车削加工工艺参数对切削力
的影响
-标准化文件发布号：（9456-EUATWK-MWUB-WUNN-INNUL-DDQTY-KII
基于DEFORM3D的车削有限元模拟
摘要：本文在建立了车削三维有限元模型基础上，运用有限元法对45钢的车削过程中切削用量对切削力影响进行了模拟，并对结果进行了分析讨论。该模拟对现实工程应用有较大的作用。
关键字：车削模拟 DEFORM3D
1 引言
金属零件的加工方式可分为塑性加工、热成形或压力成形加工、机械加工、高能加工、电及化学加工等几大类。在上述各种加工方法中，在机械制造过程所占比重最大的是机械加工中的切削加工和磨削加工；而车削加工作为切削加工中应用最广泛的加工形式，其加工过程中的工艺参数一直成为研究的对象。本文利用STFC公司的DEFORM3D软件对车削过程进行模拟，并分析了不同的切削用量对切削力的影响。
1.1 车削加工过程中切削力的来源与分解
1.1.1 切削力的来源
刀具总切削力是刀具上所有参与切削的各切削部分所产生的总切削力的合力。而一个切削部分的总切削力F是一个切削部分切削工件时所产生的全部切削力。它来源于两个方面：三个变形区(剪切区、摩擦区、挤压区)内产生的弹、塑性变形抗力和切屑、工件与刀具之间的摩擦力。
切削时金属的塑性变形如图1所示，其中第Ⅰ变形区为剪切区，第Ⅱ变形区为摩擦区，第Ⅲ变形区为挤压区。
图1 切削时金属的塑性变形
1.1.2 总切削力的几何分力
刀具切削部分的总切削力是个大小、方向不易测量的力。为方便分析，常将总切削力沿选定轴系作矢量分解来推导出各分力，即总切削力的几何分力。
图2 外圆车削时力的分解
F。
(1) 切削力
C
F是F在主运动方向上的正投影。在各分力中它最大，要消耗机床功率的C
95%以上。它是计算机床功率和主传动系统零件强度和刚度的主要依据。
(2) 进给力
F。
f
F是F在进给运动方向上的正投影，是设计或校核进给系统零件强度和刚f
度的依据。
F
(3) 背向力
p
F是F在垂直于工作平面上的分力。背向力不做功，具有将工件顶弯的趋p
势，并引起振动，从而影响工件加工质量。用增大车刀主偏角的方法可以减小
F。
p
F与各分力之间的关系为：
F=
1.2 切削热和切削温度
1.2.1 切削热的来源
切削过程中所消耗的切削功绝大部分转变为切削热。切削热的主要来源是切削层材料的弹塑性变形(Q(变形))，以及切屑与刀具前面之间的摩擦(Q(前摩))、工件与刀具后面之间的摩擦(Q(后摩))。因而三个变形区也是产生切削热的三个热源区。
1.2.2 切削热的传散
切削热通过切屑、工件、刀具和周围介质(如空气、切屑液)等传散。各部分传散的比例随切削条件的改变而不同。
据热力学平衡原理，产生的热量和传散出去的热量应相等，即
Q(变形)+ Q(前摩)+ Q(后摩)= Q(屑)+ Q(工)+ Q(刀)+ Q(介)
切削热产生与传散的综合结果影响着切削区域的温度。过高的温度不仅使工件产生热变形，影响加工精度，还影响刀具的寿命。因此，在切削加工中应采取措施，较少切削热的产生，改善散热条件以减少高温对刀具和工件的不良影响。
2 DEFORM3D车削模拟
2.1 DEFORM软件简介
DEFORM软件是一套基于工艺模拟系统的有限元系统(FEM)，专门设计用于分析各种金属成形过程中的三维(3D)流动，提供极有价值工艺分析数据，及有关成形过程中的材料和温度流动。典型的DEFORM应用包括锻造、挤压、镦头、轧制，自由锻、弯曲和其他成形加工手段。
DEFORM由美国SFTC公司研发成功，它的理论基础是经过修订的拉格朗日定理，属于刚塑性有限元法，其材料模型包括刚性材料模型、塑性材料模型、多孔材料模型和弹性材料模型。
2.2 车削模拟参数设置
2.2.1 工件材料属性定义
在此次模拟过程中，工件材料选用45钢，泊松比为0.3。
表1 45钢的弹性模量
图3 45钢弹性模量—温度曲线
表2 20℃时45钢的流变应力
数控车床加工工艺分析 摘要：随着数控加工的日益成熟越来越多的零件产品都用数控机床来加工,因此如何改进数控加工的工艺问题就越来越重要。在数控机床上由于机床空间及机床的其他局限了数控加工的灵活性，这样就要求我们要懂得如何改进加工工艺，提高数控机床的应用范围和加工性能。从而达到提高生产效率和产品质量。 关键词：数控加工加工工艺薄壁套管、护轴 前言：数控加工作为一种高效率高精度的生产方式，尤其是形状复杂精度要求很高的模具制造行业，以及成批大量生产的零件。因此数控加工在航空业、电子行业还有其他各行业都广泛应用。然而在数控加工从零件图纸到做出合格的零件需要有一个比较严谨的工艺过程，必须合理安排加工工艺才能快速准确的加工出合格的零件来，否则不但浪费大量的时间，而且还增加劳动者的劳动强度，甚至还会加工出废品来。下面我将结合某一生产实例对数控加工的工艺进行分析。以便帮助大家进一步了解数控加工，对实际加工起到帮助作用。 一般数控机床的加工工艺和普通机床的加工工艺是大同小异的，只是数控机床能够通过程序自动完成普通机床的加工动作，减轻了劳动者的劳动强度，同时能比较精准的加工出合格的零件。由于数控加工整个加工过程都是自动完成的，因此要求我们在加工零件之前就必须把整个加工过程有一个比较合理的安排，其中不能出任何的差错，
否则就会产生严重的后果。 1、1 零件图样分析 因为薄壁加工比较困难，尤其是内孔的加工，由于在切削过程中，薄壁受切削力的作用，容易产生变形。从而导致出现椭圆或中间小，两头大的“腰形”现象。另外薄壁套管由于加工时散热性差，极易产生热变形，使尺寸和形位误差。达不到图纸要求，需解决的重要问题，是如何减小切削力对工件变形的影响。薄壁零件的加工是车削中比较棘手的问题，原因是薄壁零件刚性差，强度弱，在加工中极容易变形，使零件的形位误差增大，不易保证零件的加工质量。可利用数控车床高加工精度及高生产效率的特点，并充分地考虑工艺问题对零件加工质量的影响，为此对工件的装夹、刀具几何参数、程序的编制等方面进行试验，有效地克服薄壁零件加工过程中出现的变形，保证了加工精度,为今后更好的加工薄壁零件提供了好的依据及借鉴。 无论用什么形式加工零件，首先都必须从查看零件图开始。由图看见该薄壁零件加工，容易产生变形，这里不仅装夹不方便，而且所要加工的部位也那难以加工，需要设计一专用薄壁套管、护轴。
