1、 10.1 10.1 實訓目的實訓目的10.110.2 10.2 相關知識相關知識10.210.3 10.3 實訓內容實訓內容10.3零件數控車削加工方案的擬定零件數控車削加工方案的擬定 車刀的類型及選用車刀的類型及選用 確定切削用量確定切削用量確定裝夾方法確定裝夾方法數控車床的編程特點數控車床的編程特點 典型車削零件的工藝分析典型車削零件的工藝分析 1、傾斜導軌與水平導軌、傾斜導軌與水平導軌 2、前刀架與后刀架、前刀架與后刀架前刀前刀架架后刀架后刀架 常用車刀的刀位點如圖常用車刀的刀位點如圖10.5所示所示,其中（其中（a）是）是90o偏刀，偏刀，（b）是螺紋車刀，（）是螺紋車刀，（c）是切

2、斷刀，（）是切斷刀，（d）是圓弧車刀。）是圓弧車刀。P21車刀角度作用及選擇車刀角度作用及選擇P31（1）尖形車刀）尖形車刀 以直線形切削刃為特征的車刀一般稱為尖形車刀。以直線形切削刃為特征的車刀一般稱為尖形車刀。這類車刀的刀尖這類車刀的刀尖(同時也為其刀位點同時也為其刀位點)由直線形的主、副由直線形的主、副切削刃構成，如切削刃構成，如90o內、外圓車刀，左、右端面車刀，切內、外圓車刀，左、右端面車刀，切槽槽(斷斷)車刀及刀尖倒棱很小的各種外圓和內孔車刀。車刀及刀尖倒棱很小的各種外圓和內孔車刀。 用這類車刀加工零件時，其零件的輪廓形狀主要由用這類車刀加工零件時，其零件的輪廓形狀主要由一個獨立的

3、刀尖或一條直線形主切削刃位移后得到。一個獨立的刀尖或一條直線形主切削刃位移后得到。（2）圓弧形車刀（如圖）圓弧形車刀（如圖10.6所示）所示） 圓弧形車刀的特征是：構成主切削刃的圓弧形車刀的特征是：構成主切削刃的刀刃形狀為一圓度誤差或線輪廓度誤差很小刀刃形狀為一圓度誤差或線輪廓度誤差很小的圓弧。該圓弧刃上每一點都是圓弧形車刀的圓弧。該圓弧刃上每一點都是圓弧形車刀的刀尖，因此，刀位點不在圓弧上，而在該的刀尖，因此，刀位點不在圓弧上，而在該圓弧的圓心上，編程時要進行刀具半徑補償。圓弧的圓心上，編程時要進行刀具半徑補償。 圓弧形車刀可以用于車削內、外圓表面，圓弧形車刀可以用于車削內、外圓表面，特別適

4、宜于車削精度要求較高的凹曲面或大特別適宜于車削精度要求較高的凹曲面或大外圓弧面。外圓弧面。 成型車刀俗稱樣板車刀，其加工零件的輪廓形狀完成型車刀俗稱樣板車刀，其加工零件的輪廓形狀完全由車刀刀刃的形狀和尺寸決定。全由車刀刀刃的形狀和尺寸決定。數控車削加工中，常見的成型車刀有小半徑圓弧車刀、數控車削加工中，常見的成型車刀有小半徑圓弧車刀、非矩形車槽刀和螺紋車刀等。在數控加工中，應盡量少非矩形車槽刀和螺紋車刀等。在數控加工中，應盡量少用或不用成型車刀，當確有必要選用時，則應在工藝準用或不用成型車刀，當確有必要選用時，則應在工藝準備的文件或加工程序單上進行詳細說明。備的文件或加工程序單上進行詳細說明。

