数控车床编程加工工艺处理Word文档格式.docx

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（4）为了便于编制工艺及程序，应绘制出本工序加工前毛坯图及本工序加工图。

2.确定工件的装夹方式与设计夹具

根据已确定的工件加工部位、定位基准和夹紧要求，选用或设计夹具。

数控车床多采用三爪自定心卡盘夹持工件；

轴类工件还可采用尾座顶尖支持工件。

由于数控车床主轴转速极高，为便于工件夹紧，多采用液压高速动力卡盘，因它在生产厂已通过了严格的平衡，具有高转速（极限转速可达4000~6000r／min）、高夹紧力（最大推拉力为2000~8000N）、高精度、调爪方便、通孔、使用寿命长等优点。

还可使用软爪夹持工件，软爪弧面由操作者随机配制，可获得理想的夹持精度。

通过调整油缸压力，可改变卡盘夹紧力，以满足夹持各种薄壁和易变形工件的特殊需要。

为减少细长轴加工时受力变形，提高加工精度，以及在加工带孔轴类工件内孔时，可采用液压自动定心中心架，定心精度可达0.03mm。

3.确定加工方案

（一）确定加工方案的原则

加工方案又称工艺方案，数控机床的加工方案包括制定工序、工步及走刀路线等内容。

在数控机床加工过程中，由于加工对象复杂多样，特别是轮廓曲线的形状及位置千变万化，加上材料不同、批量不同等多方面因素的影响，在对具体零件制定加工方案时，应该进行具体分析和区别对待，灵活处理。

只有这样，才能使所制定的加工方案合理，从而达到质量优、效率高和成本低的目的。

制定加工方案的一般原则为：

先粗后精，先近后远，先内后外，程序段最少，走刀路线最短以及特殊情况特殊处理。

（1）先粗后精

为了提高生产效率并保证零件的精加工质量，在切削加工时，应先安排粗加工工序，在较短的时间内，将精加工前大量的加工余量（如图3-4中的虚线内所示部分）去掉，同时尽量满足精加工的余量均匀性要求。

当粗加工工序安排完后，应接着安排换刀后进行的半精加工和精加工。

其中，安排半精加工的目的是，当粗加工后所留余量的均匀性满足不了精加工要求时，则可安排半精加工作为过渡性工序，以便使精加工余量小而均匀。

在安排可以一刀或多刀进行的精加工工序时，其零件的最终轮廓应由最后一刀连续加工而成。

这时，加工刀具的进退刀位置要考虑妥当，尽量不要在连续的轮廓中安排切人和切出或换刀及停顿，以免因切削力突然变化而造成弹性变形，致使光滑连接轮廓上产生表面划伤、形状突变或滞留刀痕等疵病。

（2）先近后远

这里所说的远与近，是按加工部位相对于对刀点的距离大小而言的。

在一般情况下，特别是在粗加工时，通常安排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。

对于车削加工，先近后远有利于保持毛坯件或半成品件的刚性，改善其切削条件。

（3）先内后外

对既要加工内表面（内型、腔），又要加工外表面的零件，在制定其加工方案时，通常应安排先加工内型和内腔，后加工外表面。

这是因为控制内表面的尺寸和形状较困难，刀具刚性相应较差，刀尖（刃）的耐用度易受切削热影响而降低，以及在加工中清除切屑较困难等。

（4）走刀路线最短

确定走刀路线的工作重点，主要用于确定粗加工及空行程的走刀路线，因精加工切削过程的走刀路线基本上都是沿其零件轮廓顺序进行的。

走刀路线泛指刀具从对刀点（或机床固定原点）开始运动起，直至返回该点并结束加工程序所经过的路径，包括切削加工的路径及刀具引入、切出等非切削空行程。

在保证加工质量的前提下，使加工程序具有最短的走刀路线，不仅可以节省整个加工过程的执行时间，还能减少一些不必要的刀具消耗及机床进给机构滑动部件的磨损等。

优化工艺方案除了依靠大量的实践经验外，还应善于分析，必要时可辅以一些简单计算。

上述原则并不是一成不变的，对于某些特殊情况，则需要采取灵活可变的方案。

如有的工件就必须先精加工后粗加工，才能保证其加工精度与质量。

这些都有赖于编程者实际加工经验的不断积累与学习。

（二）加工路线与加工余量的关系

在数控车床还未达到普及使用的条件下，一般应把毛坯件上过多的余量，特别是含有锻、铸硬皮层的余量安排在普通车床上加工。

如必须用数控车床加工时，则要注意程序的灵活安排。

安排一些子程序对余量过多的部位先作一定的切削加工。

（1）对大余量毛坯进行阶梯切削时的加工路线

（2）分层切削时刀具的终止位置

（三）车螺纹时的主轴转速

数控车床加工螺纹时，因其传动链的改变，原则上其转速只要能保证主轴每转一周时，刀具沿主进给轴（多为Z轴）方向位移一个螺距即可，不应受到限制。

但数控车床加工螺纹时，会受到以下几方面的影响：

（1）螺纹加工程序段中指令的螺距（导程）值，相当于以进给量（mm/r）表示的进给速度F，如果将机床的主轴转速选择过高，其换算后的进给速度（mm/min）则必定大大超过正常值；

