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1、摘要数控车床是目前使用最广泛的数控机床之一。随着数控技术的不断发展和应用 领域的扩大，数控加工技术对国计民生的一些重要行业（IT、汽车、轻工、医疗 等）的发展起着越来越重要的作用，因为效率、质量是先进制造技术的主体。高 速、高精加工技术可极大地提高效率，提高产品的质量和档次，缩短生产周期和 提高市场竞争能力。数控车床主要用于加工轴类、盘类等回转体零件。通过数控 加工程序的运行，可自动完成内外圆柱面、圆锥面、成形表面、螺纹和端面等工 序的切削加工，并能进行车槽、钻孔、扩孔、铰孔等工作并且具有很高的精度。 而对于数控加工，无论是手工编程还是自动编程，在编程前都要对所加工的零件 进行工艺分析，拟定加
2、工方案，选择合适的刀具，确定切削用量，对一些工艺问 题（如对刀点、加工路线等）也需做一些处理。并在加工过程掌握控制精度的方法， 才能加工出合格的产品。本文根据数控机床的特点，针对具体的零件，进行了工艺方案的分析，工装 方案的确定，刀具和切削用量的选择，确定加工顺序和加工路线，数控加工程序 编制。通过整个工艺的过程的制定，充分体现了数控设备在保证加工精度，加工 效率，简化工序等方面的优势。关键词：数控车床；加工工艺；编程目录前言3第1章工艺方案分析4第2章工件的装夹7第4章典型轴类的加工12第5章 主要加工工艺卡片15第6章工件加工程序21小结29第7章致谢30参考文献31前言数控技术是工业自动
3、化的一门基础技术，在工业生产中越来越得到广泛的应 用。数控机床问世以来，数控技术大幅度推进了制造技术与制造业的发展，数控 技术应用课程在我国已成为各大院校机电类专业的主要课程之一。数控技术是一 门综合性专业技术，涉及到设计、工艺、机床、夹具、材料、数字控制、电机、 检测等等。特别是CAD/CAM 一体化技术、FMS、CIMS、它们是集设备、信息、物 流、能量流与一体的综合的自动化设计与制造系统，而是一门综合设计、工艺、 制造及自动控制的多科学交叉型的科学技术。数控机床和加工中心是典型的机电 一体化产品，同时又是用于产品制造的机电一体化生产设备。目前，随着数控技术的发展，数控机床已经成为我国在用
4、机床的主流，在数 控铣削钟，对于非圆曲线、曲面、圆角、倒角的加工，挡机床内存容量较小时， 如何使技工程序变得简洁对实现加工来说，有着很重要的实际意义，相对普通程 序编制更加容易和灵活，本文通过实例介绍数控车削加工编程中运用程序来解决 有规则曲面车削加工问题。数控加工与普通加工的本质区别在于数控加工是用程 序控制机床实现自动加工，因而数控编程在数控加工中占有重要的文职。现代数 控机床本身具有多种自动编程机的功能，做到控制机与编程机合二为一，CAD/CAM 软件业得到了迅速的发展，数控编程的工作效率不再完全取决于编程人员的理论 基础和技巧，但无论是为充分发挥数控机床的潜力、提高数控编程的工作效率，
5、 还是为开发研制数控自动编程工具，熟练掌握数控编程的原理、方法、手段、操 作和应用，都是十分必要的。第1章工艺方案分析1.1零件图lfeaIJW 皆备0-533* * fypTBM:r 45 垦舀0cl?snHE5- 考，1.2加工分析从图样上可以看出，该工件的外形部位加工余量明显增大，加工中刀具干涉的 可能性增大。为避免加工中径向切削力过大造成的工件移位，用尾座顶尖增加加 紧力，注意加工方法与入刀位置，避免干涉情况处理。图样中，90的曲面夹角和30mm的位置尺寸都是常规方法不易测量的，主要 靠程序保证。R20mm圆弧段的公差较严，是重点保护部分，可利用刀具圆弧补 偿加工，并通过测量70 0/