加工中心常用刀具参数(普通机） 刀具转速进刀切削吃刀量退刀 d32r5 1900 1500 1800 0.6 1300 d25r5 2100 1300 1500 0.6 1200 d20r5 2200 1100 1300 0.5 800 d16r0.5 2400 1000 1100 0.4 800 d12r0.5 2600 800 1000 0.35 600 d10r0.5 2800 700 800 0.35 600 d8r0.5 3000 600 600 0.3 500 d6r0.5 3200 450 500 0.25 400 d12 2800 800 1000 0.35 600 d10 2800 700 800 0.35 600 d8 3000 600 600 0.3 500 d6 3200 450 500 0.25 400 d4 3500 300 400 0.2 400 d12r6 3200 800 1000 0.3 600 d10r5 3600 700 800 0.25 600 d6r3 4000 450 500 0.2 400 d4r2 4800 300 400 0.15 400 d2r1 5600 250 300 0.1 300 d1r0.5 6800 200 200 0.08 250 加工中心常用刀具参数(高速机) 刀具转速进刀切削吃刀量退刀 d16r0.5 6500 1000 1100 0.35 800 d12r0.5 7000 800 1000 0.3 600 d10r0.5 7500 700 800 0.3 600 d8r0.5 8000 600 600 0.3 500 d6r0.5 8500 450 500 0.2 400 d12 7000 800 800 0.35 600 d10 7500 600 650 0.3 600 d8 8000 500 600 0.3 500 d6 10000 350 400 0.25 400 d4 12000 200 300 0.2 300 d2 14000 150 250 0.15 250 d1 16000 150 200 0.1 200 d0.8 21000 100 150 0.06 200 d12r6 8500 600 800 0.25 600 d10r5 8800 500 650 0.2 600 1
数控车削加工工艺分析之我见的论文【摘要】数控车床的使用的目的旨在加工出合格的零件,但是合格的零件的加工必须要依靠制定合理的加工工艺。本文针对当前数控车床使用者的工艺分析的不合理来进行对比,讲述合理的工艺分析的顺序问题。 【关键词】数控车床车削加工工艺工艺分析车削 一、问题的提出 数控车削加工主要包括工艺分析、程序编制、装刀、装工件、对刀、粗加工、半精加工、精加工。而数控车削的工艺分析是数控车削加工顺利完成的保障。 数控车削加工工艺是采用数控车床加工零件时所运用的方法和技术手段的总和。其主要内容包括以下几个方面: (一)选择并确定零件的数控车削加工内容;(二)对零件图纸进行数控车削加工工艺分析;(三)工具、夹具的选择和调整设计;(四) 切削用量选择;(五)工序、工步的设计;(六)加工轨迹的计算和优化;(七)编制数控加工工艺技术文件。 笔者观察了很多数控车的技术工人,阅读了不少关于数控车削加工工艺的文章,发现大部分的使用者采用选择并确定零件的数控车削加工内容、零件图分析、夹具和刀具的选择、切削用量选择、划分工序及拟定加工顺序、加工轨迹的计算和优化、编制数控加工工艺技术文件的顺序来进行工艺分析。 但是笔者分析了上述的顺序之后,发现有点不妥。因为整个零件的工序、工步的设计是工艺分析这一环节中最重要的一部分内容。工序、工步的设计直接关系到能否加工出符合零件形位公差要求的零件。https://www.doczj.com/doc/4414028963.html,工序、工步的设计不合理将直接导致零件的形位公差达不到要求。换言之就是工序、工步的设计不合理直接导致产生次品。
二、分析问题 目前,数控车床的使用者的操作水平非常高,并且能够独立解决很多操作上的难题,但是他们的理论水平不是很高,这是造成工艺分析顺序不合理的主要原因。 造成工艺分析顺序不合理的另一个原因是企业的工量具设备不足。 三、解决问题 其实分析了工艺分析顺序不合理的现象和原因之后,解决问题就非常容易了。需要做的工作只要将对零件的分析顺序稍做调整就可 以。 笔者认为合理的工艺分析步骤应该是: (一)选择并确定零件的数控车削加工内容;(二)对零件图纸进行数控车削加工工艺分析;(三)工序、工步的设计;(四)工具、夹具的选择和调整设计;(五)切削用量选择; (六)加工轨迹的计算和优化;(七)编制数控加工工艺技术文件。 本文主要对二、三、四、五三个步骤进行详细的阐述。 (一)零件图分析 零件图分析是制定数控车削工艺的首要任务。主要进行尺寸标注方法分析、轮廓几何要素分析以及精度和技术要求分析。此外还应分析零件结构和加工要求的合理性,选择工艺基准。 1.选择基准 零件图上的尺寸标注方法应适应数控车床的加工特点,以同一基准标注尺寸或直接给出坐标尺寸。这种标注方法既便于编程,又有利于设计基准、工艺基准、测量基准和编程原点的统一。 2.节点坐标计算
