第四章

工藝智能規劃與智能數據庫10

數控機床編程流程第九節數控機床編程流程5.1任務導入分析圖5.1所示的零件數控加工工藝，并填寫工藝文件。5.2知識準備零件數控車削加工方案的擬定車刀的類型及選用確定切削用量確定裝夾方法典型車削零件的工藝分析5.2.1零件數控鏜銑削加工方案的擬定

1．擬定工藝路線

（1）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、表面粗糙度、材料、結構形狀、尺寸及生產類型等因素全面考慮。

（2）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。在數控車床上加工零件，應按工序集中的原則劃分工序，安排零件車削加工順序一般遵循下列原則：

①先粗后精

②先近后遠③內外交叉④刀具集中⑤基面先行

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。

2．確定走刀路線

（1）刀具引入、切出在數控車床上進行加工時，尤其是精車時，要妥當考慮刀具的引入、切出路線，盡量使刀具沿輪廓的切線方向引入、切出，以免因切削力突然變化而造成彈性變形，致使光滑連接輪廓上產生表面劃傷、形狀突變或滯留刀痕等疵病。車螺紋時，必須設置升速段L1和降速段L2，這樣可避免因車刀升降速而影響螺距的穩定，如圖5.3所示。圖5.3升、降速段示例

（2）確定最短的空行程路線確定最短的走刀路線，除了依靠大量的實踐經驗外，還應善于分析，必要時可輔以一些簡單計算。在手工編制較復雜輪廓的加工程序時，編程者(特別是初學者)有時將每一刀加工完后的刀具通過執行“回零”(即返回換刀點)指令，使其返回到換刀點位置，然后再執行后續程序。這樣會增加走刀路線的距離，從而大大降低生產效率。因此，在不換刀的前提下，執行退刀動作時，應不用“回零”指令。安排走刀路線時，應盡量縮短前一刀終點與后一刀起點間的距離，方可滿足走刀路線為最短的要求。（3）確定最短的切削進給路線

圖5.4走刀路線示例（a）圖表示利用數控系統具有的封閉式復合循環功能而控制車刀沿著工件輪廓進行走刀的路線；（b）圖為“三角形”走刀路線；（c）圖為“矩形”走刀路線。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短。5.2.2車刀的類型及選用

1．常用車刀的刀位點

2．車刀的類型

（1）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(同時也為其刀位點)由直線形的主、副切削刃構成，如90o內、外圓車刀，左、右端面車刀，切槽(斷)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

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。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。（3）成型車刀5.2.3確定切削用量

1．背吃刀量（ap）的確定

在車床主體－夾具－刀具－零件這一系統剛性允許的條件下，盡可能選取較大的背吃刀量，以減少走刀次數，提高生產效率。當零件的精度要求較高時，則應考慮留出精車余量，常取0.1～0.5mm。

2．主軸轉速的確定

（1）光車時光車時，主軸轉速的確定應根據零件上被加工部位的直徑，并按零件和刀具的材料及加工性質等條件所允許的切削速度來確定。在實際生產中，主軸轉速可用下式計算：

n=1000Vc/d

式中,n是主軸轉速（r／min）；Vc是切削速度（m／min）；d是零件待加工表面的直徑（mm）。在確定主軸轉速時，首先需要確定其切削速度，而切削速度又與背吃刀量和進給量有關。5.2.4工件的安裝與夾具的選擇1．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。（2）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。（3）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。2．夾具的選擇（1）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，節省生產費用。（2）在成批生產時才考慮采用專用夾具，并力求結構簡單。（3）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）。（4）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。①進給量（f）粗車時一般取為0.3～0.8mm／r，精車時常取0.1～0.3mm／r，切斷時宜取0.05～0.2mm／r。②切削速度（Vc）如何確定加工時的切削速度，除了參考表5.2列出的數值外，主要根據實踐經驗進行確定。

（２）車螺紋時大多數經濟型車床數控系統推薦車螺紋時的主軸轉速如下：

n≤式中，P是工件螺紋的導程（mm），英制螺紋為相應換算后的毫米值；K是保險系數，一般取為80。

3．進給速度的確定

應在保證表面質量的前提下，選擇較高的進給速度。一般應根據零件的表面粗糙度、刀具及工件材料等因素，查閱切削用量手冊選取。需要說明的是切削用量手冊給出的是每轉進給量，因此要根據Vf=f×n計算進給速度。

5.2.4確定裝夾方法

1．定位基準的選擇

在數控車削中，應盡