【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 第二章 數(shù)控車削加工工藝數(shù)控車床是數(shù)控機(jī)床中應(yīng)用最為廣泛的一種機(jī)床。數(shù)控車床在結(jié)構(gòu)及其加工工藝上都與普通的車床類似，但由于數(shù)控車床是通過電子計(jì)算機(jī)數(shù)字化信號(hào)控制的機(jī)床，其加工是通過事先編制好的加工程序來(lái)控制，所以在工藝特點(diǎn)上又與普通車床有所不同。本章將介紹數(shù)控車削相關(guān)知識(shí)。 數(shù)控車床的加工特點(diǎn)和主要加工對(duì)象 數(shù)控車床的加工特點(diǎn)數(shù)控車床由于本身的特點(diǎn)，使其在生產(chǎn)加工的過程中有著與普通車床不同的加工特點(diǎn)，具體表現(xiàn)為以下幾點(diǎn)：，適用多品種小批量零件的加工 在一般的自動(dòng)或者半自動(dòng)車床上要加工一個(gè)新零件，一般需要調(diào)整機(jī)床或機(jī)床附件，以便于機(jī)床適應(yīng)被加工零件的要求，而使用數(shù)控機(jī)床加工不同形狀的零件時(shí)，只要重新編制或修改加工程序就可以迅速達(dá)到加工新零件的要求，大大縮短了更換機(jī)床硬件的技術(shù)準(zhǔn)備時(shí)間，因而數(shù)控機(jī)床適用多品種、小批量零件的加工。，加工質(zhì)量穩(wěn)定 由于數(shù)控機(jī)床是集機(jī)、電等高科技技術(shù)為一體，加工精度普遍高于普通機(jī)床。數(shù)控機(jī)床的加工過程是由計(jì)算機(jī)根據(jù)預(yù)先輸入的程序進(jìn)行控制的，這就避免了因操作人員技術(shù)水平的差異而引起產(chǎn)品質(zhì)量的不同。對(duì)于一些具有復(fù)雜形狀的工件，普通機(jī)床幾乎是不可能完成的，而數(shù)控機(jī)床只是編制較復(fù)雜的程序就可以達(dá)到目的，必要時(shí)還可以用計(jì)算機(jī)輔助編程或者計(jì)算機(jī)輔助加工。另外數(shù)控機(jī)床的加工過程不收體力、情緒、環(huán)境變化的影響，能保證加工工件的一致性，具有穩(wěn)定的質(zhì)量。 機(jī)床的生產(chǎn)效率主要是指加工一個(gè)零件所需要的時(shí)間，其中包括機(jī)動(dòng)時(shí)間和輔助時(shí)間。數(shù)控機(jī)床的主軸轉(zhuǎn)速和進(jìn)給速度變化范圍很大，并可實(shí)現(xiàn)無(wú)極調(diào)速，加工時(shí)可選用最佳的切削速度和進(jìn)給速度，可實(shí)現(xiàn)恒轉(zhuǎn)速和恒切速，以使切削參數(shù)最優(yōu)化，從而有效的縮短機(jī)動(dòng)時(shí)間。數(shù)控車床的自動(dòng)換刀、快熟空行程、循環(huán)加工功能及裝夾簡(jiǎn)單等特點(diǎn)，可大大縮短輔助時(shí)間。數(shù)控機(jī)床的生產(chǎn)效率一般為普通機(jī)床的2至6倍。應(yīng)用數(shù)控機(jī)床，可降低加工成本，同時(shí)減少普通機(jī)床的類型和臺(tái)數(shù)，有效節(jié)省設(shè)備投資，有利于公司更好的發(fā)展再生產(chǎn)。，減輕操作者的勞動(dòng)強(qiáng)度 數(shù)控機(jī)床的加工，除了裝卸零件、操作鍵盤、觀察機(jī)床運(yùn)行外，其他機(jī)床動(dòng)作都是按加工程序要求自動(dòng)、連續(xù)地進(jìn)行切削加工，操作者不需進(jìn)行繁重的重復(fù)手工操作。