轴类零件的数控加工工艺分析与编制 班级 姓名 学号 综合成绩 项目一轴类零件的数控加工工艺分析与编制 零件图 项目一轴类零件的数控加工工艺分析与编制 零件图 任务一、零件图纸的工艺分析 该零件由圆柱、槽、螺纹等表面形成 设计基准径向以轴线为基准，轴向以工件右端面为基准。 未注倒角C1 表面粗糙度为Ra3.2，Ra1.6 工件材料为45钢 任务二、工艺路线的拟定 1、表面加工的方法 粗车---精车 粗车1.5 精车0.5 精度等级 IT7，IT8 表面粗糙度 3.2，1.6 2、毛坯尺寸 ?15mm*145mm 3、工序划分 任务三、机床的选择 零件毛坯尺寸：?35mm*145mm 零件最高精度:IT7，IT8 刀具类型：外圆车刀、螺纹刀 机床：CK6141 机床参数 主电机功率：4000（kw）
刀具数量：4 最大加工长度：1000（mm） 最大加工直径：58（mm） 最大回转直径：224（mm） 精度级：IT6~IT8 卡盘：三爪卡盘 任务四、装夹方案及夹具的选择 通过对刀的方式找基准 径向基准为轴线 轴向基准为工件两端面 夹具为三爪卡盘 任务五、刀具的选择 工件材料：45钢 刀具材料：硬质合金（刀片） P类：精JC215V（黛杰） 粗JC450V 适用加工结构钢、工具钢、耐热钢、铸钢可锻造钢，是钢材连续切削加工首选刀具材料 任务六、刀片规格 外圆车刀 CNMG080404 切槽刀 N123H2-03 50-0004-GF 螺纹刀 R166.0G-16MM01-150 任务五、刀具的选择 工件材料：45钢 刀具材料：硬质合金（刀片） P类：精JC215V（黛杰） 粗JC450V 适用加工结构钢、工具钢、耐热钢、铸钢可锻造钢，是钢材连续切削加工首选刀具材料 任务六、刀片规格 外圆车刀 CNMG080404 切槽刀 N123H2-03 50-0004-GF 螺纹刀 R166.0G-16MM01-150 任务七、切削用量的选择 1.8切削用量选择
数控加工工艺课程设计指导书 一．设计目的 通过数控加工工艺课程设计，掌握零件的数控加工工艺的编制及加工方法。二．设计内容 编制中等复杂程度典型零件的数控加工工艺。 三．设计步骤 （一）零件的工艺分析 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，拟定加工方案，选择合适的刀具，确定切削用量。在编程中，对一些工艺问题（如对刀点、加工路线等）也需做一些处理。因此程序编制中的零件的工艺分析是一项十分重要的工作。 1．数控加工工艺的基本特点 数控机床加工工艺与普通机床加工工艺在原则上基本相同，但数控加工的整个过程是自动进行的，因而又有其特点。 1）数控加工的工序内容比普通机床的加工的工序内容复杂。这是因为数控机床价格昂贵，若只加工简单的工序，在经济上不合算，所以在数控机床上通常安排较复杂的工序，甚至是在通用机床上难以完成的那些工序。 2）数控机床加工程序的编制比普通机床工艺规程编制复杂。这是因为在普通机床的加工工艺中不必考虑的问题，如工序内工步的安排、对刀点、换刀点及走刀路线的确定等问题，在数控加工时，这一切都无例外地都变成了固定的程序内容，正由于这个特点，促使对加工程序的正确性和合理性要求极高，不能有丝毫的差错，否则加工不出合格的零件。 2．数控加工工艺的主要内容 根据数控加工的实践，数控加工工艺主要包括以下方面： 1）选择适合在数控机床上加工的零件和确定工序内容； 2）零件图纸的数控工艺性分析； 3）制订数控工艺路线，如工序划分、加工顺序的安排、基准选择、与非数控加工工艺的衔接等； 4）数控工序的设计，如工步、刀具选择、夹具定位与安装、走刀路线确定、测量、切削用量的确定等； 5）调整数控加工工艺程序，如对刀、刀具补偿等； 6）分配数控加工中的容差； 7）处理数控机床上部分工艺指令。 3．数控加工零件的合理选择 程序编制前对零件进行工艺分析时，要有机床说明书、编程手册、切削用量表、标准工具、夹具手册等资料，方能进行如下一些问题的研究。 在数控机床上加工零件时，一般有两种情况。第一种情况：有零件图样和毛坯，要选择适合加工该零件的数控机床。第二种情况：已经有了数控机床，要选择适合在该机床上加工的零件。无论哪种情况，考虑的主要因素主要有，毛坯的材料和类型、零件轮廓形状复杂程度、尺寸大小、加工精度、零件数量、热处理要求等。概括起来有三点，即零件技术要求能否保证，对提高生产率是否有利，经济上虽否合算。 根据国内外数控技术应用实践，数控机床通常最适合加工具有以下特点的零件：
CNC加工中心刀具的选择与切削用量 的确定 收藏此信息打印该信息添加：佚名来源：未知 刀具的选择和切削用量的确定是数控加工工艺中的重要内容，它不仅影响数控机床的加工效率，而且直接影响加工质量。CAD/CAM技术的发展，使得在数控加工中直接利用C AD的设计数据成为可能，特别是微机与数控机床的联接，使得设计、工艺规划及编程的整个过程全部在计算机上完成，一般不需要输出专门的工艺文件。 现在，许多CAD/CAM软件包都提供自动编程功能，这些软件一般是在编程界面中提示工艺规划的有关问题，比如，刀具选择、加工路径规划、切削用量设定等，编程人员只要设置了有关的参数，就可以自动生成NC程序并传输至数控机床完成加工。因此，数控加工中的刀具选择和切削用量确定是在人机交互状态下完成的，这与普通机床加工形成鲜明的对比，同时也要求编程人员必须掌握刀具选择和切削用量确定的基本原则，在编程时充分考虑数控加工的特点。本文对数控编程中必须面对的刀具选择和切削用量确定问题进行了探讨，给出了若干原则和建议，并对应该注意的问题进行了讨论。 1.数控加工常用刀具的种类及特点 数控加工刀具必须适应数控机床高速、高效和自动化程度高的特点，一般应包括通用刀具、通用连接刀柄及少量专用刀柄。刀柄要联接刀具并装在机床动力头上，因此已逐渐标准化和系列化。数控刀具的分类有多种方法。 根据刀具结构可分为： 1)整体式； 2)镶嵌式，采用焊接或机夹式连接，机夹式又可分为不转位和可转位两种； 3)特殊型式，如复合式刀具，减震式刀具等。