5、（3）成型車刀）成型車刀3常用車刀的幾何參數常用車刀的幾何參數 （1）尖形車刀的幾何參數）尖形車刀的幾何參數 尖形車刀的幾何參數主要指車刀的幾何角度。選擇方法與使用普尖形車刀的幾何參數主要指車刀的幾何角度。選擇方法與使用普通車削時基本相同，但應結合數控加工的特點如走刀路線及加工干涉通車削時基本相同，但應結合數控加工的特點如走刀路線及加工干涉等進行全面考慮。等進行全面考慮。例如：在加工圖例如：在加工圖10.7所示的零件時，要使其左右兩個所示的零件時，要使其左右兩個45 o錐面由一把車錐面由一把車刀加工出來，則車刀的主偏角應取刀加工出來，則車刀的主偏角應取45 o，副偏角取，副偏角取45 o ，這

6、樣可以，這樣可以保證主、副切削刃車削圓錐面時不致發生加工干涉。保證主、副切削刃車削圓錐面時不致發生加工干涉。 P132 （2）圓弧形車刀的幾何參數）圓弧形車刀的幾何參數 圓弧形車刀具有寬刃切削圓弧形車刀具有寬刃切削(修光修光)性質，能性質，能使精車余量相當均勻而改善切削性能。使精車余量相當均勻而改善切削性能。 例如，當圖例如，當圖10.8所示零件的曲面精度要求不所示零件的曲面精度要求不高時，可以選擇用尖形車刀進行加工；當曲高時，可以選擇用尖形車刀進行加工；當曲面形狀精度和表面粗糙度均有要求時，選擇面形狀精度和表面粗糙度均有要求時，選擇尖形車刀加工就不合適了，因為車刀主切削尖形車刀加工就不合適了

7、，因為車刀主切削刃的實際吃刀深度在圓弧輪廓段總是不均勻刃的實際吃刀深度在圓弧輪廓段總是不均勻的，如圖的，如圖10.9所示。當車刀主切削刃靠近其所示。當車刀主切削刃靠近其圓弧終點時，該位置上的切削深度圓弧終點時，該位置上的切削深度(ap1)將大將大大超過其圓弧起點位置上的切削深度大超過其圓弧起點位置上的切削深度(ap)，致，致使切削阻力增大，可能產生較大的線輪廓度使切削阻力增大，可能產生較大的線輪廓度誤差，并增大其表面粗糙度數值。誤差，并增大其表面粗糙度數值。 圓弧形車刀的幾何參數圓弧形車刀的幾何參數 圓弧形車刀的幾何參數除了前角及后角外，主要幾何圓弧形車刀的幾何參數除了前角及后角外，主要幾何參

8、數為車刀圓弧切削刃的形狀及半徑。參數為車刀圓弧切削刃的形狀及半徑。 選擇車刀圓弧半徑的大小時，應考慮車刀切削刃的圓選擇車刀圓弧半徑的大小時，應考慮車刀切削刃的圓弧半徑應當小于或等于零件凹形輪廓上的最小曲率半徑，弧半徑應當小于或等于零件凹形輪廓上的最小曲率半徑，以免發生加工干涉。以免發生加工干涉。4機夾可轉位車刀的選用機夾可轉位車刀的選用 （1）刀片材質的選擇）刀片材質的選擇 常見刀片材料有高速鋼、硬質合金、涂層硬質合金、常見刀片材料有高速鋼、硬質合金、涂層硬質合金、陶瓷、立方氮化硼和金鋼石等，其中應用最多的是硬質陶瓷、立方氮化硼和金鋼石等，其中應用最多的是硬質合金和涂層硬質合金刀片。選擇刀片材

9、質的主要依據是合金和涂層硬質合金刀片。選擇刀片材質的主要依據是被加工工件的材料、被加工表面的精度、表面質量要求、被加工工件的材料、被加工表面的精度、表面質量要求、切削載荷的大小以及切削過程有無沖擊和振動等。切削載荷的大小以及切削過程有無沖擊和振動等。刀片的緊固方式刀片的緊固方式在國家標準中，一般緊固方式有上壓式（代碼為在國家標準中，一般緊固方式有上壓式（代碼為C）、上）、上壓與銷孔夾緊（代碼壓與銷孔夾緊（代碼M）、銷孔夾緊（代碼）、銷孔夾緊（代碼P）和螺釘夾）和螺釘夾緊（代碼緊（代碼S）四種。但這仍沒有包括可轉位車刀所有的夾）四種。但這仍沒有包括可轉位車刀所有的夾緊方式，而且，各刀具商所提供的

