第四章 数控车削的工艺分析.ppt

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1、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。,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

2、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,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

3、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,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,减少编程工作量;尽量减少程序段数,走刀路线的确定,数控车削的工艺分析,数控车削的工艺分析,走刀路线的确定,车圆锥的加工路线分析,数控车床上车外圆锥,假设圆锥大径为D,小径为d,锥长为L,车圆锥的加工路线如图所示。按图a中的阶梯切削路线,二刀粗车,最后一刀精车;二刀粗车的终刀距S要作精确的计算,可有相似三角形得:,D-d 2,L,D-d 2,S,-,ap,D-d 2,L(,D-d 2,S,-,ap),此种加工路线,粗车

4、时,刀具背吃刀量相同,但精车时,背吃刀量不同;同时刀具切削运动的路线最短。,数控车削的工艺分析,车圆锥的加工路线分析,走刀路线的确定,按图b的相似斜线切削路线,也需计算粗车时终刀距S,同样由相似三角形可计算得出。按此种加工路线,刀具切削运动的距离较短。,按图c的斜线加工路线,只需确定每次背吃刀量ap,而不需计算终刀距,编程方便。但在每次切削中背吃刀量是变化的,且刀具切削运动的路线较长。,数控车削的工艺分析,走刀路线的确定,车圆弧的加工路线分析,应用G02(或G03)指令车圆弧,若用一刀就把圆弧加工出来,这样吃刀量太大,容易打刀。所以,实际车圆弧时,需要多刀加工,先将大多余量切除,最后才车得所需

5、圆弧。,右图为车圆弧的阶梯切削路线。即先粗车成阶梯,最后一刀精车出圆弧。此方法在确定了每刀吃刀量ap后,须精确计算出粗车的终刀距S,即求圆弧与直线的交点。此方法刀具切削运动距离较短,但数值计算较繁。,数控车削的工艺分析,走刀路线的确定,车圆弧的加工路线分析,右图为车圆弧的同心圆弧切削路线。即用不同的半径圆来车削,最后将所需圆弧加工出来。此方法在确定了每次吃刀量aP后,对90圆弧的起点、终点坐标较易确定,数值计算简单,编程方便,常采用。但按图b加工时,空行程时间较长。,右图为车圆弧的车锥法切削路线。即先车一个圆锥,再车圆弧。但要注意,车锥时的起点和终点的确定,若确定不好,则可能损坏圆锥表面,也可

6、能将余量留得过大。确定方法如图所示,连接OC交圆弧于D,过D点作圆弧的切线AB。,数控车削的工艺分析,走刀路线的举例,车圆弧的加工路线分析,螺球柱,端面加工、外轮廓粗加工,外轮廓粗、精加工,数控车削的工艺分析,切削用量的确定,进给量,切削速度(V),背吃刀量ap,V,=,X D X n,1000,(m/min),式中:D 工件切削部分的最大直径(mm)n 主轴每分钟转数min-1。,数控车削的工艺分析,切削速度:,(例题)主轴转速2000min-1、车削直径50,求此时的切削速度?,答:=3.14、D=125、n=2000代入公式V=(Dn)1000=(3.14502000)1000=314(

7、m/min)切削速度为314m/min,数控车削的工艺分析,进给量的确定,每转进给量(fr)、每分进给量(Vf),式中:Vf:每分钟进给量(mm/min)n:主轴转速(min-1)fr:每转进给量(mm/r),Vf=n x fr(mm/min),(例题)主轴转速2000min-1、每分进给速度100mm/min,求此时每转进给量?,(例题)每转进给量0.1mm/r,主轴转速1600min-1,求每分进给速度?,答:Vf=nfr=0.11600=160mm/min,求出每分进给速度为160mm/min。,答:fr=Vfn=1002000=0.05mm/r求出每转进给量为0.05mm/r,数控车削

8、的工艺分析,切削用量的确定,孔加工的计算式,vc(m/min):切削速度(3.14):圆周率D1(mm):钻头直径n(min-1):主軸转速,用1000去除,为将mm换算成m,vf(mm/min):主轴(Z轴)进给速度fr(mm/rev):每转进给量n(min-1):主轴转速,主轴每分钟进给量(vf),切削速度(vc),数控车削的工艺分析,螺纹切削方式,数控车削的工艺分析,螺纹加工方法,螺纹加工方法,数控车削的工艺分析,数控车削的工艺分析,螺纹加工进刀次数及进刀量的选择,应根据螺距来选择走刀次数及进给量,以保证螺纹的精度及质量,数控车削的工艺分析,一、轴类零件的数控车削工艺,典型数控车削零件的

