数控车削加工工艺分析Word文档下载推荐.docx

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数控车床加工工艺不仅包括详细的加工步骤,还包括切削用量和其他特殊要求内容,以及标有数控加工坐标位置的工序图等。

2.数控车床加工工艺要求更严密、精确

数控车床自适应较差,它不能同普通车床加工那样根据加工过程中出现的问题灵活的进行认为调整。

如在钻孔时,数控车床不知道孔中是否已挤满切屑,是否需要退刀清理切屑后再继续进给,这些情况必须事先由工艺员精心考虑,否则可能会导致严重的后果。

普通车床在加工零件时,通常是经过多次试切来达到零件的精度要求的,而数控车床加工过程是严格按程序规定的尺寸来进给的,因此要准确无误。

在实际工作中,由于一个小数点的差错而酿成重大机床事故和质量事故的例子屡见不鲜。

因此,数控车床加工工艺设计要求更加严密、精确。

3.制定数控车床加工工艺要求严格的分析计算

制定加工工艺前要进行零件图形的数学处理和编程尺寸设定值的计算。

编程尺寸并不是零件图上设计的公称尺寸的简单再现,在对零件图进行数学处理和计算时,编程尺寸设定值要根据零件尺寸公差要求和零件的形状几何关系重新调整计算,才能确定合理的编程尺寸。

这是编程前必须要做的一项基本工作,也是制定数控车床加工工艺必须要进行的分析工作。

4.制定数控车床加工工艺选择切削用量时要考虑进给速度对零件形状精度的影响

数控车床加工时,刀具怎么从起点沿运动轨迹走向终点是由数控系统的插补装置或插补软件来控制的。

根据插补原理分析,在数控系统已定的情况下,进给速度越快,则插补精度越低;

插补精度越低,则工件的轮廓形状精度越差。

因此,制定数控车床加工工艺选择切削用量时要考虑进给速度对加工零件形状精度的影响,特别是高精度加工时的影响非常明显。

5.制定数控车床加工工艺的特殊要求

由于数控车床较普通车床的刚度高,所配的刀具也较好,因而在同等情况下,所采用的切削用量通常要比普通车床大,加工效率也较高,选择切削用量时要充分考虑这些特点。

由于数控车床的功能复合化程度越来越高,因此工序相对集中是现代数控车床工艺的特点,明显表现为工序数目少、工序内容多,并且由于在数控车床上尽可能安排较复杂的工序,所以数控车床加工的内容比普通车床加工的工序内容复杂。

特别是对车削中心来说,零件上一些铣削加工的内容也可以在车削中心上进行,工序内容局更加复杂。

6.数控车床加工程序的编写、校验与修改是数控加工工艺的一项特殊内容

普通车床加工工艺中划分工序、选择设备等重要内容,对数控车床加工工艺来说属于已基本确定的内容,所以制定数控车床加工工艺的着重点在整个数控加工过程的分析,关键在确定进给路线及生成刀具运动轨迹。

复杂表面的刀具运动轨迹生成需借助自动编程软件,是编程问题,是数控加工工艺问题,也是数控车床加工工艺与普通车床加工工艺最大的不同之处。

2.1.2数控车床加工工艺主要内容

使用数控车床进行加工时,首要的问题是加工件必须符合数控车床的加工工艺特点,一般应是中、小批量,需重复投产,表面形状较复杂,需要配置夹具或需在线测量的零部件。

为了充分发挥数控车床的高效率,除选择合适的加工件和必须掌握机床特性外,还必须在编程之前正确地确定好加工方案。

在数控车床上加工零件,工序必须集中,在一次装夹中应尽可能完成所有工序,因此,划分工序显得尤为重要。

一般情况下采用“先外后内”、“先粗后精、刀具集中”的原则,为了减少换刀次数,缩短空行程,减少不必要的定位误差,采用按“刀具集中”的工序办法,即将零件上用同一把刀加工的部位全部加工完成后,再换另一把刀来加工。

