数控车床车削典型零件工艺分析.docx
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数控车床车削典型零件工艺分析
国家职业资格全省统一鉴定
数控车工论文
（国家职业资格二级）
论文题目：
数控车床车削典型零件工艺分析
姓名:
王鹏春
身份证号:
32032319880721423x
准考证号：
所在省市：
江苏省徐州市
所在单位：
江苏省徐州技师学院
数控车床车削典型零件工艺分析
李露
江苏省徐州技师学院
摘要：
本文以分析零件的工艺的制定，通过切削用量的选择，工件的定位装夹，加工顺序和典型零件为例,结合数控加工的特点,分别进行零件图的分析，工艺方案分析，加工设备,刀具，切削进给量，背吃刀量等参数的选择，制定了零件的数控加工工艺，编制了梯形螺纹的参考程序，最终形成工艺文件，以及加工中所要注意的事项,结论。
在整个工艺过程的设计过程中,通过分析,确定最佳的工艺方案，使得零件的加工成本最低.
关键词:
加工工艺分析刀具表程序
数控机床是一种灵活、通用、高精度、高效率的柔性自动化生产设备，机械加工工艺是实现产品设计，保证产品质量，是企业进行生产准备，计划调度,加工操作，安全生产，技术检测和的重要依据，也是企业上品种、上质量、加速产品更新，提高经济效益的技术保证。
一、数控车削加工工艺
数控车削加工工艺是采用数控车床加工零件时其主要内容包括以下几个方面:
1、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、轮廓几何要素分析以及精度和技术要求分析。
2、数控车削加工工艺分析
工艺分析是数控车削加工的前期工艺准备工作.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影响。
为了编制出一个合理的加工程序,要求编程者不仅要掌握编程语言及编程格式,还应熟练掌握工件加工工艺。
3、夹具和刀具的选择
1）工件的装夹
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代加工表面，尽量减少装夹次数。
数控车床夹具通常使用三爪自动定心卡盘、四爪卡盘、液压、电动及气动夹具等。
2）刀具选择
刀具的使用寿命与刀具材料相关，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。
如外圆偏刀、端面车刀等.
（2）圆弧形车刀.除可车削内外圆表面外，特别适宜于车削各种光滑连接的成型面。
（3）成型车刀.即所加工零件的轮廓形状完全由车刀刀刃的形状和尺寸决定。
数控车削加工中，应尽量用机夹可转位式车刀。
4、切削用量选择
数控车削加工中的切削用量包括背吃刀量ap、主轴转速S（或切削速度υ）及进给速度F（或进给量f）。
切削用量的一般的选择原则是：
粗车时，首先考虑在机床刚度允许的情况下选择尽可能大的背吃刀量ap;其次选择较大的进给量f；最后再根据刀具允许的寿命确定一个合适的切削速度υ。
精车时，应着重考虑如何保证加工质量，因此宜选用较小的背吃刀量和进给量，尽可能地提高加工速度.主轴转速S（r/min）可根据切削速度υ（mm/min）由公式S=υ1000／πD（D为工件或刀／具直径mm）计算得出，也可以根据实践经验确定。
5、划分工序及拟定加工顺序
1）工序划分的原则
在数控车床上加工零件，常用的工序的划分原则有两种.
（1）保持精度原则.工序一般要求尽可能地集中，粗、精加工通常会在一次装夹中全部完成。
（2）提高生产效率原则。
为减少换刀次数，节省换刀时间，提高生产效率，应将需要用同一把刀加工的加工部位都完成。
2）确定加工顺序
制定加工顺序一般遵循下列原则：
（1）先粗后精.按照粗车半精车精车的顺序进行，逐步提高精度。
（2）先近后远。
离对刀点近的部位先加工，离对刀点远的部位后加工，以便缩短刀具移动距离，减少空行程时间。
（3）内外交叉。
对既有内表面又有外表面需加工的零件，应先进行内外表面的粗加工，后进行内外表面的精加工。
（4）基面先行。
用作精基准的表面应优先加工出来，定位基准的表面越精确,装夹误差越小。
二、典型零件的加工工艺分析
1、零件图的分析
下面就拿一个典型的零件为例具体分析它的车削方法与加工步骤,如下图1、图2、所示该零件表面由圆柱、顺圆弧、锥面、凹槽、倒角、内孔、椭圆，梯形螺纹等表面组成，一次装夹完成左端粗精加工，然后掉头装夹另一端，符合数控加工的标注，尺寸标注完整，根据工件选择Φ80×102，Φ85×136，无热处理要求，对图纸上有位置精度要求的表面，应保证在一次装夹下完成。
通过以上分析,采取下面几点工艺措施:
（1）图上几点精度要求较高的尺寸，因其公差较小，所以编程时没有取平均值,而取基本尺寸。
（2）根据零件的几何形状关系按一定的数学方法（如三角。
几何等）计算编程所需要的有关几点坐标值。
（3）对于工件上形位公差要求应一次装夹，完成内外轮廓的加工。
图纸分析：
在数控车削加工中,从图纸可以知道本题有两件零件组成，件一形状简单,件二（图２）形状复杂,以件一为主。
二件零件加工完成后，件一与件二于三角螺纹处配合。
图１
图２
2、零件工艺分析
在数控车削加工中,零件属于轴套类零件加工。
零件轮廓较复杂，零件尺寸精度,轨迹精度和加工精度要求高。
零件总体结构主要包括圆柱面、圆锥面、切槽、内外螺纹、椭圆、内锥面、内外螺纹配合等。
零件1形状简单加工余量小，左部重要外径加工部位有ø56mm和ø70mm的外圆段,左端内部有TR40*7—7H的内梯形螺纹，还有一个44mm*10mm的退刀槽，紧接着为ø35mm的内孔圆柱段.工件左部为M30x1。
5-6的三角螺纹，和5mm*2mm的退刀槽，紧接着是一个长半轴:
35mm，短半轴：
25mm的椭圆.