9、工艺分析,图示是模具芯轴的零件简图。零件的径向尺寸公差为0.01mm,角度公差为0.1,材料为45钢。毛坯尺寸为66mm100 mm,批量 30件。,数控车削的工艺分析,一、轴类零件的数控车削工艺,典型数控车削零件的工艺分析,经过分析可制定加工方案如下:工序1:用三爪卡盘夹紧工件一端,加工6438柱面并调头打中心孔。,工序2:用三爪卡盘夹紧工件64一端,另一端用顶尖顶住。加工6462柱面,如图所示。,工序3:钻螺纹底孔;精车20表面,加工14锥面及背端面;攻螺纹,如图所示。,数控车削的工艺分析,一、轴类零件的数控车削工艺,典型数控车削零件的工艺分析,工序4 加工SR19.4圆弧面、26圆柱面、

10、角15锥面和角15倒锥面,装夹方式如图所示。工序4的加工过程如下:l)先用复合循环若干次一层层加工,逐渐靠近由EFCHI等基点组成的回转面。后两次循环的走刀路线都与BC一DEFCHIB相似。完成粗加工后,精加工的走刀路线是BCDEFGHI一B,如图所示。2)再加工出最后一个15的倒锥面,如图所示。,二、轴套类零件数控车削加工工艺,数控车削的工艺分析,典型数控车削零件的工艺分析,1零件图工艺分析 该零件为轴承套。表面由内外圆柱面、内圆锥面、顺圆弧、逆圆弧及外螺纹等表面组成,其中多个直径尺寸与轴向尺寸有较高的尺寸精度和表面粗糙度要求。零件图尺寸标注完整,符合数控加工尺寸标注要求;轮廓描述清楚完整;

11、零件材料为45钢,切削加工性能较好,无热处理和硬度要求。通过上述分析,采取以下几点工艺措施:(1)零件图样上带公差的尺寸,因公差值较小,故编程时不必取其平均值,而取基本尺寸即可。(2)左、右端面均为多个尺寸的设计基准,相应工序加工前,应该先将左、右端面车出来。,数控车削的工艺分析,二、轴套类零件数控车削加工工艺,典型数控车削零件的工艺分析,2确定装夹方案:内孔加工时以外圆定位,用三爪自动定心卡盘夹紧。加工外轮廓时,为保证一次安装加工出全部外轮廓,需要设一圆锥心轴装置,用三爪卡盘夹持心轴左端,心轴右端留有中心孔并用尾座顶尖顶紧以提高工艺系统的刚性。,数控车削的工艺分析,二、轴套类零件数控车削加工

12、工艺,典型数控车削零件的工艺分析,3确定加工顺序及走刀路线:加工顺序的确定按由内到外、由粗到精、由近到远的原则确定,在一次装夹中尽可能加工出较多的工件表面。结合本零件的结构特征,可先加工内孔各表面,然后加工外轮廓表面。由于该零件为单件小批量生产,走刀路线设计不必考虑最短进给路线或最短空行程路线,外轮廓表面车削走刀路线可沿零件轮廓顺序进行。,数控车削的工艺分析,二、轴套类零件数控车削加工工艺,典型数控车削零件的工艺分析,4刀具选择:将所选定的刀具参数填入表轴承套数控加工刀具卡片中,以便于编程和操作管理。,轴承套数控加工刀具卡片,5切削用量选择:根据被加工表面质量要求、刀具材料和工件材料,参考切削

13、用量手册或有关资料选取切削速度与每转进给量,计算结果填入表6-8工序卡中。背吃刀量的选择因粗、精加工而有所不同。粗加工时,在工艺系统刚性和机床功率允许的情况下,尽可能取较大的背吃刀量,以减少进给次数;精加工时,为保证零件表面粗糙度要求,背吃刀量一般取0.l0.4 mm较为合适。6数控加工工艺卡片拟订:将前面分析的各项内容综合成如表所示的数控加工工艺卡片。,二、轴套类零件数控车削加工工艺,典型数控车削零件的工艺分析,数控车削的工艺分析,课堂讨论4:活塞数控车加工工艺分析,端面和外轮廓粗车端面和外轮廓精车,钻中心孔端面和内轮廓粗车端面和内轮廓精车,外轮廓精车切槽,发动机活塞,课堂讨论5:数控车床加工实践车酒杯,工件-名称:酒杯-材料:铝-尺寸:65 x 130mm-使用刀具数:5-加工时间:1 hr 48min,切削条件,

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