根据制造刀具所用的材料可分为： 1)高速钢刀具； 2)硬质合金刀具； 3)金刚石刀具； 4)其他材料刀具，如立方氮化硼刀具，陶瓷刀具等 从切削工艺上可分为 : 1)车削刀具，分外圆、内孔、螺纹、切割刀具等多种； 2)钻削刀具，包括钻头、铰刀、丝锥等； 3)镗削刀具； 4)铣削刀具等。 为了适应数控机床对刀具耐用、稳定、易调、可换等的要求，近几年机夹式可转位刀具得到广泛的应用，在数量上达到整个数控刀具的30%～40%，金属切除量占总数的80%～90%。 数控刀具与普通机床上所用的刀具相比，有许多不同的要求，主要有以下特点： 1)刚性好（尤其是粗加工刀具），精度高，抗振及热变形小； 2)互换性好，便于快速换刀； 3)寿命高，切削性能稳定、可靠； 4)刀具的尺寸便于调整，以减少换刀调整时间； 5)刀具应能可靠地断屑或卷屑，以利于切屑的排除； 6)系列化，标准化，以利于编程和刀具管理。 2.数控加工刀具的选择
普通加工中心钨钢平铣刀的切削参数 切削材料模具钢料(30≤硬度HRC≤40) 刃径(d) 转速(S) 进刀(F) 切削量(H) 0.5 6000-8000 250 0.005 1 6000-8000 300 0.01 1.5 6000-8000 300 0.015 2 6000-8000 350 0.02 2.5 6000-8000 350 0.02 3 3500-4500 500 0.03 4 2500-3500 600 0.05 5 2500-3000 800 0.05 6 1800-2500 1000 0.08 8 1500-2000 1000 0.08-0.15 10 1200-1800 1100 0.1-0.2 12 1000-1500 1200 0.2-0.3 14 1000-1200 1200 0.2-0.3 16 1000-1200 1200 0.25-0.35 切削材料黄铜(硬度HRC≤30 铍铜硬度HRC35-42) 刃径(d) 转速(S) 进刀(F) 切削量 0.5 6000-8000 300 0.01 1 6000-8000 300 0.01 1.5 6000-8000 350 0.01 2 6000-8000 350 0.02 2.5 6000-8000 350 0.02 3 4500-5000 600 0.03 4 4000-4500 800 0.05 5 3500-4000 1000 0.05 6 3000-3500 1000 0.1 8 2500-3000 1000 0.1-0.2 10 2000-2500 1200 0.2-0.3 12 1500-2000 1300 0.3-0.5 14 1500-2000 1500 0.3-0.5 16 1200-1500 1600 0.5 注解： 1 以上参数是以普通加工中心(主轴转速最高8000)的钨钢铣刀为准，它的表面硬度一般是 HRC45-55(洛氏硬度)左右 2 以上参数是以挖槽(又名等高铣，Cavity_Mill)为准，若是铣外形，则可以多点切削量， 如￠12的铣铜，切削量可以给0.8-1MM
数控机床加工工艺特点 数控机床加工与些通机冰加工相比，在许多方山遵循基个一致的原则，在使用方法厂也有很多相似之处。但对于数控机床水身白动化程度较高，设备费用较高，设备功能较强，使数摔加工相应形成了如下几个特点。 ◆数控加工的工艺内容十分明确而且具体 进行救护加工时。数控机床是接受数控系统的指今后先成各种运动实现加工的。因此，在编制加工程序之前，需要对影响加工过程的各种工艺冈素，如切削用旦、进给路线、刀具的几何形状、丁步的划分与安排等一一作出定量描述，对每一个问题都要给出确切的答案和选择、而不能像普通机床加工时一样，在大多数情况下对许多具体的工艺问题，由操作工人依据自己的实践经验和习惯白行考虑利决定。也就是说，本来由操作丁人在加工中灵活掌握并可通过适时调整来处理的许多工艺问题.在数控加工时就转坐为编程人员必须事先具体设计和明确安排的内容。 ◆数控加工的工艺工作相当准确而且严密 数控加工过程小出现的问题是不能由操作者白由地进行调整的：比如加工内螺纹时，在普通机床上，操作者可以随时根据孔小是件挤满了切屑而次定是否需要退一下刀或
先清除一下切屑再干，而 数控机床则不得而知。所以在数控加工的工艺设计中必须注意加工过程中的每一个细节，做到刀无一失。尤其是在对图形进行数学处理、计探利编涩时.一定要准确无谈。在实际工作中，由于一个字符、个小数点或个逗号的差铅部有可能酿成大机床事故和质量事故，因为数控机床比同类的普通机床价格高得多，其加工的也往往是—体形状比较复杂、价值也较高的工件，万一损坏机床或工件报废都会造成较大损火。 根据大员加工实例分析，数控工艺考虑不周和计算与编积时粗心人怠是造成数控加工失误的主要原因。因此，要求编程人员除必须具备较扎实的工艺基本知识和较丰富的实际工作经验外.还必须 具有耐心和严谨的工作作风。 ◆数控加工的工序相对集中 一般来说，在普通机床上加工是根据机床的种类进行单工序加工，而在数控机床上加工作往是在工件的一次装夹个完成工件的钻、扩、铰、铣、锤、攻螺纹等多工序的加工。这种“多序合—”现象也届于“工序集中”的范防，极端情况下，在—·台加上中心上可以完成工件的全部加工内容。
