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1、掌握数控车削基础知识，了解车床坐标系、刀具设置、工件设置等知识 掌握轴类零件的车削加工方法 掌握套类零件的车削加工方法 掌握螺纹零件的车削加工方法,第8章 数控车削加工,8.1 数控车削基础知识 8.2 轴类零件的车削 8.3 套类零件的车削 8.4 螺纹车削 8.5 本章小结 8.6 习题,本章大纲,8.1 数控车削基础知识,本章将以绘制图8-1所示的轴类零件为例，讲解数控车削零件的自动编程方法，并介绍车床加工的基础知识。,图8-1 轴类车削零件图,车床坐标系统可以分为左手坐标系统和右手坐标系统，由刀座位置决定。若刀座和操作人员在同一侧，属于右手坐标系统，此时x轴正方向为远离机床靠近操作者方
2、向。若刀座和操作人员在不同侧，属于左手坐标系统，此时x轴正方向为远离机床远离操作者方向。选取坐标原点的方法有两种：选工件的右端面作为坐标原点和卡盘端面作为坐标原点。,图8-2 工件坐标系原点,8.1.1 车床坐标系,8.1.2 刀具设置,刀具的选择与使用在数控车削中是非常重要的。车刀由刀片和夹头组成。Mastercam X提供了多种车刀供用户选择。 选择菜单命令【刀具路径】/【车床刀具管理器】如图8-3所示。,图 8-3 【刀具管理】对话框,若刀具管理器中没有需要的刀具，可按照用户的要求自行创建新刀具。 在【加工群组】列表框中单击鼠标右键，弹出快捷菜单，如图8-4所示，选择【创建新刀具】命令，
3、系统弹出如图8-5所示的【定义刀具】对话框。,图8-4 快捷菜单,图8-5 【定义刀具】对话框,以8-1为例，创建加工该零件所使用的刀具。 1、创建外圆车刀并设置参数 （1）设置刀片形状及参数。单击【一般车削】按钮，系统自动进入硬质合金的嵌入【刀片】选项卡，分别设定【刀片】选项卡中的各参数。图8-6所示为例题8-1的外圆车刀刀片形状及参数设置。,图8-6 外圆车刀刀片设置,（2）设置刀具夹头的类型及参数。选择【刀把】选项卡，图8-7所示为例题8-1的外圆车刀刀具夹头形状及参数设置。,图8-7 【刀把】选项卡,2创建径向车削/截断刀具，并设置参数。 （1）设置刀片形状及参数。在【定义刀具】对话框
4、的【类型】选项卡中单击【径向车削/截断】按钮，系统进入【定义刀具-加工群组2】对话框中的【刀片】选项卡。图8-8所示为例题8-1的径向车削/截断刀刀片形状及参数设置。,图8-8 径向车削/截断刀刀片设置,（2）设置刀柄形状及参数。 设置好【刀片】选项卡中的各参数后，选择【刀把】选项卡，图8-9所示为例题8-1的径向车削/截断刀刀把的形状及参数设置。,图8-9 径向车削/截断刀把设置,3设置【参数】选项卡。 以上创建的刀具在设置了刀片、刀柄夹头后，均要在各自的【参数】选项卡中设置各刀具的加工参数，具体设置如图8-10所示（作为示例，本例各个工序的加工参数设置为相同值）。,图8-10 刀具加工参数
5、设置,一、定义毛坯（Stock）边界 工件毛坯外形通过【Stock】分组框设置。在车床加工系统中调用工件设置也是在【刀具路径】管理器中选择【材料设置】命令（如图8-11所示），系统弹出【机器群组属性】对话框的【材料设置】选项卡，如图8-12所示。图8-13所示是采用【参数】方法来定义的毛坯外形。,8.1.3 工件设置,图8-11 【刀具路径】管理器,图8-13 毛坯外形、卡盘,图8-12 【材料设置】选项卡,二、定义卡盘（Shuck）参数 定义卡盘边界是为了确定工件的位置。卡盘的设置方法与毛坯的设置方法基本相同，卡盘同样可定义为左转向和右转向。只是多了“选择”方法，该方法为选择一个现有的MCX