10、產品并不一定包括了所緊方式，而且，各刀具商所提供的產品并不一定包括了所有的夾緊方式，因此選用時要查閱產品樣本。有的夾緊方式，因此選用時要查閱產品樣本。（2）機夾可轉位車刀的選用）機夾可轉位車刀的選用 刀片外形的選擇刀片外形的選擇 刀片外形與加工的對象、刀具的主偏角、刀尖角和有效刃數等有刀片外形與加工的對象、刀具的主偏角、刀尖角和有效刃數等有關。一般外圓車削常用關。一般外圓車削常用80o凸三邊形（凸三邊形（W型）、四方形（型）、四方形（S型）和型）和80o棱形（棱形（C型）刀片。仿形加工常用型）刀片。仿形加工常用55o（D型）、型）、35o（V型）菱形和型）菱形和圓形（圓形（R型）刀片，如圖型）

11、刀片，如圖10.10所示。所示。90o主偏角常用三角形（主偏角常用三角形（T型）型）刀片。不同的刀片形狀有不同的刀尖強度，一般刀尖角越大，刀尖強刀片。不同的刀片形狀有不同的刀尖強度，一般刀尖角越大，刀尖強度越大，反之亦然。圓刀片（度越大，反之亦然。圓刀片（R型）刀尖角最大，型）刀尖角最大，35o菱形刀片（菱形刀片（V型）型）刀尖角最小。在選用時，應根據加工條件惡劣與否，按重、中、輕切刀尖角最小。在選用時，應根據加工條件惡劣與否，按重、中、輕切削有針對性地選擇。在機床剛性、功率允許的條件下，大余量、粗加削有針對性地選擇。在機床剛性、功率允許的條件下，大余量、粗加工應選用刀尖角較大的刀片，反之，機

12、床剛性和功率小、小余量、精工應選用刀尖角較大的刀片，反之，機床剛性和功率小、小余量、精加工時宜選用較小刀尖角的刀片。加工時宜選用較小刀尖角的刀片。 1擬定工藝路線擬定工藝路線 （1）加工方法的選擇）加工方法的選擇 回轉體零件的結構形狀雖然是多種多樣的，但它們都回轉體零件的結構形狀雖然是多種多樣的，但它們都是由平面、內、外圓柱面、曲面、螺紋等組成。每一種表是由平面、內、外圓柱面、曲面、螺紋等組成。每一種表面都有多種加工方法，實際選擇時應結合零件的加工精度、面都有多種加工方法，實際選擇時應結合零件的加工精度、表面粗糙度、材料、結構形狀、尺寸及生產類型等因素全表面粗糙度、材料、結構形狀、尺寸及生產類

13、型等因素全面考慮。面考慮。 （2）加工順序的安排）加工順序的安排 在選定加工方法后，接下來就是劃分工序和合理安在選定加工方法后，接下來就是劃分工序和合理安排工序的順序。零件的加工工序通常包括切削加工工序、排工序的順序。零件的加工工序通常包括切削加工工序、熱處理工序和輔助工序，合理安排好切削加工、熱處理熱處理工序和輔助工序，合理安排好切削加工、熱處理和輔助工序的順序，并解決好工序間的銜接問題，可以和輔助工序的順序，并解決好工序間的銜接問題，可以提高零件的加工質量、生產效率，降低加工成本。提高零件的加工質量、生產效率，降低加工成本。在數控車床上加工零件，應按工序集中的原則劃分工序，安排零件車在數控

14、車床上加工零件，應按工序集中的原則劃分工序，安排零件車削加工順序一般遵循下列原則：削加工順序一般遵循下列原則： 先粗后精先粗后精 先近后遠先近后遠內外交叉內外交叉刀具集中刀具集中保證加工剛性保證加工剛性P1281、刀位點：刀具上代表刀具切削位置的點。、刀位點：刀具上代表刀具切削位置的點。2、對刀點：設定工件坐標系時候，刀位點、對刀點：設定工件坐標系時候，刀位點所在點。又稱為程序起點，或者是起刀點。所在點。又稱為程序起點，或者是起刀點。3、換刀點：換刀時候，刀架所在位置。、換刀點：換刀時候，刀架所在位置。P1194、機床原點：機床坐標系原點。其在制作、機床原點：機床坐標系原點。其在制作機床時候由

