数控车削编程与加工.

1.外圆表面加工方法的选择
图4-1 外圆表面加工方案
2.内孔表面加工方法的选择
1)加工精度为IT9级的孔，当孔径小于10mm时，可采用钻—铰方案； 当孔径小于30mm时，可采用钻—扩方案；当孔径大于30mm时，可采 用钻—镗方案。 2)加工精度为IT8级的孔，当孔径小于20mm时，可采用钻—铰方案； 当孔径大于20mm时，可采用钻—扩—铰方案，此方案适用于加工淬 火钢以外的各种金属，但孔径应在20～80mm之间，此外也可采用最 终工序为精镗或拉削的方案。 3)加工精度为IT7级的孔，当孔径小于12mm时，可采用钻—粗铰—精 铰方案；当孔径在12～60mm范围时，可采用钻—扩—粗铰—精铰方 案或钻—扩—拉方案。
2)摆动压块夹紧装置。
图4-26 摆动压块夹紧装置
3)螺母式夹紧装置。
图4-27 螺母式夹紧装置
4)螺旋压板夹紧装置。
图4-28 螺旋式中间压板夹紧装置 a)中间夹紧式 b)整体螺旋压板式 c)结构完整螺旋压板式
5)偏心式夹紧装置。
图4-30 螺旋式铰链压板夹紧装置
5)偏心式夹紧装置。
图4-30 螺旋式铰链压板夹紧装置
2)四爪卡盘装夹。
图4-37 数控车床两顶尖装夹工件
3)在两顶尖间装夹工件。
加工时是不允许的。
(4)重复定位 几个定位点同时限制同一个自由度，称为重复定位。
1.工件的定位原理
图4-4 工件的六个自由度
1.工件的定位原理
图4-5 工件的六点定位分布
(1)完全定位
按照上述方法在夹具上布置六个支承点，每个支承点相应地限制一 个自由度,工件的六个自由度就被完全限制了，工件在夹具中的位置 是唯一的，即处于完全确定的位置，这种定位称为完全定位。
图4-9 一夹一顶装夹长轴时的重复定位
(4)重复定位 几个定位点同时限制同一个自由度，称为重复定位。
图4-10 带圆柱孔工件用心轴和端面定位时的重复定位 a)心轴定位限制四个自由度 b)心轴和端面形成重复定位
(4)重复定位 几个定位点同时限制同一个自由度，称为重复定位。
图4-11 圆柱孔用心轴定位时防止重复定位的措施 a)减小平面 b)球面垫圈定位 c)缩短心轴长度
五、工件在数控车床上的定位与装夹 1.工件的定位原理 2.工件的定位方法 3.工件的夹紧 4.工件在数控车床上的装夹方案
1.工件的定位原理
(1)完全定位 按照上述方法在夹具上布置六个支承点，每个支承点 相应地限制一个自由度,工件的六个自由度就被完全限制了，工件在 夹具中的位置是唯一的，即处于完全确定的位置，这种定位称为完 全定位。 (2)不完全定位 工件加工时，有些工序并不要求工件完全定位，而 只要求部分定位，即限制部分自由度就能满足工件加工要求，这种 定位称为不完全定位。 (3)欠定位 若夹具上的支承点少于工件上应该限制的自由度数，使 得工件上某些应该限制的自由度没有被限制，工件的定位不足而导 致加工精度得不到保证，这种定位称为欠定位，欠定位在数控车削

5)偏心式夹紧装置。
图4-31 偏心式夹紧装置
6)楔块式夹紧装置。
图4-32 楔块式夹紧装置
4.工件在数控车床上的装夹方案 (1)零件装夹方式选择原则 (2)数控卧式车削加工中的常用装夹方案 (3)细长轴装夹方案 细长轴刚性差，在切削加工过程中容易受热 伸长产生弯曲变形，同时在切削力的作用下会产生振动，影响加 工精度和表面粗糙度。 (4)薄壁件装夹方案 薄壁工件刚性差，在夹紧力、切削力和切削 热作用下极易产生变形。