零件二外部形状复杂加工余量大，左部重要的外径有ø70的外圆柱段和ø80的外圆柱段,左端内部有R5的圆弧紧接着是一个椭圆（长半轴：
35mm,短半轴：
25mm），另有ø40mm、ø36mm的内孔车削，还有M30x1。
5—6的内三角螺纹和退刀槽ø34*5,右部重要的外径向加工部位有Tr40x7-7的梯形螺纹,还有一个5mm*4mm的退刀槽。
加工部位有ø56mm圆柱段（表面上有一个R=8mm的凹圆槽），紧接着是一个1：
10的锥度与R3的圆弧相接和ø76的圆柱段.
3、确定加工工艺路线.
a、先加工零件1
先加工左端面
（1）加紧毛坯，伸出卡盘大于58㎜,加工零件.
（2）粗精加工左端轮廓至要求尺寸，利用千分尺测量.
（3）钻孔ø23mm，钻至60mm
（4）车削左端内部轮廓
（5）车削内梯形螺纹退刀槽.
（6）车削外梯形螺纹.
（7）检验，校验.
掉头车削右端面。
（6）掉头装夹,使用薄壁套加紧ø56的外圆柱表面,加工右端面。
（7）粗精加工右端外轮廓至尺寸要求,用千分尺保证尺寸精度.（8）检验，校验。
b、加工零件2
先加工左端面
（1）加紧毛坯，伸出卡盘45mm,加工零件。
（2）钻孔ø23mm,钻至60mm。
（3）粗精加工左端端内轮廓至要求尺寸，利用内径百分表保证.
（4）车削内三角螺纹退刀槽。
（5）车削内三角螺纹（与零件1外三角螺纹配合，保证精度）
（6）粗车零件左端面外轮廓（车削至长度≥38mm）。
（7）精车零件左端，用千分尺保证尺寸精度。
掉头车削左端面
（1）掉头装夹，使用薄壁套加紧ø70mm外圆，校正加工左端面.
（2）粗精加工左端外轮廓至尺寸要求，用千分尺保证尺寸精度.
（3）车削外梯形螺纹退刀槽。
（4）车削外梯形螺纹.
（5）检验,校验。
4、选择刀具和切削用量
表一刀具卡片
刀具名称及规格
刀尖
径R
刀尖置T
数
量
加工表面
备注
单位mm
1
中心钻
1
右端面
手动
2
45°端面车刀
1
工件端面
手动
3
ø23mm钻头
1
钻孔
手动
4
镗孔刀
0。
1mm
3mm
1
镗孔
5
35°右偏外圆车刀
0.2mm
2mm
1
粗精外圆
6
切槽刀
1
切槽
刀宽4
7
60°外螺纹车刀
0.2mm
0
1
三角螺纹
1。
5螺距
8
30°外梯形螺纹车刀
0
1
外梯形螺纹
刀尖宽2
9
30°内梯形螺纹车刀
0
1
内梯形螺纹
刀尖宽2
10
内沟槽刀
1
内孔切槽
刀宽4
表二加工工艺表
序
号
工
序
工序内容
刀具
切削用量
工装
量具
编号
名称
规格
S（rpm）
F（mm/min）
名称
规格
名称
规格
1
1
粗精加工件
1左部
１
外圆刀
25＊2535°
机夹刀
500/1200
200/100
三爪卡盘
350
千分尺
卡尺
深度尺
50mm-75mm
0—150mm
0-150mm
2
2
粗精加工件1左内
2
镗孔刀
刀杆长度≥48
400/1200
80
三爪卡盘
350
内径百分表
深度尺
18-35mm
0—150mm
3
3
切内槽
3
内切槽刀
刀杆长度≥40
400
80
三爪卡盘
350
内测卡尺
0—150mm
4
4
车削内梯形螺纹
2
内梯形螺纹刀
刀杆长度≥30刀尖角≥30°
200
80
三爪卡盘
350
公法线千分尺
25mm-50mm
5
5
调头找正装夹
6
6
粗精加工件1右部
1
外圆刀
25*25
35°机夹刀
500/1200
200/100
三爪卡盘
350
千分尺
卡尺
深度尺
50—75mm
0—150mm
0—150mm
7
7
切槽
5
切槽刀
刀宽=5mm
400
80
三爪卡盘
350
卡尺
千分尺
0—150mm
25mm—50mm
8
8
车削三角螺纹
6
三角螺纹刀
刀尖角≥60°
400
80
三爪卡盘
350
环规
M30＊1。