15、廠家設定，在機場中的位置固機床時候由廠家設定，在機場中的位置固定不變。定不變。 對于數控車床，一般在主軸中心線與卡對于數控車床，一般在主軸中心線與卡盤端面交點。盤端面交點。 對于數控銑床，一般在各軸正向最大位對于數控銑床，一般在各軸正向最大位移處。移處。 走刀路線是指刀具從起刀點開始運動走刀路線是指刀具從起刀點開始運動起，直至返回該點并結束加工程序所經過起，直至返回該點并結束加工程序所經過的路徑，包括切削加工的路徑及刀具引入、的路徑，包括切削加工的路徑及刀具引入、切出等非切削空行程。切出等非切削空行程。 加工路線：刀具刀位點相對于工件運動加工路線：刀具刀位點相對于工件運動的軌跡。即不包括空刀路

16、線的走刀路線。的軌跡。即不包括空刀路線的走刀路線。 2確定走刀路線確定走刀路線 1、保證加工尺寸精度及表面粗糙度。、保證加工尺寸精度及表面粗糙度。2、盡量縮短加工路線，減少空行程。、盡量縮短加工路線，減少空行程。3、使數值計算簡單，減少編程量。、使數值計算簡單，減少編程量。 （1）刀具引入、切）刀具引入、切出出 車螺紋時，必須設置車螺紋時，必須設置升速段升速段L1（引入距離）和（引入距離）和降速段降速段L2（超越距離），（超越距離），這樣可避免因車刀升降速這樣可避免因車刀升降速而影響螺距的穩定，如圖而影響螺距的穩定，如圖10.3所示。所示。（2）常見車削循環走刀路線）常見車削循環走刀路線 圖圖

17、10.4為粗車時幾種不同切削進給路為粗車時幾種不同切削進給路線的安排示意圖。其中，（線的安排示意圖。其中，（a）封閉式復）封閉式復合循環走刀的路線；（合循環走刀的路線；（b）圖為）圖為 “三角形三角形”走刀路線；（走刀路線；（c）圖為）圖為“矩形矩形”走刀路線。走刀路線。經分析和判斷后，可知矩形循環進給路經分析和判斷后，可知矩形循環進給路線的走刀長度總和為最線的走刀長度總和為最短。短。G73G711、切削速度、切削速度2、進給速度、進給速度3、切削深度（背吃刀量）、切削深度（背吃刀量）P28P35切削速度切削速度進給速度進給速度背吃刀量背吃刀量粗加工粗加工適中適中快快大大精加工精加工快快慢慢小

18、小1工件安裝的基本原則工件安裝的基本原則（1）力求設計基準、工藝基準與編程計算的基準統一。）力求設計基準、工藝基準與編程計算的基準統一。（2）盡量減少裝夾次數，盡可能在一次定位裝夾后就能）盡量減少裝夾次數，盡可能在一次定位裝夾后就能 加工出全部待加工表面。加工出全部待加工表面。（3）避免采用占機人工調整式方案，以充分發揮數控機）避免采用占機人工調整式方案，以充分發揮數控機 床的效能。床的效能。（1）當零件加工批量不大時，應盡量采用組合夾具、可）當零件加工批量不大時，應盡量采用組合夾具、可 調夾具和其它通用夾具，以縮短準備時間，節省生調夾具和其它通用夾具，以縮短準備時間，節省生 產費用。產費用。