图4-24 夹紧装置夹紧力作用点确定
(3)常见夹紧装置 1)螺钉式夹紧装置。 2)摆动压块夹紧装置。 3)螺母式夹紧装置。 4)螺旋压板夹紧装置。 5)偏心式夹紧装置。 6)楔块式夹紧装置。
1)螺钉式夹紧装置。
螺钉式夹紧装置如图425所示。为防止螺钉头部被压扁后拧不出来， 螺钉头部不应有螺纹，并需经淬火处理，提高硬度。
(2)工件以外圆定位 1)在圆柱孔中定位。 2)在半圆弧夹具上定位。 3)在V形块上定位。
1)在圆柱孔中定位。
图4-14 支承板结构
1)在圆柱孔中定位。
图4-14 支承板结构
1)在圆柱孔中定位。
图4-15 可调支承结构
2)在半圆弧夹具上定位。
工件在半圆弧夹具上定位如图416所示。这种定位装置的下半圆弧 起定位作用，上半圆弧起夹紧作用。半圆弧夹具接触面积大，因此 不易夹伤工件表面，适用于外圆已精加工过的工件。
2.工件的定位方法
图4-12 工件的三点平面定位
(1)工件以平面定位
•当工件以平面定位时，由于工件的定位平面和定位元件的表面不可 能是理想平面(特别是以毛坯面作为定位基准时)，实际定位中只能 由最凸出的三点接触。为保证定位的稳定可靠，工件以毛坯面定位 时，应采用三点支承的方法，并尽量增大支承点间的距离L，使 支承三角形的面积尽可能大些，如图412所示。 •工件以大平面定位时，大平面中间部分应做成凹面，以减小与定位 面的接触面积。用于工件点、线定位的定位元件常见的有支承钉、 支承板和可调支承等，分别如图413~图415所示。
1)夹紧力大小的确定：
夹紧力必须保证工件在加工过程中的位置不发生变化，但夹紧力也不能 过大，过大会造成工件变形。
2)夹紧力方向的确定：
夹紧力的方向应尽可能垂直于工件的主要定位基准面，使夹紧稳定 可靠，保证加工精度；夹紧力的方向应尽可能与切削力方向一致。
3)夹紧力作用点的确定：
夹紧力的作用点应尽可能地落在主要定位面上，这样可保证夹紧稳 定可靠；夹紧力的作用点应与支承件对应，并尽可能作用在工件刚 性较好的部位，如图4-24所示。
图4-7 三爪自定心卡盘夹持 短轴零件的不完全定位
(3)欠定位 若夹具上的支承点少于工件上应该限制的自由度数， 使得工件上某些应该限制的自由度没有被限制，工件的定位不足 而导致加工精度得不到保证，这种定位称为欠定位，欠定位在数 控车削加工时是不允许的。
图4-8 一夹一顶装夹台阶轴时的欠定位
(3)欠定位 若夹具上的支承点少于工件上应该限制的自由度数， 使得工件上某些应该限制的自由度没有被限制，工件的定位不足 而导致加工精度得不到保证，这种定位称为欠定位，欠定位在数 控车削加工时是不允许的。
图4-23 工件以一面两孔定位
3.工件的夹紧 (1)对夹紧装置的基本要求 (2)夹紧装置使用注意事项 (3)常见夹紧装置
(1)对夹紧装置的基本要求 1)牢固：工件夹紧后，应保证工件在加工过程中的位置不发生变 化。 2)正确：夹紧时，应不破坏工件的正确定位。 3)快捷：夹紧装置应操作方便，安全省力，夹紧迅速。 4)简单：夹紧装置结构简单紧凑，有足够的刚性和强度，且便于 制造。
1)在小锥度心轴上定位。
