第1章 数控加工中工件的装夹与定位 - 兰州交通大学解析

③轮廓粗车加工路线分析 切削进给路线最短，可有效提高生产效率，降低刀具
损耗。
图3-10 粗车进给路线示例
图3-10给出了三种不同的轮廓粗车切削径路线，其中图 3-10（ａ）表述利用数控系统具有的封闭式符合循环功能控 制车刀沿着工件轮廓线进行进给的路线；图3-10（ｂ）为三 角形循环进给路线；图3-10（ｃ）为矩形循环进给路线，其 路线总长最短，因此在同等切削条件下的切削时间最短，刀 具损耗最少。
3.3
典型零件的加工工艺分析
3.3.1 轴类零件
图3-22 典型轴类零件
（1）零件图工艺分析 （2）确定装夹方案 （3）确定加工顺序及进给路线
图3-23 精车轮廓进给路线
（4）刀具选择 （5）切削用量的选择
3.2
数控车削加工工艺分析
其主要内容由：分析零件图纸、确定工具在车床上的 装夹方式、各表面的加工顺序和刀具的进给路线以及刀具、 夹具和切削用量的选择等。 3.2.1 数控车削加工零件的工艺性分析 （1）零件图分析 ①尺寸标注方法分析 ②轮廓几何要素分析 ③精度及技术要求分析
图3-2 零件尺寸标注分析
型车刀；7-宽刃精 车刀；8-外螺纹车 刀；9-端面车刀； 10-内螺纹车刀； 11-内槽车刀；12通孔车刀；13-盲孔 车刀
（3） 切削用量的确定 切削用量的选择原则是：保证零件加工精度 和表面粗糙度，充分发挥刀具的切削性能，保证 和你的刀具内用的；并充分发挥机床的性能，最 大限度提高生产率，降低成本。 ①主轴转速n的确定 ②进给速度的确定 ③背吃刀量的确定 3.2.4 数控车削加工中的装刀与对刀 装刀与对刀是数控机床加工中极其并十分棘 手的一项基本工作。 （1）车刀的安装 （2）刀位点 （3）对刀 （4）换刀点位置的确定
3.1.2 数控车削加工工艺的基本特点 数控车床加工的程序是数控车床的指令性文 件。数控车床受控于程序指令，加工的全过程都 是按程序指令自动进行的。数控车床加工程序不 仅要包括零件的工艺过程，而且还有包括切削用 量，走刀路线，刀具尺寸以及车床的运动过程。 3.1.3 数控车削加工工艺的主要内容 (1)选择适合在数控车床上加工的零件，确 定工序内容。 (2)恒线被加工零件的图纸，明确加工内容 及技术要求。 (3)确定零件的加工方案，制定数控加工工 艺路线。 (4)加工工序的设计。 (5)数控加工程序的调整。
第3 章
数控车削加工工艺
3.1 数控车削加工工艺概述 3.1.1 数控车削加工的主要对象 数控车削是数控加工中用得最多的加工方法之一。 由于数控车床具有加工精度高、能作直线和圆弧插补 （高档车床数控系统还有非圆弧曲线插补功能）以及在 加工过程中能自动变速等特点，因此其加工范围较普通 车床宽得多。针对数控车床的特点，下列几种零件最适 合数控车床削加工。 (1)轮廓形状特别复杂或难于控制尺寸的回转体零 件 (2)精度要求高的回转体零件 (3)带特殊螺纹的回转体零件
图3-1 成型内腔壳体零件示例
组成零件轮廓的曲线可以是数学方程式表述的曲线，也可 以是列表曲线。对于由直线或圆弧组成的轮廓，直接利用机床 的直线或圆弧插补功能。对于由非圆曲线组成的轮廓，可以用 非圆曲线插补功能;若所选机床没有非圆曲线插补功能，则应先 用直线或圆弧去逼近，然后再用直线或圆弧插补功能进行插补 切削。
② 车圆弧的加工路线分析
Байду номын сангаас图3-8 车圆法切削路线
图3-8所示为车圆弧时车圆法切削路线。即用不同半径 圆来车削，最后将所需圆弧加工出来。此方法在确定那每次 背吃刀量后，对90°圆弧的起点、终点坐标较易确定。图38（a）的走刀路线较短，但图3-8（b）加工的空行程较长。