要选用最合理、最经济、最完善的加工方案,即走刀路线最短、走刀次数和换刀次数要尽可能少、保证加工安全等。

数控车床加工路线的确定至关重要,因为它关系到工件的加工精度和表面粗糙度,应尽量避免在连接处重复加工,否则会出现明显的界限痕迹。

1.数控车床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）分析加工零件的图样,明确加工内容及技术要求,确定加工方案,制定数控加工路线,如工序的划分、加工顺序的安排、非数控加工工序的衔接等。

设计数控加工工序,如工序的划分、刀具的选择、夹具的定位与安装、切削用量的确定和走到路线的确定等。

（3）调整数控加工工序的的程序,如对刀点、换刀点的选择和刀具的补偿等。

（4）分配数控加工中的公差,保证加工后的零件合格。

（5）处理数控机床上的部分工艺指令。

当选择并决定某个零件进行数控车床加工后,并不等于要把该零件的所有加工内容全部完成,而可能只是对其中一部分进行数控加工,所以必须对零件图样进行工艺分析,确定哪些最适合、最需要进行数控加工的内容和工序。

2.合理选用数控车床的原则

确定典型零件的工艺要求、加工工件的批量,拟定数控车床应具有的功能是做好前期准备、合理选用数控车床的前提条件。

典型零件的工艺要求主要是零件的结构尺寸、加工范围和进度要求。

根据精度要求,即工件的尺寸精度、定位精度和表面粗糙度的要求来选择数控车床的控制精度。

选择结构合理、稳定可靠的数控车床进行加工是产品质量保证的基础。

数控车床的可靠性是指机床在规定条件下执行其功能时,长时间稳定运行而不出故障的能力。

仔细考虑刀具和附件的配套,机床随机附件、备件及其刀具供应能力对已有的数控车床、车削中心来说是十分重要的,做到功能与精度不闲置、不浪费。

必要时,机床可配备全封闭或半封闭的防护装置和自动排屑装置等。

2.1.3零件图的数控加工工艺分析

对零件图进行数控加工工艺分析着重考虑以下几个方面

1.结构工艺分析

零件的结构工艺性是指在满足使用要求的前提下,零件的加工可行性和经济型,即所设计的零件结构应便于加工成型,且成本低、效率高。

结构工艺性分析要放在零件图样和毛坯图样初步设计和设计定型之间的阶段进行,否则当零件设计定型之后再分析,发现要修改某些设计就会产生大量改动,那就很困难。

通常结构工艺性分析主要有以下几项内容。

（1）分析零件图中的尺寸标注方法是否适应数控加工的特点。

对数控加工来说,最倾向于以同一基准引注尺寸或直接给出尺寸坐标,即坐标标注法。

这种标注法既便于编程,也便于尺寸之间的相互协调,给保证设计、定位、检测基准与编程原点设置的一致性方面带来了很大方便。

（2）分析零件图中构成轮廓的几何元素的条件是否充分、正确。

由于零件设计人员在设计过程中往往存在考虑不周到的情况,如构成零件轮廓的几何元素的条件不充分或模糊不清基至多余的情况,造成无法进行数学处理。

（3）分析在数控车床加工时零件结构的合理性。

零件的结构应使加工时尽量减少换刀和装夹次数,以利于提高加工效率。

2.精度与技术要求分析

对被加工零件的精度及技术要求进行分析是零件工艺性分析的重要内容。

只有在分析零件精度和表面粗糙度的基础上,才能对加工方法、装夹方式、进给路线、刀具及切削用量等进行正确而合理的选择。

精度及技术要求分析主要有以下几项内容。

（1）分析精度及各项技术要求是否齐全、合理。

对采用数控加工的表面,其精度要求应尽量一致,以便最后能一刀连续加工。

（2）分析本工序的数控车削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）弥补的话,注意给后续工序留有加工余量。