加工中心的刀具及参数选择 刀具的选择和切削用量的确定是数控加工工艺中的重要内容，它不仅影响数控机床的加工效率，而且直接影响加工质量。CAD/CAM技术的发展，使得在数控加工中直接利用CAD的设计数据成为可能，特别是微机与数控机床的联接，使得设计、工艺规划及编程的整个过程全部在计算机上完成，一般不需要输出专门的工艺文件。现在，许多CAD/CAM软件包都提供自动编程功能，这些软件一般是在编程界面中提示工艺规划的有关问题，比如，刀具选择、加工路径规划、切削用量设定等，编程人员只要设置了有关的参数，就可以自动生成NC程序并传输至数控机床完成加工。因此，数控加工中的刀具选择和切削用量确定是在人机交互状态下完成的，这与普通机床加工形成鲜明的对比，同时也要求编程人员必须掌握刀具选择和切削用量确定的基本原则，在编程时充分考虑数控加工的特点。本文对数控编程中必须面对的刀具选择和切削用量确定问题进行了探讨，给出了若干原则和建议，并对应该注意的问题进行了讨论。 一、数控加工常用刀具的种类及特点 数控加工刀具必须适应数控机床高速、高效和自动化程度高的特点，一般应包括通用刀具、通用连接刀柄及少量专用刀柄。刀柄要联接刀具并装在机床动力头上，因此已逐渐标准化和系列化。数控刀具的分类有多种方法。根据刀具结构可分为： ①整体式； ②镶嵌式，采用焊接或机夹式连接，机夹式又可分为不转位和可转位两种；
③特殊型式，如复合式刀具，减震式刀具等。 根据制造刀具所用的材料可分为： ①高速钢刀具； ②硬质合金刀具； ③金刚石刀具； ④其他材料刀具，如立方氮化硼刀具，陶瓷刀具等。 从切削工艺上可分为： ①车削刀具，分外圆、内孔、螺纹、切割刀具等多种； ②钻削刀具，包括钻头、铰刀、丝锥等； ③镗削刀具； ④铣削刀具等。 为了适应数控机床对刀具耐用、稳定、易调、可换等的要求，近几年机夹式可转位刀具得到广泛的应用，在数量上达到整个数控刀具的30%～40%，金属切除量占总数的80%～90%。数控刀具与普通机床上所用的刀具相比，有许多不同的要求，主要有以下特点： ⑴刚性好（尤其是粗加工刀具），精度高，抗振及热变形小； ⑵互换性好，便于快速换刀； ⑶寿命高，切削性能稳定、可靠； ⑷刀具的尺寸便于调整，以减少换刀调整时间； ⑸刀具应能可靠地断屑或卷屑，以利于切屑的排除； ⑹系列化，标准化，以利于编程和刀具管理。 二、数控加工刀具的选择 刀具的选择是在数控编程的人机交互状态下进行的。应根据机床的加工能力、工件材料的性能、加工工序、切削用量以及其它相关因
日照职业技术学院毕业设计（论文） 数控加工工艺 姓名 : 付卫超 院部：机电工程学院 专业：数控设备应用与维护 指导教师：张华忠 班级： 11级数控设备应用与维护二班 2014年05月
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，因为效率和质量是先进制造技术的主体。高速、高精加工技术可极大提高效率，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。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，拟定加工方案，选择合适的刀具，确定切屑用量，对一些工艺问题（如对刀点、加工路线等）也需要做一些处理，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，刀具和切屑用量的选择，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。 关键词工艺分析加工方案进给路线控制尺寸
第1章前言-----------------------------------第2页第2章工艺方案的分析-------------------------第3页 2.1 零件图-------------------------------第3页 2.2 零件图分析---------------------------第3页 2.3 零件技术要求分析---------------------第3页 2.4 确定加工方法-------------------------第3页 2.5 确定加工方案-------------------------第4页第3章工件的装夹-----------------------------第5页 3.1 定位基准的选择-----------------------第5页 3.2 定位基准选择的原则-------------------第5页 3.3 确定零件的定位基准-------------------第5页 3.4 装夹方式的选择-----------------------第5页 3.5 数控车床常用的装夹方式---------------第5页 3.6 确定合理装夹方式---------------------第5页第4章刀具及切削用量-------------------------第6页 4.1 选择数控刀具的原则-------------------第6页 4.2 选择数控车削刀具---------------------第6页 4.3 设置刀点和换刀点---------------------第6页 4.4 确定切削用量-------------------------第7页第5章轴类零件的加工-------------------------第8页 5.1 轴类零件加工工艺分析-----------------第8页 5.2 轴类零件加工工艺---------------------第11页 5.3 加工坐标系设置-----------------------第13页 5.4 保证加工精度方法---------------------第14页 参考文献 ---------------------------------第15页
