数控车削加工工艺项目参数最大车削直径Ø420mm最大加工长度1025mm最大棒才加工能力77mmX/Z最大行程260/1030mmY轴最大行程150mm主轴转速4000rpm铣削主轴转速4000rpm刀塔形式鼓型刀塔刀塔刀位数12快速进给(X/Y/Z/C轴)X：24m/minY：2m/minZ：24m/minC：300min-1X、Y、Z、C四轴控制车削中心技术参数单刀架数控车床的种类和特征第四章数控车削加工工艺数控车床的种类和特征外圆上槽的加工端面上面的加工外圆上进行孔加工端面上进行孔加工车削中心动力刀具和C轴功能第四章数控车削加工工艺X、Y、Z、B、C轴控制车削中心单刀架数控车床的种类和特征第四章数控车削加工工艺X、Y、Z、B、C轴控制车削中心技术参数项目参数最大车削旋径Ø300mm最大加工长度1048mm最大棒才加工能力51mmX/Z最大行程1045mmX/Z/B轴最大行程585mmX/Z/Y轴最大行程575mmX/Z/Y/B轴最大行程585mm第一主轴转速4500rpm第二主轴转速4500rpm铣削主轴转速4500rpm刀塔形式鼓行刀塔刀塔刀位数12快速进给(X/Z轴)30m/min电动机功率5.5KW单刀架数控车床的种类和特征第四章数控车削加工工艺双刀塔复合加工4轴控制CNC车床数控车床的种类和特征第四章数控车削加工工艺双刀塔复合加工4轴控制CNC车床技术参数项目参数最大车削旋径Ø350mm最大加工长度610mm最大棒才加工能力51mmX/Z最大行程190mmX/Z/B轴最大行程645mmX1，X2，Z轴快速进给30m/minZ2轴快度进给20m/min最大主轴转速5000rpm铣削主轴转速4500rpm刀塔形式鼓行刀塔刀塔刀位数8电动机功率22KW数控车床的种类和特征第四章数控车削加工工艺双主轴、双刀塔CNC车床双主轴，双刀塔车床，仅仅使用夹具一次装夹就可以进行全部加工。数控车床的种类和特征第四章数控车削加工工艺数控车床的种类和特征双主轴、双刀塔CNC车床结构示意主轴副主轴副主轴刀塔主轴刀塔第四章数控车削加工工艺这类机床可以在一道工序中加工同一工件的两个端面。加工完一个端面后，工件从主轴上转移到副主轴上。第四章数控车削加工工艺1)加工前半部分第四章数控车削加工工艺2)副主轴伸出第四章数控车削加工工艺3)副主轴缩回第四章数控车削加工工艺4)加工另一部分第四章数控车削加工工艺双主轴、双刀塔CNC车床参数项目参数最大车削旋径Ø230mm主轴间距1030mm最大棒才加工能力51mmX/Z最大行程200mmY轴最大行程80mmX/Z轴快速进给30m/minY轴快度进给15m/min最大主轴转速6000rpm铣削主轴转速4500rpm刀塔形式鼓行刀塔2个刀塔刀位数12电动机功率7.5KW数控车床的种类和特征第四章数控车削加工工艺双主轴、3刀塔的复合加工CNC车床可以同时连续对零部件进行车削、铣削加工，只需进行一次装夹就可以完成对零部件的全加工。数控车床的种类和特征第四章数控车削加工工艺双主轴、3刀塔加工复合加工CNC车床项目参数最大车削旋径Ø200mm主轴间距11485mm最大棒才加工能力51mmX/Z最大行程200mmY轴最大行程80mmX1/X2轴快速进给50m/minY1/Y2轴快度进给25m/minZ1/Z2轴快速进给50m/min最大主轴转速5000rpm刀塔形式鼓行刀塔3个刀塔刀位数12电动机功率22KW数控车床的种类和特征第四章数控车削加工工艺车铣加工中心对复杂零件进行高精度的六面完整加工。可以自动进行从第1主轴到第2主轴的工件交接，自动进行第2工序的工件背面加工。具有高性能的直线电机、以及高精度的车-铣主轴。对于以前需要通过多台机床分工序加工的复杂形状工件，可一次装夹进行全工序的加工。特别适用航天航空工业、汽车工业和液压气动产业以及在高精度要求的机床和刀具制造业中应用。数控车床的种类和特征第四章数控车削加工工艺车铣加工中心技术参数项目参数加工能力:最大加工直径X最大加工长度Ø660mmX1016mm行程上位刀塔(X/Y/Z)580/160/1045mmB/C轴225°/360°下位刀塔(X2/Z2)150/990mm第1、2主轴回转速度5000min-1铣削主轴回转速度铣削加工能力：平铣立铣钻攻丝12000min–1Φ100mmΦ32mmΦ30mmM27数控车床的种类和特征第四章数控车削加工工艺项目参数快进速度X，X2，Z，Z2轴38m/minY轴26m/minC轴400min-1自动刀具交换装置(ATC)刀库容量20换刀时间1.3s车铣加工中心技术参数数控车床的种类和特征第四章数控车削加工工艺立式数控车装载了ATC装置的CNC立式车床,可以对工件尺寸最大为φ1000X1000mm的大型零部件、或使用卧轴CNC车床不可能抓住的异型巨大零部件进行高效率地加工。