19、（2）在成批生產時才考慮采用專用夾具，并力求結構簡）在成批生產時才考慮采用專用夾具，并力求結構簡 單單。（3）夾具要開敞，加工部位開闊，夾具的定位、夾緊機）夾具要開敞，加工部位開闊，夾具的定位、夾緊機 構元件不能影響加工中的進給（如產生碰撞等）。構元件不能影響加工中的進給（如產生碰撞等）。（4）裝卸零件要快速、方便、可靠，以縮短準備時間，）裝卸零件要快速、方便、可靠，以縮短準備時間， 批量較大時應考慮采用氣動或液壓夾具、多工位夾具。批量較大時應考慮采用氣動或液壓夾具、多工位夾具。1數控車床編程坐標系的建立數控車床編程坐標系的建立 在編制零件的加工程序時，必須把零件放在在編制零件的加工程序時，必

20、須把零件放在一個坐標系中，只有這樣才能描述零件的軌跡，一個坐標系中，只有這樣才能描述零件的軌跡，編出合格的程序。下面介紹編出合格的程序。下面介紹FANUC系統數控車系統數控車床的編程坐標系。床的編程坐標系。 FANUC系統數控車床的編程坐標系如圖系統數控車床的編程坐標系如圖10.11所示，縱向為所示，縱向為Z軸方向，正方向是遠離卡軸方向，正方向是遠離卡盤而指向尾座的方向；徑向為盤而指向尾座的方向；徑向為X軸方向，與軸方向，與Z軸軸相垂直，正方向亦為刀架遠離主軸軸線的方向。相垂直，正方向亦為刀架遠離主軸軸線的方向。 編程原點編程原點OP一般取在工件端面與中心線的一般取在工件端面與中心線的交點處。

21、交點處。后刀后刀架架2數控車床及車削中心的編程特點數控車床及車削中心的編程特點 （1）數控車床上工件的毛坯大多為圓棒料，加工余量較大，一個）數控車床上工件的毛坯大多為圓棒料，加工余量較大，一個表面往往需要進行多次反復的加工。如果對每個加工循環都編寫若干表面往往需要進行多次反復的加工。如果對每個加工循環都編寫若干個程序段，就會增加編程的工作量。為了簡化加工程序，一般情況下，個程序段，就會增加編程的工作量。為了簡化加工程序，一般情況下，數控車床的數控系統中都有車外圓、車端面和車螺紋等不同形式的數控車床的數控系統中都有車外圓、車端面和車螺紋等不同形式的循循環功能環功能。 （2）數控車床的數控系統中都

22、有刀具補償功能。在加工過程中，）數控車床的數控系統中都有刀具補償功能。在加工過程中，對于刀具位置的變化、刀具幾何形狀的變化及刀尖的圓弧半徑的變化，對于刀具位置的變化、刀具幾何形狀的變化及刀尖的圓弧半徑的變化，都無需更改加工程序，只要將變化的尺寸或圓弧半徑輸入到存儲器中，都無需更改加工程序，只要將變化的尺寸或圓弧半徑輸入到存儲器中，刀具便能自動進行補償。刀具便能自動進行補償。 （3）數控車床的編程有直徑、半徑兩種方法。所謂直徑編程是指）數控車床的編程有直徑、半徑兩種方法。所謂直徑編程是指X軸上的有關尺寸為直徑值，半徑編程是指軸上的有關尺寸為直徑值，半徑編程是指X軸上的有關尺寸為半徑值。軸上的有關

23、尺寸為半徑值。FANUC數控車床是采用直徑編程。數控車床是采用直徑編程。 P1361、加工內容有哪些、加工內容有哪些2、工序順序安排、工序順序安排3、加工路線安排、加工路線安排4、切削用量、切削用量以圖以圖10.12所示的中間軸為例，介紹軸類零件的工藝分析及編程。所示的中間軸為例，介紹軸類零件的工藝分析及編程。 該零件由圓柱、順圓弧、逆圓弧等表面組成。其中兩該零件由圓柱、順圓弧、逆圓弧等表面組成。其中兩端端20的軸頸因為要與其它零件配合，所以技術要求很高，的軸頸因為要與其它零件配合，所以技術要求很高，公差為公差為IT6，表面粗糙度為，表面粗糙度為Ra0.8；兩端；兩端26的臺階面有圓的臺階面有圓跳動要求，其它軸頸的精度要求不高。該零件材料為跳動要求，其它軸頸的精度要求不高。該零件材料為20CrMnTi，硬度為，