6、-0.046 mm直径尺寸的方法间接保证。66 +0.046/0 mm 的轮廓长度尺寸精度也较严，但在该图样中，其与圆弧段并没有重要的精度关联， 是容易保证的。1.3加工工艺方案工序划分原则宜采用工序集中原则，工序的划分方法采用按装夹次数划分。该工 件的加工方案有多种,可以先加工侧面和交叉空，最后加工外形面和锥管螺纹；也 可以先加工锥管螺纹等内部部位,再加工侧面和交叉孔，最后加工外形面。该工艺 方案为9道工序：下料-锻造-车端面F及凸台外径-钻、车螺纹孔-车端面E及内锥面- 钻、车螺纹孔-车侧平面-钻、车孔-车工件轮廓-检验1.4重点工序操作要点分析1.41工序3操作要点在第1工步装夹找正时，
7、由于82mm尺寸的两侧平面并未加工,为了控制后续加 工的位置精度，在找正两个基准面对称度与直线度的基础上,必须将82mm尺寸的 一个侧面的直线度找正在0.02mm以内,并用记号笔做好标记，作为掉头加工时找 正辅助基准面。注意各工步的加工顺序,以选取最佳的刀具路径和最短的走刀路线。在车端面 时将端面凸台的外径尺寸一并加工出来可以减少换刀和走刀时间;同样，端面凸台 内径与锥管螺纹底孔的粗车也可以用一个车削循环完成，但不能一次加工到位。 因为端面凸台内径精度较高，而锥螺纹底孔在车削锥螺纹时还要修车，如果一同加 工到位，一是精度很难保证,二来给螺纹底孔修车带来不变,故端面凸台内径精车 与锥管螺纹底孔的
8、修车应编制单独的程序段。在加工6 16.8 +0.018/0 mm孔底孔 时，如要减少镗加工切削量而采用6 25mm钻头去除端部余量也是可以的。1.42工序4操作要点在此道工序中，端面的车削是第一步要做的,而端面槽和内锥面的加工可以不分 先后。内锥面的加工需要注意120的坡口段要最后加工出来，以制造测量基准。 1.43工序5-7这部份不涉及操作要点1.44工序8操作要点操作要点:必须采用正反刀粗、精交错的加工方式，否则刀具重新装夹与对刀的 工作量很大，不易保证。第2章工件的装夹2.1定位基准的选择在制定零件加工的工艺规程时，正确地选择工件的定位基准有着十分重要的 意义。定位基准选择的好坏，不仅
9、影响零件加工的位置精度，而且对零件各表面 的加工顺序也有很大的影响。合理选择定位基准是保证零件加工精度的前提，还 能简化加工工序，提高加工效率。2.2定位基准选择的原则1）基准重合原则。为了避免基准不重合误差，方便编程，应选用工序基准 作为定位基准，尽量使工序基准、定位基准、编程原点三者统一。2）便于装夹的原则。所选择的定位基准应能保证定位准确、可靠，定位、 夹紧机构简单、易操作，敞开性好，能够加工尽可能多的表面。3）便于对刀的原则。批量加工时在工件坐标系已经确定的情况下，保证对 刀的可能性和方便性。2.3确定零件的定位基准以左右端大端面为定位基准。2.4装夹方式的选择为了工件不致于在切削力的
10、作用下发生位移，使其在加工过程始终保持正 确的位置，需将工件压紧夹牢。合理的选择夹紧方式十分重要，工件的装夹不仅 影响加工质量，而且对生产率，加工成本及操作安全都有直接影响。2.5数控车床常用的装夹方式1）在三爪自定心卡盘上装夹。三爪自定心卡盘的三个卡爪是同步运动的， 能自动定心，一般不需要找正。该卡盘装夹工件方便、省时，但夹紧力小，适用 于装夹外形规则的中、小型工件。2）在两顶尖之间装夹。对于尺寸较大或加工工序较多的轴类工件，为了保 证每次装夹时的装夹精度，可用两顶尖装夹。该装夹方式适用于多序加工或精加 工。3）用卡盘和顶尖装夹。当车削质量较大的工件时要一段用卡盘夹住，另一 段用后顶尖支撑。
11、这种方式比较安全，能承受较大的切削力，安装刚性好，轴向 定位准确，应用较广泛。4）用心轴装夹。当装夹面为螺纹时再做个与之配合的螺纹进行装夹，叫心轴装 夹。这种方式比较安全，能承受较大的切削力，安装刚性好，轴向定位准确第3章刀具及切削用量3.1选择数控刀具的原则刀具寿命与切削用量有密切关系。在制定切削用量时，应首先选择合理的刀 具寿命，而合理的刀具寿命则应根据优化的目标而定。一般分最高生产率刀具寿 命和最低成本刀具寿命两种，前者根据单件工时最少的目标确定，后者根据工序 成本最低的目标确定。选择刀具寿命时可考虑如下几点根据刀具复杂程度、制造和磨刀成本来选 择。复杂和精度高的刀具寿命应选得比单刃刀具