引言 略 目录 1.数控加工工艺任务书 (1) 2.零件的分析与毛坯的选择 (2) 3.夹具的选择及工件定位方 式的安排 (3) 4.数控加工工艺规程的设计 (4) 5.数控加工程序的具体编制 (5) 6.对刀-加工坐标系设置的操作步骤……………6-7 7.数控铣床仿真操作具体要求………………… 8-9 8.数控加工工艺大作业体会 (10) 9.参考文献 (11) 10.附录 （1）零件图（AUTOCAD出图） （2）三维立体图 （3）数控加工工艺规程卡片 （4）机械加工工序卡片 （5）数控编程任务书 （6）数控加工刀具卡片
（7）数控加工走刀路线图 （8）零件编程程序表 上海第二工业大学 数控加工工艺任务书 题目：编排圆形坯料数控加工工艺及数控铣床 FANUC-0i仿真加工 内容： 1.零件图（AUTOCAD出图） 2.三维软件出三维立体图 3.数控加工工艺规程卡片 4.机械加工工序卡片 5.数控编程任务书 6.数控加工刀具卡片 7.数控加工走刀路线图 8.零件编程程序表 9.大作业设计报告 原始资料：零件图一张，材料规格：￠80×20。 日期：x年x月x日 -1-
一、零件的分析与毛坯的选择 1、零件的结构工艺性分析 （1）零件的结构工艺性分析理论依据参见教科书。 （2）材料规格为￠80×20的圆料的数控机床加工工艺规程制定。该零件的 零件图如图1-1所示。 图1-1 ￠80×20圆料零件的零件图 （2）由图1-1可以看出，该零件主要由凸台、内轮廓、盲孔等组成，结构形 状较简单；零件的￠700+0.05 mm 、30-0.05mm 、12.50+0.05 mm 、40-0.05 mm 四处尺寸精度要求较高，加工精度要求高；图上有4处R3的孔、8处R5的圆角、4处R10的圆弧；零件的全部粗糙度为3.2 ；该零件需在数控铣床上加工。 2、毛坯的选择 （1）毛坯的选择 理论依据参见教科书。 （2）实例 依照加工题目知：要加工的零件为铣床圆料零件，材料为45#钢。 -2-
加工中心.数控铣床.刀具名称.转速进给、下刀量例:立铣刀必备知识(按照加工45号钢材) 刀具名称、转速(/min)、进给(mm/min)、下刀量(mm) 63R6(刀片） 600 2500-3000 0.6-1 50R6(刀片） 650-850 2500-3000 0.55-0.7 25R5(刀片) 1200 2000-2500 0.45-0.55 32R6(刀片) 700-1200 2000-2500 0.5-0.65 16R0.8(刀片) 2000-2500 2000-3000 0.25-0.35 16R4(刀片) 2200-2500 2200-3000 0.3-0.4 16(球头刀 2000-2500 2000 0.25-0.35 12(球头刀 2200-2500 2000-3000 0.25 10(球头刀 2500 1800-2000 0.2-0.25 8(球头刀 2500-2800 1500-1800 0.2 6(球头刀 4000 1500-1800 0.1-0.2 4(球头刀 5000-6000 1800 0.1 3(球头刀 7000 1500-1800 0.05-0.08 2(球头刀 12000 1500-2000 0.05-0.08 1.5(球头刀 16000 1200-1500 0.05 1(球头刀 20000 1200 0.05 0.5(球头刀 20000 500 0.02 3.175(球头刀 7000 1500 0.08 30R5(平底立铣) 720-1000 2000-3000 0.3-0.5 40(平底立铣) 300-600 2000-2500 1.0-2.0
毕业论文设计 （数控车床轴类零件加工工艺） 学校常州铁道高等职业技术学校 专业机电一体化技术 姓名张丽娟 学号18 数控机床轴类零件加工工艺 摘 要 .............................................................. ........................................................... 3 第一章概述............................................................... ............................................ 3 第二章零件图车削加工工艺分析 ............................................................. .... 4 2.1数控加工工艺基本特点 ............................................................. .................... 5 2.2设备选择 .............................................................. .............................................. 6 2.3确定零件的定位基准和装夹方式 .. (6) 2.3.1粗基准选择原则 .............................................................. ............................... 6................................ 6..................... 6 6 2.4加工方法的选择和加工方案的确定 ............................................................... 8................................................................