5—6g
9
9
拆下件1,加工件2左，伸出长度≥38mm
10
10
粗精加工件2左内
4
镗孔刀
刀杆 长度≥55
400/800
80
三爪卡盘
350
内径百分表
18-35mm
11
11
切内槽
3
切槽刀
刀杆长度≥50
400
80
三爪卡盘
350
内测卡尺
0—150mm
12
12
车削三角
内螺纹
4
内螺纹刀
刀杆长度≥45
400
80
三爪卡盘
350
与三角内螺纹配合
13
13
粗精加工件2左外
1
外圆刀
25*25
35°机夹刀
500/1000
200/100
三爪卡盘
350
千分尺
卡尺
深度尺
50mm—75mm
0-150mm
0-150mm
13
13
调头找正装夹,夹持ø80的外圆柱面
14
14
粗精加工件2左部
7
外圆刀
25＊25
35°机夹刀
500/1200
200/100
三爪卡盘
350
千分尺
卡尺
深度尺
50mm-75mm
0-150mm
0-150mm
15
15
切槽
5
切槽刀
刀宽=5mm
400
80
三爪卡盘
350
卡尺
0—150mm
16
16
车削梯形螺纹
3
梯形螺纹刀
刀尖角≥30°
200
80
三爪卡盘
350
公法线千分尺
25—50mm
5、切削用量的选择
表三切削用量选择
主轴转速s（r/min）
进给量f（mm/r）
背吃刀量ap（mm）
粗车外圆
500
0.2
2
精车外圆
1000
0.08
0.7
车槽
500
0.05
车三角螺纹
500
车内外梯形螺纹
500
6、参考程序
此程序为Fanuc系统
外梯形螺纹程序:
O0001
程序
程序解释
程序
M3S500
T0101F0.1
Z=[7+#7]
M8
X#1
G0X42Z7
G32Z-32F7
#1=40
螺纹小径
G0X42
＃2=33
螺纹大径
Z［7-＃7］
#3=2。
294
牙底槽宽
X#1
#4=1.5
刀尖宽度
G32Z—32F7
#5=TAN［15］
三角函数计算
G0X42
N1#1=#1—0.1
径向每次进给0。
1㎜
Z7
＃6=＃5＊【＃1—#2】/2
每次借刀量
IF［#1GT＃3]GOTO1
＃7=【＃3—＃4】/2
X100
＃8=＃6+#7
Z100
G0X#1
M5
G32Z—32F7
螺纹车削
M30
G0X42
径向退刀
Z=［7+＃7]
轴向定点向右借刀
7、注意事项：
（1）合理安排零件粗精加工，保证零件尺寸。
（2）程序编制时注意锐边编入倒角，防止毛刺产生。
（3）已加工表面掉头时，用薄壁套包裹，防止夹伤已加工表面,及控制总长。
（4）螺纹加工时注意合理设置空刀量及空刀退出量。
（5）内孔径较小，选择镗孔刀时应注意刀杆.
（6）内孔加工时，注意退刀量的应用,避免刀具与孔壁相擦.
（7）内孔加工时，选择合适的转速,避免由于刀具伸出长度过长，导致产生振纹。
（8）注意图纸的技术要求，按照技术要求完成零件图样。
三、总结
必须掌握所用机床的性能特点和操作方法,同时还应根据实际加工工件特性制定适当的加工路径。
正确的进行工艺计算，熟练掌握一般零件的数控编程方法,确定合适的切削用量以及选用正确的刀具，以得到最优的加工方案，从而保证加工质量，生产效率和经济性，提高效率。
参考文献
1．韩鸿鸾主编,《数控加工工艺学》（第二版）中国劳动社会保障出版社.2005
2.关颖主编，《数控车床》.沈阳：
辽宁科学技术出版社.2005
3。
余常青主编，《数控加工技术》武汉：
华中科技大学出版社.2005。
9
4。
杨伟群主编，《数控工艺培训教程》.北京：
清华大学出版社。
2002
5.韩鸿鸾主编,《数控加工工艺学》（第二版）中国劳动社会保障出版社.2005
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