通常有专用于车削和可以进行铣削、研磨等复合加工性能的2种机型。数控车床的种类和特征第四章数控车削加工工艺立式数控车床技术参数项目参数最大加工直径Ø1350mm工作台直径Ø1250mm最大加工长度1150mm工作台最大承重7000kg最大主轴转速350rpm最大铣削转速1500rpm刀库容量30换刀时间1.3s数控车床的种类和特征第四章数控车削加工工艺数控车床种类较多，但主体结构都是由：车床主体、数控装置、伺服系统三大部分组成。数控车床与普通车床在结构上具有明显差异,以下以卧式车床和立式车床为例进行讲解。数控车床的结构数控车床的结构第四章数控车削加工工艺●刀架●床身●主轴箱●滚珠丝杠●床座●尾座数控卧式车床的基本结构数控车床的结构●高精度导轨第四章数控车削加工工艺●主轴●刀塔●轴向导轨●床身数控立式车床的基本结构数控车床的结构第四章数控车削加工工艺数控车床的主要加工对象数控车削加工是数控加工中用得最多的加工方法之一，由于数控车床具有精度高、能做直线和圆弧插补以及在加工过程中能自动变速的特点，其工艺范围较普通机床宽得多。数控车床适合于车削具有以下要求和特点的回转类零件。第四章数控车削加工工艺数控车床的主要加工对象高精度的机床主轴高速电机主轴●精度要求高的回转体零件第四章数控车削加工工艺数控车床的主要加工对象非标丝杠●带特殊螺纹的回转体零件第四章数控车削加工工艺●表面形状复杂的回转体零件数控车床的主要加工对象凸轮轴曲轴第四章数控车削加工工艺钢制联接零件高压技术阀门壳体零件石油工业采用车铣加工中心数控车床的主要加工对象●其他形状复杂的零件第四章数控车削加工工艺隔套精密加工业联接套航天工业●其他形状复杂的零件采用车铣加工中心数控车床的主要加工对象第四章数控车削加工工艺三爪自定心卡盘装夹两顶尖之间装夹双三爪定心卡盘装夹卡盘和顶尖装夹常用装夹方式数控车削工件的装夹通用夹具装夹第四章数控车削加工工艺找正：找正装夹时必须将工件的加工表面回转轴线（同时也是工件坐标系Z轴）找正到与车床主轴回转中心重合。一般为打表找正。通过调整卡爪，使工件坐标系Z轴与车床主轴的回转中心重合数控车削工件的装夹采用找正的方法第四章数控车削加工工艺数控车削工件的装夹也可以改变夹紧力的作用点，采用轴向夹紧的方式。薄壁零件容易变形，普通三爪卡盘受力点少，采用开缝套筒或扇形软卡爪，可使工件均匀受力，减小变形。薄壁零件的装夹第四章数控车削加工工艺数控车削的对刀对刀是确定工件在机床上的位置，也即是确定工件坐标系与机床坐标系的相互位置关系。对刀过程一般是从各坐标方向分别进行，它可理解为通过找正刀具与一个在工件坐标系中有确定位置的点(即对刀点)来实现直接用刀具试切对刀自动对刀机外对刀仪对刀常用对刀方式对刀实例第四章数控车削加工工艺分析零件图样数控车削的工艺分析分析零件的几何要素：首先从零件图的分析中,了解工件的外形、结构,工件上须加工的部位,及其形状、尺寸精度、和表面粗糙度；了解各加工部位之间的相对位置和尺寸精度；了解工件材料及其它技术要求。从中找出工件经加工后，必须达到的主要加工尺寸和重要位置尺寸精度。分析了解工件的工艺基准：包括其外形尺寸、在工件上的位置、结构及其他部位的相对关系等。对于复杂工件或较难辨工艺基准的零件图，尚需详细分析有关装配图，了解该零件的装配使用要求，找准工件的工艺基准。了解工件的加工数量：不同的加工数量所采用的工艺方案也不同。第四章数控车削加工工艺研究制定工艺方案数控车削的工艺分析研究制定工艺方案的前提是：熟悉本厂机床设备条件，把加工任务指定给最适宜的工种，尽可能发挥机床的加工特长与使用效率。并按照分析上述零件图所了解的加工要求，合理安排加工顺序。一、安排加工顺序的一般方法（1）安排工件上基准部位的辅助加工及其他准备工序。（2）安排工件工艺基准面的加工工序。二、根据工件的加工批量大小，确定加工工序的集中与分散。三、充分估计加工中会出现的问题，有针对性地予以解决。例如：对于薄壁工件要解决装夹变形和车削震动的问题。对有角度位置的工件要解决角度定位问题。对于偏心工件要解决偏心夹具或装夹问题第四章数控车削加工工艺编制加工程序数控车削的工艺分析一、零件图形的数学处理及编程尺寸设定值的确定二、根据工艺方案中工步内容及顺序的要求，逐项创建刀具路径并生成程序三、程序校验分析实例第四章数控车削加工工艺确定走刀路线的一般原则是：保证零件的加工精度和表面粗糙度要求；缩短走刀路线，减少进退刀时间和其他辅助时间；方便数值计算，减少