浅谈数控车削加工工艺性分析 数控机床是我国机械设备领域的高精度设备之一，其自动化程度较高，属于高科技产品，目前已成为机械设备领域的主流设备。数控机床的高精准性使其成为加工行业的重要设备，同时其加工工艺虽然传承了普通机床设备的诸多优点，但还是有许多不同之处的。为此，对数控车削加工工艺的内容进行了分析，并进一步对数控加工工艺进行了具体的阐述。 标签：数控车床；车削加工工艺；工艺分析；车削 前言 数控机床作为一种高效率的自动化设备，其工作效率是普通机床所无法比拟的，因此在使用时要对其功能进行充分的发挥，需要在编程之前就做好工艺分析，确保数控加工的工艺更加详细，从而对充分提高数控机床的加工质量、生产效率及除低加工成本。 1 数控车削加工工艺的内容 数控车床在加工零件时需要运用一定的方法和技术手段来完成加工任务，这即是数控车削加工工艺。其具体包含以下几个方面： （1）选择并确定零件的数控车削加工内容；（2）对零件图纸进行数控车削加工工艺分析；（3）工具、夹具的选择和调整设计；（4）工序、工步的设计；（5）加工轨迹的计算和优化；（6）数控车削加工程序的编写、校验与修改；（7）首件试加工与现场问题的处理；（8）编制数控加工工艺技术文件。 总之，数控加工工艺内容较多，虽然部分与普通机床有很多相似的地方，但因其精度高，自动化程度较高等特点与普通加要还有许多区别的地方。 2 数控车削加工工艺分析 工艺分析是根据图纸上对零件加工要求分析其合理性，同时确定加工零件在数控车床上采取何处装夹方式，并对零件各表面的加工顺序、进给路线及用量等进行合理的选择。这是车削加工的前期准备阶段，对工艺制定的分析直接影响着以后编程、加工效率和零件加工精度。同时车削加工工艺中对于程度的编制非常严格，对编程者的要求较高，为了保证程度的合理和实用性，要求编程者不仅要熟悉程序语言还要对数控车床的工作原理、性能、加工工艺熟练掌握，这样才能保证加工工艺的合理、实用性。因此，在对数控车削工艺分析时要根据数控车床的特点和加工工艺原则进行，确保其加工工艺合理、实用。 2.1 零件图分析
加工中心.数控铣床.刀具名称.转速进给、下刀量 例:立铣刀必备知识(按照加工45号钢材) 刀具名称、转速(/min)、进给(mm/min)、下刀量(mm) 63R6(刀片） 600 2500-3000 0.6-1 50R6(刀片） 650-850 2500-3000 0.55-0.7 25R5(刀片) 1200 2000-2500 0.45-0.55 32R6(刀片) 700-1200 2000-2500 0.5-0.65 16R0.8(刀片) 2000-2500 2000-3000 0.25-0.35 16R4(刀片) 2200-2500 2200-3000 0.3-0.4 16(球头刀 2000-2500 2000 0.25-0.35 12(球头刀 2200-2500 2000-3000 0.25 10(球头刀 2500 1800-2000 0.2-0.25 8(球头刀 2500-2800 1500-1800 0.2 6(球头刀 4000 1500-1800 0.1-0.2 4(球头刀 5000-6000 1800 0.1 3(球头刀 7000 1500-1800 0.05-0.08 2(球头刀 12000 1500-2000 0.05-0.08 1.5(球头刀 16000 1200-1500 0.05 1(球头刀 20000 1200 0.05 0.5(球头刀 20000 500 0.02 3.175(球头刀 7000 1500 0.08 30R5(平底立铣) 720-1000 2000-3000 0.3-0.5
40(平底立铣) 300-600 2000-2500 1.0-2.0 20(平底立铣) 600-1000 2000-2500 1.0-2.0 16(平底立铣) 1600 2000-2500 0.3-0.4 12(平底立铣) 2000-2200 2000-2500 0.25-0.35 10(平底立铣) 2200-2500 2000-2500 0.25-0.3 8(平底立铣) 2500 1500-2000 0.2-0.3 6(平底立铣) 3000 1500-2000 0.15-0.2 4(平底立铣) 3500-4000 1500-2000 0.1 3(平底立铣) 6000 1500-1800 0.08-0.1 2(平底立铣) 9000 1500 0.05-0.08 1.5(平底立铣) 12000 1200-1500 0.05-0.08 1(平底立铣) 18000 1000-1500 0.03-0.05 铣刀大体上分为: 1.平头铣刀.进行粗铣.去除大量毛坯.小面积水平平面或者轮廓精铣 2.球头铣刀.进行曲面半精铣和精铣.小刀可以精铣陡峭面/直壁的小倒角。 3.平头铣刀带倒角.可做粗铣去除大量毛坯.还可精铣细平整面(相对于陡峭面)小倒角。 4.成型铣刀.包括倒角刀.T 形铣刀或叫鼓型刀.齿型刀,内R 刀。 5.倒角刀.倒角刀外形与倒角形状相同.分为铣圆倒角和斜倒角的铣刀。 6.T型刀.可铣T型槽. 7.齿型刀.铣出各种齿型.比如齿轮。 8.粗皮刀,针对铝铜合金切削设计之粗铣刀,可快速加工. 铣刀常见有两种材料:
数控加工工艺课程设计 说明书
一、设计目的 通过课程设计，使学生达到以下设计目的： 1、熟练掌握复杂数控加工零件工艺编制方法 2、熟练掌握复杂数控加工零件加工程序编制方法 二、设计分组： 每班分为5组 三、设计任务 1、根据给定零件图，每组学生完成《数控铣削工艺设计说明书》（说明书样式及内容见附页）。 2、根据给定零件图，每组学生完成《数控车削工艺设计说明书》（说明书样式及内容见附页）。 3、每名学生写出设计的心得体会一份。 4、每名学生完成课程设计答辨 四、设计要求 1、按时完成设计内容。 2、按时出勤。 3、每组上交打印稿《数控铣削工艺设计说明书》及《数控车削工艺设计说明书》各一份；每人上交打印稿《数控加工工艺课程设计心得体会》一份。 4、全体设计人员上交一张光盘，内容为各组《数控铣削工艺设计说明书》、《数控车削工艺设计说明书》、《数控加工工艺课程设计心得体会》。
五、绪论 把原材料转变为成品的过程称之为生产过程。改变生产对象的形状、尺寸、相对位置和性质等，使其成为成品或半成品的过程称之为工艺过程。在数控机床上实现的工艺过程即为数控工艺过程。数控加工工艺，就是数控机床加工零件的一种方法。 在数控机床的加工程序中，应考虑机床的运动过程、工件的加工工艺过程、刀具的形状及切削用量、加工路线等比较广泛的工艺问题。要编制出一个合理的、实用的加工程序，要求编程人员不仅要了解数控机床的工作原理、性能特点及结构，掌握编程语言和标准程序格式，还应该熟练掌握工作的加工工艺，确定合理的切削用量，正确选用刀具和夹紧方法，并熟悉检验方法。 为了更加了解数控机床特点、分类及加工对象，了解数控机床加工的内容和步骤，灵活地掌握数控机床的编程格式和方法，正确编制数控机床加工工艺，特此设置了本课程设计项目，希望通过学生认真设计，保质保量地完成设计任务，并在勤学苦练中不断累积编程技巧，提高数控加工工艺分析和编程能力。
