数控车削工艺

【授课时数】2学时

【复习旧课】

1.什么是机床原点、机床参考点、工件原点和换刀点？它们的位置通常设置在哪里？

2.G90和G91指定的编程方式有什么不同？

3.G、M、S、F、T指令的功能是什么?

【导入新课】

在前面学习数控编程的内容时，我们已经了解到编程中的重点和难点是对加工零件的工艺分析，要想编制正确合理的加工程序，必须制定正确的加工工艺。那么，如何对零件进行工艺分析？零件工艺分析都包含那些内容呢？下面我们通过数控车床加工工艺的学习，掌握车削零件的工艺分析方法。

【授课内容】

第4章数控车床加工工艺

【学习目标】

了解数控车削的主要加工对象；学习和掌握车刀的类型，刀具参数和安装方法，能够正确选择和安装主要刀具；熟悉工件在数控车床上的装夹方式；掌握切削用量的确定原则和方法；掌握工序划分原则和加工顺序的安排；从而正确确定车床零件加工的走刀路线。

【重点难点】

1．数控车刀的类型和选择；

2．外圆车刀和内孔车刀的安装及注意事项；

3．切削用量的确定原则和方法；

4．掌握工序划分原则和加工顺序的安排；

5．确定车床零件加工的走刀路线。

第一节数控车削的主要加工对象

一、精度要求高的回转体零件

由于数控车床能加工尺寸精度要求较高的零件，在有些场合可以以车代磨。还能加工直线度、圆度、圆柱度等形状精度要求高的零件。数控车削还有利于提高零件的位置精度。

二、表面质量要求高的回转体零件

数控车床具有恒线速度切削功能，能加工出表面粗糙度Ra值小而均匀的零件。数控车削还适合于车削各部位表面粗糙度要求不同的零件，表面粗糙度Ra值要求大的部位选用大的进给量，要求小的部位选用小的进给量。

三、表面形状复杂的回转体零件

数控车床可以车削任意直线和曲线组成的形状复杂的回转体零件。

四、带特殊螺纹的回转体零件

数控车床能车削增导程、减导程以及要求等导程和变导程之间平滑过渡的螺纹。数控车床车削螺纹时，主轴转向简单，它可以一刀又一刀不停顿地循环，直到完成，所以车削螺纹的效率很高。而且车削出来的螺纹精度高、表面粗糙度Ra值小。

第二节数控车床刀具的选择与装夹

一、数控车刀的类型与选择

1．根据加工用途分类

车床主要用于回转表面的加工，所以数控车床使用的刀具可分为外圆车刀、内孔车刀、螺纹车刀、切槽刀等。分析图4-3常用车刀的种类、形状和用途。

2．根据刀尖形状分类

一般分为三类，即尖形车刀、圆弧形车刀和成形车刀。如图4-4所示。

图4-4 按刀尖形状分类的数控车刀

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90º内外圆车刀、左右端面车刀、切断（车槽）车刀以及刀尖倒棱很小的各种外圆和内孔车刀。

②圆弧形车刀圆弧形车刀是较为特殊的数控加工用车刀。刀位点不在圆弧上，而在该圆弧的圆心上。用于车削内、外表面，特别适宜于车削各种光滑连接（凹形）的成形面。

③成形车刀俗称样板车刀，其加工零件的轮廓形状完全由车刀刀刃的形状和尺寸决定。在数控车削加工中，常见的成形车刀有小半径圆弧车刀、非矩形车槽刀和螺纹车刀等。

在数控加工中，应尽量少用或不用成形车刀。

3．根据车刀结构分类

分为整体式车刀、焊接式车刀和机械夹固式车刀三类。如图4-6所示。

图4-6 按刀具结构分类的数控车刀

①整体式车刀主要是整体式高速钢车刀。通常用于小型车刀、螺纹车刀和形状复杂的成形车刀。

②焊接式车刀是将硬质合金刀片用焊接的方法固定在刀体上，经刃磨而成。

③机械夹固式车刀是数控车床上用得比较多的一种车刀，它分为机械夹固式可重磨车刀和机械夹固式不重磨车刀。

ａ机械夹固式可重磨车刀将普通硬质合金刀片用机械夹固的方法安装在刀杆上。刀片用钝后可以修磨，修磨后，通过调节螺钉把刃口调整到适当位置，压紧后便可继续使用，如图4-7所示。

ｂ机械夹固式不重磨（可转位）车刀的刀片为多边形，有多条切削刃，当某条切削刃磨损钝化后，只需松开夹固元件，将刀片转一个位置便可继续使用，如图4-8所示。其最大优

点是车刀几何角度完全由刀片保证，切削性能稳定，刀杆和刀片已标准化，加工质量好。

图4-7 机械夹固式可重磨车刀图4-8 机械夹固式可转位车刀

④机夹可转位刀片在数控车床的加工过程中，应尽量选用机夹可转位刀片。

在数控车床加工中应用最多的是硬质合金和涂层硬质合金刀片。一般使用机夹可转位硬质合金刀片以方便对刀。

机夹可转位刀片的具体形状已经标准化，且每一种形状均有一个相应的代码表示。以图4-9为例分析常用的可转位的车刀刀片形状及角度。

在选择刀片形状时要特别注意，有些刀片虽然其形状和刀尖角度相等，但由于同时参加切削的切削刃数不同，因此其型号也不相同；有些刀片，虽然刀片形状相似，但其刀尖角度不同，型号也不相同。

机夹可转位刀片的代码：硬质合金可转位刀片的国家标准与ISO国际标准相同。共用10个号位的内容来表示品种规格、尺寸系列、制造公差以及测量方法等主要参数的特征。按照规定，任何一个型号刀片都必须用前七个号位，后三个号位在必要时才使用。其中第10号位前要加一短横线“－”与前面号位隔开，第八、九两个号位若只使用其中一位，则写在第八号位上，中间不需要空格。

可转位刀片型号表示方法可用图4-10表达。十个号位表示的内容见表4-1。刀片型号的具体含义请查阅相关数控刀具手册。

图4-10 机夹可转位刀片型号表示方法

举例说明：TBHGl20408EL—CF

⑤刀片与刀杆的固定方式

通常有压板式压紧、复合式压紧、螺钉式压紧和杠杆式压紧等几种。

二、常用数控车刀的刀具参数

对于机夹可转位刀具，其刀具参数已设置成标准化参数。而对于需要刃磨的刀具，在刃磨过程中要注意保证这些刀具参数。在确定角度参数值的过程中，应考虑工件材料、硬度、切削性能、具体轮廓形状和刀具材料等诸多因素。

以硬质合金外圆精车刀为例，分析图4-12所示数控车刀的刀具角度参数。