所以普通機(jī)床需要人工全過程進(jìn)行手工操作，包括工件裝夾、切削進(jìn)給等，而數(shù)控車床加工時(shí)不需要人工手動(dòng)操作，使操作過程簡(jiǎn)化，生產(chǎn)環(huán)境比較舒暢整潔，既改善了勞動(dòng)條件，又減輕了操作者的勞動(dòng)強(qiáng)度。 數(shù)控車床的主要加工對(duì)象 由于數(shù)控機(jī)床具有加工精度高、能直線和圓弧插補(bǔ)以及在加工過程中能自動(dòng)變速的特點(diǎn)，因此，其工藝范圍較普通機(jī)床的多，凡是能在普通機(jī)床上裝夾的零件都能在數(shù)控機(jī)床上加工，針對(duì)數(shù)控車床的特點(diǎn)，下面幾種零件最適合數(shù)控車削加工。 零件的精度要求主要指尺寸、形狀、位置和表面粗糙度等精度的要求，其中的表面精度主要是指表面粗糙度。由于數(shù)控車床剛性好，制造和對(duì)刀精度高，并能方便、精確地進(jìn)行人工補(bǔ)償和自動(dòng)補(bǔ)償，所以能加工尺寸精度要求較高的零件，有些場(chǎng)合能達(dá)到以車代磨的效果。另外，由于數(shù)控車床的運(yùn)動(dòng)是通過高精度插補(bǔ)運(yùn)算和伺服驅(qū)動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)，所以它能加工直線度、圓度、圓柱度等形狀精度要求高的零件。由于數(shù)控車床一次能裝夾能完成加工的內(nèi)容較多，所以它能有效的提高零件的位置精度，并且加工質(zhì)量穩(wěn)定。數(shù)控車床具有恒線速度切削功能，所以它不僅能加工出表面粗糙度值小而均勻的零件，而且還適合車削各部位表面粗糙度要求不同的零件。，（）。 數(shù)控車床能加工出表面粗糙度很小的零件。在材質(zhì)、精車余量和刀具已定的情況下，表面粗糙度取決于進(jìn)給量和切削速度。在普通車床上車錐面和端面時(shí)，由于轉(zhuǎn)速恒定不變，致使車削后的表面粗糙度不一致，致使某一直徑處的粗糙值最小。使用數(shù)控車床的恒線速切削功能，就可選用最佳線速度來(lái)切削錐面和端面，使車削后的表面粗糙度值既小又一致。數(shù)控車削還適合于車削各部位表面粗糙度要求不同的零件。粗糙度值要求大的部位選用大的進(jìn)給量，要求小的部位選用小的進(jìn)給量。由于數(shù)控機(jī)床具有直線和圓弧插補(bǔ)功能（部分?jǐn)?shù)控車床還有某些非圓弧曲線插補(bǔ)功能），所以可以車削由任意直線和曲線組成的形狀復(fù)雜的零件，包括通過擬合計(jì)算處理后的、不能用方程式描述的列表曲線。對(duì)于由直線和圓弧組成的輪廓，直接利用機(jī)床的直線和圓弧插補(bǔ)功能，對(duì)于非圓弧組成的輪廓應(yīng)先用直線或圓弧去逼近，然后利用直線或圓弧插補(bǔ)功能進(jìn)行插補(bǔ)切削。 普通車床所能車削的螺紋相當(dāng)有限，它只是車削等導(dǎo)程的直錐面米制、英制螺紋，而且一臺(tái)車床只能限定加工若干中導(dǎo)程。數(shù)控車床不但能車削任何等導(dǎo)程的直、錐面和端面螺紋，而且能車削增導(dǎo)程、減導(dǎo)程以及要求等導(dǎo)程與變導(dǎo)程之間平滑過渡的螺紋。數(shù)控車床可以配備精密螺紋切削功能，再加上一般采用硬質(zhì)合金成型刀片，以及可以使用較高的轉(zhuǎn)速，所以車削出來(lái)的螺紋精度很高、表面粗糙度很小。 