图3-9 车锥法切削路线
图3-9所示为车圆弧的车锥法切削路线，即先车一个圆锥，再 车圆弧。但要主要车锥时的起点和终点的确定。若确定不好， 则肯损坏圆弧表面，也肯将余量留的过大。确定方法是连接OB 交圆弧与D，过D点作圆弧的切线AC。有几何关系得 BD=OB-OD= 2 R-R=0.414R 此为车锥时的最大切削余量，即车锥时，加工路线不了超过AC 线。由BD与ABC的关系，可得 AB=CB= 2 BD=0.586R 这样可以确定出车锥时的起点和终点。但Ｒ不太大时，可取AB ＝CB＝0.5R。此方法数值计算交繁，但其刀具切线路线较短。
图3-6 车正锥的两种加工路线
按图3-6（a）车正锥时，需要计算终刀距S。假设圆锥大径为 D，小径为d，锥长为L。背吃刀量 a p，则由相似三角形可得： （D-d）/（2L）= a p /S a p /(D-d)，按此种加工路线刀具切削运动的居然较短。 则S=2L
当按图3-6（b）的走刀路线车正锥时，则不需要计算终倒距S， ap 只要确定背吃刀量 ，即可车出圆锥轮廓，编程方便。
如图3-2所示，应以同一基准标注尺寸或直接给出坐标尺 寸。这种标注方法既便于编程，又有利于设计基准、工艺基 准、测量基准和编程原点统一。
图3-3 几何要素缺陷示例一
图3-4 几何要素缺陷示例二
如图3-3所示的几何要素 中，根据图示尺寸计算，圆 弧与斜线相交而并非相切。
如图3-4所示的几何要素， 图样上给定几何条件自相矛 盾，总长不等于各段长度之 和。
精度及技术要求分析的主要内容如下。 a.分析精度及各项技术要求是否齐全、是否合 理； b.分析本各项的数控车床加工精度能否达到图 样要求，若达不到，需采取其他措施（如磨削） 弥补时，则应给后续各项留有余量； c.找出图样上有位置精度要求的表面，这些表 面应在一次安装下完成； d.对表面粗糙度要求较高的表面，应确定用恒 线速切削。 （2）结构工艺性分析 构工艺性是指零件对加工方法的适应性，即 所设计的零件结构应便于加工成型。在数控车床 上加工零件时，应根据数控车削的热点，认真审 视零件结构的合理性。
图3-5 结构工艺性示例
如3-5（a）所示零件，需用三把不同宽度的切槽刀切 槽，如无特殊需要，显然不合理。图3-5（b），只需一把 刀就可切出三个槽，即减少了刀具输入，少占了刀架刀位， 又节省了换刀时间。
（3） 零件安装方式的选择 在数控车床上零件的安装方式与普通车床一样，要合理 选择定位基准和夹紧方案，主要注意一下两点。 ① 力求设计、工艺与编程计算的基准统一，这样有利 于提高编程时数值计算的简便性和精确性。 ② 尽量减少装夹次数，尽可能在一次装夹后，加工出 全部待加工面。 3.2.2 数控车削加工工艺路线的拟定 (1)加工方法的选择 (2)加工工序划分 ①保持精度原则 ②提高生产效率的原则 (3)加工路线的确定 在数控加工中，刀具（严格所是刀位点）相对于工件的 运动轨迹和方向称为加工路线，即刀具从对刀点开始运动 其，直至加工结束所经过的路径，包括切削加工的路径及 刀具引入、返回等非切削空行程。
④ 车螺纹时的轴向进给距离分析 在数控车床上车螺纹时，沿螺距方向的Z向进给应 和车床主轴的旋转保持严格的速比不安心，因此应避免 在进给机构加速或减速的过程中切削。
图3-11 车螺纹时的引入距离和超越距离
（４） 车削加工顺序的安排 制订零件车削加工顺序一般遵循下列原则。 ① 先粗后精 ② 先近后远 ③ 内外交叉 图3-15 常用车刀的 ④ 基面先行圆锥 种类、形状和用途 1-切断刀；2-90° 3.2.3 数控车削加工工序的设计 左偏刀；3-90°右 （１）夹具的选择 偏刀；4-弯头车刀； 5-直头车刀；6-成 （2）刀具的选择