6、图形文件代表卡盘。 三、定义尾座顶尖（Tailstock）参数 定义尾座顶尖参数是为了确定尾座相对于工件的位置。尾座的边界定义方法与卡盘的边界定义方法相同，尾座在图形区用细紫色虚线表示。 四、定义辅助支撑（Steady Rest） 定义固定支撑边界是为了确定固定支撑相对于工件的位置，固定支撑在图形区用细青色虚线表示。固定支撑的边界定义方法也有3种：选择、串联和参数。,8.2.1 工艺分析,观察该零件，其加工可分为以下几个步骤：车R10球面、车48右端面、车4870柱面及60柱面、车60右端面、车槽52、切断。实际生成刀轨时可以把车外圆和车端面结合成一个步骤，这样就只有4个步骤了。刀具及工件的设
7、置如前面所介绍。为了正确切削，添加了一些辅助线，如图8-13所示。,8.2 轴类零件的车削,图8-13 辅助线添加,8.2.2 操作过程,一、粗车加工 选择菜单命令【刀具路径】/【粗车】。首先对该轴类零件外轮廓进行外圆粗车加工。分3次先后生成粗车刀具轨迹，即60外圆、48外圆及R10球面。 1粗车60外圆。 （1）选择菜单命令【刀具路径】/【粗车】，弹出【串联选项】对话框，选取时采用局部串联的方法，选取60外圆轮廓及其左端面两条线。图8-14所示为加工60外圆时的轮廓选取。,图8-14 粗车60外圆串联选择,（2）选取完轮廓后，系统弹出【车床粗加工 属性】对话框，在【刀具路径参数】选项卡中选取
8、刀具库中的1号外圆车刀，该刀具的参数在【刀具管理】对话框中已设定。 （3）在【粗车参数】选项卡中按照图8-15所示设置粗加工参数。参数设置好后，生成刀位轨迹。,图8-15 【粗车参数】选项卡,2粗车48外圆。 其设置方法与粗车60外圆方法相同，不同的是采用局部串联的方法，选取48外圆轮廓及其左端面两条线，并注意所选中的轮廓的走向为刀具运动的进给方向。图8-16所示为加工48外圆时的轮廓选取。 3粗车R10外圆。 其设置方法与粗车60外圆方法相同，不同的是采用局部串联的方法，选取R10球面及其左端面两条线，并注意所选中的轮廓的走向为刀具运动的进给方向。图8-17所示为加工R10球面时的轮廓选取。
9、,图8-16 粗车48外圆串联,图8-17 粗车R10外圆串联选择,图8-18 外圆粗车加工的刀具轨迹,在对外轮廓进行粗车加工后，还应进行精车加工。该零件的精车加工方法与粗车加工方法大致相同。 在【精车参数】选项卡中按照图8-19所示设置精车加工参数。参数设置好后，生成刀具轨迹。图8-20所示为该轴类零件外轮廓的外圆精车加工刀具轨迹。,二、精车加工,图8-19 【刀具路径参数】选项卡参数设置,图8-20 外圆精车加工的刀具轨迹,挖槽即在垂直车床主轴方向或端面方向车削凹槽。在轴类零件外轮廓加工完成后，要进行挖槽加工。 1选择菜单命令【刀具路径】/【车床 径向车削刀具路径】。 2系统弹出如图8-2
10、1所示的【径向车削的切槽选项】对话框，该对话框提供了4种方法定义槽的加工区域。选择“2点”或“3直线”方法，定义槽的加工区域。,三、挖槽加工,图8-21 【径向车削的切槽选项】对话框,3定义后，弹出【车床径向粗车 属性】对话框。在【刀具路径参数】选项卡中选取刀具库中的2号刀具。因刀具参数已在【刀具管理】对话框中设置，所示可直接使用此参数，也可根据需要进行调整。,4在【车床径向粗车 属性】对话框中，按照图8-22所示设置【径向车削外形参数】选项卡，这些参数的设置用于定义槽的形状。 5在【车床径向粗车 属性】对话框中，按照图8-23所示设置【径向粗车参数】选项卡，这些参数的设置用于定义挖槽粗加工参
11、数。,图8-22 【径向车削外形参数】选项卡,图8-23 【径向粗车参数】选项卡,6在【车床径向精车 属性】对话框中，按照图8-24所示设置【径向精车参数】选项卡，这些参数的设置用于定义挖槽精加工参数。 7图8-25所示为该轴类零件开槽加工的刀具轨迹。,图8-24 【径向精车参数】选项卡,图8-25 挖槽的刀具轨迹,按照前面的方法进行加工编程，最后编制将工件截断的程序。 1选择菜单命令【刀具路径】/【截断】。 2选择命令后，选取一个点来定义截断的位置。 3切断的刀具与挖槽的刀具相同，可在【刀具管理】对话框中选择。 4设定好刀具后，设置【截断的参数】选项卡中的参数，如图8-26所示。,四、切断加