數(shù)控車削加工工藝的制定工藝分析是數(shù)控車削編程前期的一項(xiàng)重要準(zhǔn)備工作。工藝制定得合理與否，對(duì)程序編制、機(jī)床的加工效率和零件的加工精度等都有十分重要的影響。因此，編制加工程序前，應(yīng)結(jié)合數(shù)控車床的特點(diǎn)，遵循一般的工藝規(guī)則，認(rèn)真而詳細(xì)的制定好零件的數(shù)控車削加工工藝。其主要的內(nèi)容有：確定工序和工件在數(shù)控車床上的裝夾方式、確定刀具走刀路線，以及刀具、夾具和切削用量的選擇等等。 在制定車削工藝之前，必須首先對(duì)被加工零件的圖樣進(jìn)行分析，分析零件圖的結(jié)果將直接影響到加工程序的編制及加工效果，它主要包括以下內(nèi)容：1）構(gòu)成零件輪廓的幾何要素 由于設(shè)計(jì)等各種原因，在圖紙上可能出現(xiàn)加工輪廓的數(shù)據(jù)不充分、尺寸模糊不清及尺寸封閉等缺陷，從而增加了編程的難度，有時(shí)甚至無(wú)法編寫程序，例如在某些圖紙中，圓弧與斜線的關(guān)系要求為相切，但經(jīng)過計(jì)算后的結(jié)果卻為相交割關(guān)系，而非相切，這樣由于圖樣上的圖線位置模糊或尺寸標(biāo)注不清，使編程工作無(wú)從下手，如果出現(xiàn)這種缺陷時(shí)，應(yīng)向圖樣的設(shè)計(jì)人員或技術(shù)管理人員及時(shí)反映，解決后方可進(jìn)行程序的編制工作。2）尺寸公差要求 在確定控制零件尺寸精度的加工工藝時(shí)，必須分析零件圖樣上的公差要求，從而正確選擇刀具及確定切削用量等。 在尺寸公差要求的分析過程中，還可以同時(shí)進(jìn)行一些編程尺寸的簡(jiǎn)單換算，如中值尺寸及尺寸鏈的解算等。在數(shù)控編程時(shí)，常常對(duì)零件要求的尺寸取其最大和最小的極限尺寸的平均值（中值）作為編程的尺寸依據(jù)。3）形狀和位置公差要求 圖樣上給定的形狀和位置公差是保證零件精度的重要要求。在工藝準(zhǔn)備過程中，除了按其要求確定零件的定位基準(zhǔn)和檢測(cè)基準(zhǔn)，并滿足其設(shè)計(jì)基準(zhǔn)的規(guī)定外，還可以根據(jù)機(jī)床的特殊要求進(jìn)行一些技術(shù)性處理，以便有效地控制其形狀和位置誤差。4）表面粗糙度要求 表面粗糙度是保證零件表面微觀精度的重要要求，也是合理選擇機(jī)床、刀具及確定切削用量的重要依據(jù)。5）材料要求零件的毛坯材料及熱處理要求，是選擇刀具（材料、幾何參數(shù)及使用壽命）及確定加工工序、切削用量和選擇機(jī)床的重要依據(jù)。6）加工數(shù)量零件的加工數(shù)量對(duì)工件的裝夾與定位、刀具的選擇、工序的安排及走刀路線的確定等都是不可忽視的參數(shù)。1）確定工序與裝夾方式(1)工序的劃分 一般數(shù)控車床都可裝4~12把刀，有些甚至20把刀，所以無(wú)論輪廓怎么復(fù)雜，也無(wú)論毛坯是棒料還是鑄、鍛件，一般都能用兩道工序完成車削加工。在數(shù)控車床上加工零件應(yīng)按工序集中的原則劃分工序，在批量生產(chǎn)中，常按照粗、精加工劃分和所用刀具劃分。(2)工件的裝夾在數(shù)控車床上零件的安裝方式與普通車床相似，在確定裝夾方式時(shí)，力求在一次裝夾中盡可能完成大部分甚至全部表面的加工。工件的裝夾應(yīng)根據(jù)零件圖樣的技術(shù)要求和數(shù)控車削的特點(diǎn)來(lái)選定。根據(jù)零件的結(jié)構(gòu)形狀不同，通常選擇外圓、端面或內(nèi)孔端面裝夾工件，并力求設(shè)計(jì)基準(zhǔn)、工藝基準(zhǔn)和編程原點(diǎn)的統(tǒng)一。