12、高些。对于机夹可转位刀具，由 于换刀时间短，为了充分发挥其切削性能，提高生产效率，刀具寿命可选得低些， 一般取15-30min。对于装刀、换刀和调刀比较复杂的多刀机床、组合机床与自 动化加工刀具，刀具寿命应选得高些，尤应保证刀具可靠性。车间内某一工序的 生产率限制了整个车间的生产率的提高时，该工序的刀具寿命要选得低些当某工 序单位时间内所分担到的全厂开支M较大时，刀具寿命也应选得低些。大件精加 工时，为保证至少完成一次走刀，避免切削时中途换刀，刀具寿命应按零件精度 和表面粗糙度来确定。与普通机床加工方法相比，数控加工对刀具提出了更高的 要求，不仅需要冈牲好、精度高，而且要求尺寸稳定，耐用度高，
13、断和排性能坛 同时要求安装调整方便，这样来满足数控机床高效率的要求。数控机床上所选用 的刀具常采用适应高速切削的刀具材料（如高速钢、超细粒度硬质合金）并使用可 转位刀片。3.2选择数控车削用刀具数控车削车刀常用的一般分成型车刀、尖形车刀、圆弧形车刀以及三类。成 型车刀也称样板车刀，其加工零件的轮廓形状完全由车刀刀刃的形伏和尺寸决 定。数控车削加工中，常见的成型车刀有小半径圆弧车刀、非矩形车槽刀和螺纹 刀等。在数控加工中，应尽量少用或不用成型车刀。尖形车刀是以直线形切削刃 为特征的车刀。这类车刀的刀尖由直线形的主副切削刃构成，如90内外圆车 刀、左右端面车刀、切槽（切断）车刀及刀尖倒棱很小的各种
14、外圆和内孔车刀。尖 形车刀几何参数（主要是几何角度）的选择方法与普通车削时基本相同，但应结合 数控加工的特点（如加工路线、加工干涉等）进行全面的考虑，并应兼顾刀尖本身 的强度。二是圆弧形车刀。圆弧形车刀是以一圆度或线轮廓度误差很小的圆弧形切削 刃为特征的车刀。该车刀圆弧刃每一点都是圆弧形车刀的刀尖，应此，刀位点不 在圆弧上，而在该圆弧的圆心上。圆弧形车刀可以用于车削内外表面，特别适合 于车削各种光滑连接（凹形）的成型面。选择车刀圆弧半径时应考虑两点车刀切削 刃的圆弧半径应小于或等于零件凹形轮廓上的最小曲率半径，以免发生加工干浅 该半径不宜选择太小，否则不但制造困难，还会因刀尖强度太弱或刀体散热
15、能力 差而导致车刀损坏。3.3设置刀点和换刀点刀具究竟从什么位置开始移动到指定的位置呢?所以在程序执行的一开始，必 须确定刀具在工件坐标系下开始运动的位置，这一位置即为程序执行时刀具相对 于工件运动的起点，所以称程序起始点或起刀点。此起始点一般通过对刀来确定， 所以，该点又称对刀点。在编制程序时，要正确选择对刀点的位置。对刀点设置 原则是:便于数值处理和简化程序编制。易于找正并在加工过程中便于检查，引 起的加工误差小。对刀点可以设置在加工零件上，也可以设置在夹具上或机床上， 为了提高零件的加工精度，对刀点应尽量设置在零件的设计基准或工艺基谁上。 实际操作机床时，可通过手工对刀操作把刀具的刀位点
16、放到对刀点上，即“刀位 点”与“对刀点”的重合。所谓“刀位点”是指刀具的定位基准点，车刀的刀位 点为刀尖或刀尖圆弧中心。平底立铣刀是刀具轴线与刀具底面的交点。球头铣刀 是球头的球心，钻头是钻尖等。用手动对刀操作，对刀精度较低，且效率低。而 有些工厂采用光学对刀镜、对刀仪、自动对刀装置等，以减少对刀时间，提高对 刀精度。加工过程中需要换刀时，应规定换刀点。所谓“换刀点”是指刀架转动 换刀时的位置，换刀点应设在工件或夹具的外部，以换刀时不碰工件及其它部件 为准。3.4确定切削用量数控编程时，编程人员必须确定每道工序的切削用量，并以指令的形式写人程 序中。切削用量包括主轴转速、背吃刀量及进给速度等。对于不同的加工方法， 需要选用不同的切削用量。切削用量的选择原则是