（2）刀具在其位移的始/终，都将受到伺服驱动系统升/降频率和数控装置插补运算速度的约束，由于升/降频特性满足不了加工需要等原因，则可能因主进给运动产生出的“超前”和“滞后”而导致部分螺牙的螺距不符合要求；

（3）车削螺纹必须通过主轴的同步运行功能而实现，即车削螺纹需要有主轴脉冲发生器（编码器）。

当其主轴转速选择过高，通过编码器发出的定位脉冲（即主轴每转一周时所发出的一个基准脉冲信号）将可能因“过冲”（特别是当编码器的质量不稳定时）而导致工件螺纹产生乱扣。

因此，车螺纹时，主轴转速的确定应遵循以下几个原则：

（1）在保证生产效率和正常切削的情况下，宜选择较低的主轴转速；

（2）当螺纹加工程序段中的导入长度δ1和切出长度δ2（如图所示）考虑比较充裕，即螺纹进给距离超过图样上规定螺纹的长度较大时，可选择适当高一些的主轴转速；

（3）当编码器所规定的允许工作转速超过机床所规定主轴的最大转速时，则可选择尽量高一些的主轴转速；

（4）通常情况下，车螺纹时的主轴转速（n螺）应按其机床或数控系统说明书中规定的计算式进行确定，其计算式多为：

n螺≤n允／L（r／min）式中n允—编码器允许的最高工作转速（r／min）；

L—工件螺纹的螺距（或导程，mm）。

4.确定切削用量与进给量

在编程时，编程人员必须确定每道工序的切削用量。

选择切削用量时，一定要充分考虑影响切削的各种因素，正确的选择切削条件，合理地确定切削用量，可有效地提高机械加工质量和产量。

影响切削条件的因素有：

机床、工具、刀具及工件的刚性；

切削速度、切削深度、切削进给率；

工件精度及表面粗糙度；

刀具预期寿命及最大生产率；

切削液的种类、冷却方式；

工件材料的硬度及热处理状况；

工件数量；

机床的寿命。

上述诸因素中以切削速度、切削深度、切削进给率为主要因素。

切削速度快慢直接影响切削效率。

若切削速度过小，则切削时间会加长，刀具无法发挥其功能；

若切削速度太快，虽然可以缩短切削时间，但是刀具容易产生高热，影响刀具的寿命。

决定切削速度的因素很多，概括起来有：

（1）刀具材料。

刀具材料不同，允许的最高切削速度也不同。

高速钢刀具耐高温切削速度不到50m／min，碳化物刀具耐高温切削速度可达100m／min以上，陶瓷刀具的耐高温切削速度可高达1000m／min。

（2）工件材料。

工件材料硬度高低会影响刀具切削速度，同一刀具加工硬材料时切削速度应降低，而加工较软材料时，切削速度可以提高。

（3）刀具寿命。

刀具使用时间（寿命）要求长，则应采用较低的切削速度。

反之，可采用较高的切削速度。

（4）切削深度与进刀量。

切削深度与进刀量大，切削抗力也大，切削热会增加，故切削速度应降低。

（5）刀具的形状。

刀具的形状、角度的大小、刃口的锋利程度都会影响切削速度的选取。

（6）冷却液使用。

机床刚性好、精度高可提高切削速度；

反之，则需降低切削速度。

上述影响切削速度的诸因素中，刀具材质的影响最为主要。

切削深度主要受机床刚度的制约，在机床刚度允许的情况下，切削深度应尽可能大，如果不受加工精度的限制，可以使切削深度等于零件的加工余量。

这样可以减少走刀次数。

主轴转速要根据机床和刀具允许的切削速度来确定。

可以用计算法或查表法来选取。

进给量f（mm／r）或进给速度F（mm／min）要根据零件的加工精度、表面粗糙度、刀具和工件材料来选。

最大进给速度受机床刚度和进给驱动及数控系统的限制。

编程员在选取切削用量时，一定要根据机床说明书的要求和刀具耐用度，选择适合机床特点及刀具最佳耐用度的切削用量。

当然也可以凭经验，采用类比法去确定切削用量。

不管用什么方法选取切削用量，都要保证刀具的耐用度能完成一个零件的加工，或保证刀具耐用度不低