图4-18 工件在小锥度心轴上定位
2)在圆柱心轴上定位。
图4-19 工件在圆柱心轴上定位
3)在圆锥心轴上定位。
图4-20 工件在圆锥心轴上定位
4)在花键心轴上定位。
图4-21 工件在花键心轴上定位
5)在螺纹心轴上定位。
图4-22 工件在螺纹心轴上定位
(4)工件以一面两孔定位 当工件以两个轴线互相平行的孔及与孔 相互垂直的平面作为定位基准时，可用一个短圆柱销、一个削边 销和一个平面作为定位元件来定位，这种定位方法称为一面两孔 定位，如图4-23所示。
2.工件的定位方法 (1)工件以平面定位 当工件以平面定位时，由于工件的定位平面 和定位元件的表面不可能是理想平面(特别是以毛坯面作为定位基 准时)，实际定位中只能由最凸出的三点接触。 (2)工件以外圆定位 (3)工件以内孔定位 在车削齿轮、套筒、盘类等零件的外圆时， 一般应以加工好的内孔定位。 (4)工件以一面两孔定位 当工件以两个轴线互相平行的孔及与孔 相互垂直的平面作为定位基准时，可用一个短圆柱销、一个削边 销和一个平面作为定位元件来定位，这种定位方法称为一面两孔 定位，如图4-23所示。
数控车削编程与加工
主编
表4-1 专业技能和关联知识
一、数控车削加工工艺设计内容 1)选择在数控机床上加工的零件，并确定加工的工序内容。 2)分析被加工零件加工部位的形状，明确加工内容与加工要求， 在此基础上确定零件的加工方案，制订零件数控加工的工艺路线， 包括工序的划分、加工顺序的安排、与普通加工工序的衔接等。 3)设计数控加工工序。 4)数控加工运行轨迹各节点坐标的尺寸计算。 5)编写数控加工程序。 6)合理分配数控加工中的公差。
1)三爪自定心卡盘装夹。
图4-33 三爪自定心卡盘及其装夹图例
2)四爪卡盘装夹。
图4-34 四爪卡盘结构 1、2、3、4—卡爪 5—丝杠
2)四爪卡盘装夹。
图4-35 工件装夹在四爪卡盘上用划线盘校正位置 a)校正外圆 b)校正端面平面
2)四爪卡盘装夹。
图4-36 工件装夹在四爪卡盘上用百分表校正位置 a)盘类工件校正 b)长轴工件校正
(2)夹紧装置使用注意事项 1)夹紧力大小的确定：夹紧力必须保证工件在加工过程中的位置 不发生变化，但夹紧力也不能过大，过大会造成工件变形。 2)夹紧力方向的确定：夹紧力的方向应尽可能垂直于工件的主要 定位基准面，使夹紧稳定可靠，保证加工精度；夹紧力的方向应 尽可能与切削力方向一致。 3)夹紧力作用点的确定：夹紧力的作用点应尽可能地落在主要定 位面上，这样可保证夹紧稳定可靠；夹紧力的作用点应与支承件 对应，并尽可能作用在工件刚性较好的部位，如图4-24所示。
(1)零件装夹方式选择原则 1)力求设计基准、工艺基准与编程原点统一。 2)尽量减少装夹次数，尽可能做到一次定位装夹后能完成全部加 工。 3)避免采用占机人工调整方案。 4)若夹具的使用可以降低对机床的要求，并能降低机床的运行成 本，仍应考虑使用夹具。 5)对细长杆零件，要考虑使用跟刀架。
(2)数控卧式车削加工中的常用装夹方案 1)三爪自定心卡盘装夹。 2)四爪卡盘装夹。 3)在两顶尖间装夹工件。 4)一夹一顶装夹工件。 5)用花盘及其附件装夹工件。 6)内梅花顶尖拨顶装夹工件。 7)外梅花顶尖拨顶装夹工件。 8)光面顶尖拨顶装夹工件。