2）進(jìn)給路線的確定 刀具刀位點(diǎn)相對(duì)于工件的運(yùn)動(dòng)軌跡和方向稱為進(jìn)給路線，即刀具從對(duì)刀點(diǎn)開始運(yùn)動(dòng)起，直至加工結(jié)束所經(jīng)過的路徑，包括切削加工的路徑及刀具切入、切出等切削空行程。 在數(shù)控車削加工中，因精加工的進(jìn)給路線基本上都是沿零件輪廓的順序進(jìn)行，因此確定進(jìn)給路線的工作重點(diǎn)主要在于確定粗加工及空行程的進(jìn)給路線。加工路線的確定必須在保證被加工零件的尺寸精度和表面質(zhì)量的前提下，按最短進(jìn)給路線的原則確定，以減少加工過程的執(zhí)行時(shí)間，提高工作效率。在此基礎(chǔ)上，還應(yīng)考慮數(shù)值計(jì)算的簡(jiǎn)便，以方便程序的編制。常用的數(shù)控車削加工零件的加工路線有輪廓粗車進(jìn)給路線、空行程進(jìn)給路線、輪廓精車進(jìn)給路線等。3）切削用量的選擇切削用量選擇是否合理，對(duì)于能否充分發(fā)揮數(shù)控車床的潛力與刀具的切削性能，實(shí)現(xiàn)優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、降低成本和安全操作具有很重要的作用。數(shù)控編程時(shí)，編程人員必須確定每道工序的切削用量，并以指令的形式寫入程序中。4）刀具的選擇 在數(shù)控加工過程中，刀具選擇是否合理，不僅影響機(jī)床的加工效率，而且直接影響工件的加工質(zhì)量。與普通車削相比，數(shù)控車削對(duì)刀具的要求更高，不僅要求精度高、剛度好、耐用度高，而且要求尺寸穩(wěn)定、安裝調(diào)整方便。這就要采用新型優(yōu)質(zhì)材料制成的刀具，并優(yōu)選刀具參數(shù)。選擇數(shù)控車削刀具通常要考慮數(shù)控車床的加工能力、工序內(nèi)容及工件材料等因素。根據(jù)與刀體的連接方式不同，常用的數(shù)控車刀有焊接式車刀和機(jī)械夾固式可轉(zhuǎn)位車刀（機(jī)夾刀）兩大類。 數(shù)控車床的加工程序編制數(shù)控車床是目前使用最廣泛的數(shù)控機(jī)床之一。數(shù)控車床主要用于加工軸類、盤類等回轉(zhuǎn)類零件。通過數(shù)控加工程序的運(yùn)行，可自動(dòng)完成內(nèi)外圓柱面、圓錐面、成形表面 、螺紋和端面等工序的切削加工，并能進(jìn)行車槽、鉆孔、擴(kuò)孔以及鉸孔等工作。車削中心可在一次裝夾中完成更多的加工工序，提高加工精度和生產(chǎn)效率，特別適合于復(fù)雜形狀回轉(zhuǎn)類零件的加工。：1）分析零件圖樣和制定工藝方案。2）數(shù)學(xué)處理。3）編寫零件加工程序。4）程序檢驗(yàn)。：1）手工編程。2）計(jì)算機(jī)自動(dòng)編程。第三章 盤套類零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及其工藝性 盤套類零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 盤類零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)盤類零件在機(jī)器中一般用于傳遞動(dòng)力、改變速度、轉(zhuǎn)換方向或起支承、軸向定位或密封等作用。一般盤類零件主要由端面、外圓、內(nèi)孔等組成，一般零件直徑大于零件的軸向尺寸，如齒輪、帶輪、法蘭盤、端蓋