（3）找出图样上有较高位置精度要求的表面,这些表面应在一次装夹下完成加工。

（4）对表面质量要求较高的表面,应确定用恒线速度切削。

2.1.4零件图形的数学处理

数控加工是一种基于数字的加工,分析数控加工工艺过程不可避免地要进行数字分析和计算,数学处理并最终确定编程尺寸及设定值。

1.编程原点的选择

加工程序中的程序字大部分是尺寸字,这些尺寸字中的数据是程序的主要内容。

同一个零件,同样的加工方法,由于编程原点的不同,尺寸字中的数据就不一样,所以编程前首先要选定编程原点,以建立编程坐标系。

2.编程尺寸设定值的确定

编程尺寸设定值理论上该为尺寸误差分散中心,但由于事先无法知道分散中心的确切位置,可先由平均尺寸代替,最后根据是加工结果进行修正,以消除系统误差的影响。

2.1.5数控车削加工工艺过程的拟定

一般根据零件的加工精度、表面粗糙度、材料、结构形状、尺寸及生产类型确定零件表的数控车削加工方法及加工方案,根据表面精度要求可分为粗车、半精车、精车、细车、精密车等方案进行加工。

1.工序的划分原则

（1）工序集中将若干个工步集中在一个工序内完成,因此一个工件的加工,只需集中在少数几个工序内完成。

最大限度的集中是在一个工序内完成工件所有表面的加工。

采用工序集中的可以减少工件的装夹次数,在一次装夹中可以加工许多加工表面,有利于保证各表面之间的相互位置精度,也可以减少机床的数量,相应的减少工人的数量和机床的占地面积。

但所需的设备复杂,操作和调整工作也复杂。

（2）工序分散工序的数目多,工艺路线长,每个工序所包括的工步少。

最大限度的分散是在一个工序内只包括一个简单的工步。

工序分散可以是所需的设备和工艺装备结构简单、调整容易、操作简单,但专用性强。

通常情况下,对于需要多台不同数控机床、多道工序才能完成加工的零件,工序划分自然以机床为单位来进行。

而对于只需要很少的数控机床就能加工完零件全部加工内容的情况,数控加工工序的划分可按下列方法进行。

1）以一次安装所进行的加工作为一道工序。

将位置精度要求较高的表面安排在一次安装下完成,以免多次误差影响位置精度。

2）以一个完整数控程序连续加工的内容为一道工序。

有些零件虽然能在一次安装中加工出很多待加工表面,但考虑到程序不能太长,会受到某些限制,如控制系统的限制（主要是内存容量）、机床连续工作时间的限制（如一道工序在一个工作班内不能完成）等。

此外,程序太长会增加出错率,差错与检索困难,因此程序不能太长。

这样可以以一个独立、完整的数控加工程序连续加工的内容为一道工序。

3）以工件上的结构内容组合用一把刀加工为一道工序。

有些零件结构较复杂,既有回转表面也有非回转表面,既有外圆、平面也有内腔、曲面。

对于加工内容较多的零件,按零件结构特点加工内容组合分成若干分部分,每一部分用一把典型刀具加工。

这是可以将组合在一起的左右部位作为一道工序,然后将另外组合在一起的部位换一把刀加工,作为新的一道工序,以减少换刀次数,减少空程时间。

4）以粗、精车划分工序。

对于容易发生加工变形的零件,通常粗加工后需要进行矫形,粗加工和精加工最为两道工序,可以采用不同的刀具或不同的数控机床加工。

对毛坯余量大和加工精度要求较高的零件,应将粗车和精车分开,划分成两道或更多的工序。

在粗加工阶段,由于切除大量的金属可以及早发现毛坯的缺陷、裂纹和气孔等,以便及时处理避免过多的浪费工时

粗加工阶段容易引起工件的变形,由于切除余量大,一方面毛坯