12、工,图8-26 【截断的参数】选项卡,图8-27 加工后实体模拟的结果,8.3 套类零件的加工,图8-28所示为典型的套类零件。下面以该图为例介绍应用Mastercam X软件进行加工编程的方法。,图8-28 套类零件图,8.3.1 工艺分析,分析该零件图，本零件应采用车端面、粗车及精车外轮廓、车槽、钻孔、镗孔、切断等几个步骤的加工，与上例轴类零件不同的是多了钻孔及镗孔的车削。,8.3.2 操作过程,一、毛坯、卡盘、尾座等设置 首先在【刀具路径】管理器中选择【材料设置】命令，对工件毛坯、卡盘、尾座等进行参数设置。图8-29所示为工件毛坯设置后的图形，虚线为设置的毛坯图形。,图8-29 套类零件
13、毛坯设置,二、车断面加工 1选择菜单命令【刀具路径】/【车端面】。 2选该命令后，系统弹出如图8-30所示的【车床车端面 属性】对话框。 3在【刀具路径参数】选项卡中选择粗车断面的刀具，并设置刀具参数，如图8-30所示。,图8-30 【刀具路径参数】选项卡,4在【车端面参数】选项卡中选择粗车断面的加工参数，如图8-31所示。设置完成后，单击按钮，生成如图8-32所示的刀具加工轨迹。,图8-31 【车端面参数】选项卡,图8-32 车端面刀具加工轨迹,三、车外轮廓加工 首先对外轮廓进行粗车加工 1选择菜单命令【刀具路径】/【粗车】，弹出【串联选项】对话框，启动粗车加工轨迹生成模块。采用串联的方法选
14、取外轮廓。 2外轮廓选取后，在弹出的【车床粗加工 属性】对话框的【刀具路径参数】选项卡中选取并设置刀具，按照图8-33所示进行设置。,图8-33 【刀具路径参数】选项卡,3刀具设定好后，在【粗车参数】选项卡中设置轮廓粗加工参数，按照图8-34所示进行设置。单击按钮后，生成如图8-35所示的刀具轨迹。,图8-34 【粗车参数】选项卡,图8-35 粗车外轮廓刀具轨迹,在对外轮廓粗车加工后，还应精车加工。精车与粗车加工方法大致相同。 1选择菜单命令【刀具路径】/【精车】；弹出【串联选项】对话框，启动精车加工轨迹生成模块。采用串联的方法选取外轮廓。 2选取后，弹出【车床精车 属性】对话框，按照图8-3
15、6所示在【刀具路径参数】选项卡中选取并设置刀具。,图8-36 【刀具路径参数】选项卡,3. 刀具设定好后，在【精车参数】选项卡中设置轮廓精加工参数，按照图8-37所示进行设置。单击按钮后，生成如图8-38所示的刀具轨迹。,图8-37 【精车参数】选项卡,图8-38 精车外轮廓刀具轨迹,四、挖槽加工 在对外轮廓粗、精加工编程后，对两个槽分别进行加工。操作步骤如下。 1选择菜单命令【刀具路径】/【车床 径向车削刀具路径】。 2选择该命令后，系统弹出【径向车削的切槽选项】对话框，选择“3直线”方法，设定槽的加工大致形状。 3选取后，弹出【车床径向粗车 属性】对话框。在【刀具路径参数】选项卡中选取刀具
16、并设置参数，按图8-39所示进行刀具设置。,图8-39 【刀具路径参数】选项卡,4在【车床径向粗车 属性】对话框中，设置【径向车削外形参数】选项卡中的参数，定义槽的形状。 5在【车床径向粗车 属性】对话框中，设置【径向粗车参数】对话框中的参数，定义挖槽粗加工参数。 6在【车床径向粗车 属性】对话框中，设置【径向精车参数】对话框中的参数，定义挖槽精加工参数。最终得到挖槽加工刀具轨迹，如图8-40所示。,图8-40 挖槽加工刀具轨迹,五、钻孔加工 在完成对外轮廓的加工后，下面加工内轮廓。首先需要钻孔，操作步骤如下。 1在【车床钻孔 属性】对话框后，按照图8-41在【刀具路径参数】选项卡中选取刀具并设置参数。,图8-41 【刀具路径参数】选项卡,2在【车床钻孔 属性】对话框中，设置【断屑式增量回缩】选项卡中的参数，定义孔的位置、深度及其他参数，