适合用加工中心加工的主要零件类别 加工中心适宜于加工复杂、工序多、要求较高、需用多种类型的普通机床和众多刀具夹具，且经多次装夹和调整才能完成加工的零件。其加工的主要对象有箱体类零件、复杂曲面、异形件、盘套板类零件和特殊加工等五类。 (1)箱体类零件箱体类零件一般是指具有一个以上孔系，内部有型腔，在长、宽、高方向有一定比例的零件。这类零件在机床、汽车、飞机制造等行业用的较多。箱体类零件一般都需要进行多工位孔系及平面加工，公差要求较高，特别是形位公差要求较为严格，通常要经过铣、钻、扩、镗、铰、锪，攻丝等工序，需要刀具较多，在普通机床上加工难度大，工装套数多，费用高，加工周期长，需多次装夹、找正，手工测量次数多，加工时必须频繁地更换刀具，工艺难以制定，更重要的是精度难以保证。加工箱体类零件的加工中心，当加工工位较多，需工作台多次旋转角度才能完成的零件，一般选卧式镗铣类加工中心。当加工的工位较少，且跨距不大时，可选立式加工中心，从一端进行加工。 (2)复杂曲面复杂曲面在机械制造业，特别是航天航空工业中占有特殊重要的地位。复杂曲面采用普通机加工方法是难以甚至无法完成的。在我国，传统的方法是采用精密铸造，可想而知其精度是低的。复杂曲面类零件如：各种叶轮，导风轮，球面，各种曲面成形模具，螺旋桨以及水下航行器的推进器，以及一些其它形状的自由曲面。这类零件均可用加工中心进行加工。比较典型的下面几种：①凸轮、凸轮机构作为机械式信息贮存与传递的基本元件，被广泛地应用于各种自动机械中，这类零件有各种曲线的盘形凸轮，圆柱凸轮、圆锥凸轮、桶形凸轮、端面凸轮等。加工这类零件可根据凸轮的复杂程度选用三轴、四轴联动或选用五轴联动的加工中心。②整体叶轮类这类零件常见于航空发动机的压气机，制氧设备的膨胀机，单螺杆空气压缩机等，对于这样的型面，可采用四轴以上联动的加工中心才能完成。③模具类如注塑模具、橡胶模具、真空成形吸塑模具、电冰箱发泡模具、压力铸造模具，精密铸造模具等。采用加工中心加工模具，由于工序高度集中，动模、静模等关键件的精加工基本上是在一次安装中完成全部机加工内容，可减少尺寸累计误差，减少修配工作量。同时，模具的可复制性强，互换性好。机械加工残留给钳工的工作量少，凡刀具可及之处，尽可能由机械加工完成，这样使模具钳工的工作量主要在于抛光。④球面可采用加工中心铣削。三轴铣削只能用球头铣刀作逼近加工，效率较低，五轴铣削可采用端铣刀作包络面来逼近球面。复杂曲面用加工中心加工时，编程工作量较大，大多数要有自动编程技术。 (3)异形件异形件是外形不规则的零件，大都需要点、线、面多工位混合加工。异形件的刚性一般较差，夹压变形难以控制，加工精度也难以保证，甚至某些零件的有的加工部位用普通机床难以完成。用加工中心加工时应采用合理的工艺措施，一次或二次装夹，利用加工中心多工位点、线、面混合加工的特点，完成多道工序或全部的工序内容。 (4)盘、套、板类零件带有键槽，或径向孔，或端面有分布的孔系，曲面的盘套或轴类零件，如带法兰的轴套，带键槽或方头的轴类零件等，还有具有较多孔加工的板类零件，如各种电机盖等。端面有分布孔系、曲面的盘类零件宜选择立式加工中心，有径向孔的可选卧式加工中心。 (5)特殊加工在熟练掌握了加工中心的功能之后，配合一定的工装和专用工具，利用加工中心可完成一些特殊的工艺工作，如在金属表面上刻字、刻线、刻图案；在加工中心的主轴上装上高频电火花电源，可对金属表面进行线扫描表面淬火；用加工中心装上高速磨头，可实现小模数渐开线圆锥齿轮磨削及各种曲线、曲面的磨削等。 判断一台加工中心的加工精度
数控加工工艺设计
日照职业技术学院毕业设计（论文） 数控加工工艺 姓名 : 付卫超 院部：机电工程学院 专业：数控设备应用与维护 指导教师：张华忠 班级： 11级数控设备应用与维护二班 2014年05月
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，因为效率和质量是先进制造技术的主体。高速、高精加工技术可极大提高效率，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。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，拟定加工方案，选择合适的刀具，确定切屑用量，对一些工艺问题（如对刀点、加工路线等）也需要做一些处理，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，刀具和切屑用量的选择，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。 关键词工艺分析加工方案进给路线控制尺寸
第1章前言-----------------------------------第2页第2章工艺方案的分析-------------------------第3页 2.1 零件图-------------------------------第3页 2.2 零件图分析---------------------------第3页 2.3 零件技术要求分析---------------------第3页 2.4 确定加工方法-------------------------第3页 2.5 确定加工方案-------------------------第4页第3章工件的装夹-----------------------------第5页 3.1 定位基准的选择-----------------------第5页 3.2 定位基准选择的原则-------------------第5页 3.3 确定零件的定位基准-------------------第5页 3.4 装夹方式的选择-----------------------第5页 3.5 数控车床常用的装夹方式---------------第5页 3.6 确定合理装夹方式---------------------第5页第4章刀具及切削用量-------------------------第6页 4.1 选择数控刀具的原则-------------------第6页 4.2 选择数控车削刀具---------------------第6页 4.3 设置刀点和换刀点---------------------第6页 4.4 确定切削用量-------------------------第7页第5章轴类零件的加工-------------------------第8页 5.1 轴类零件加工工艺分析-----------------第8页 5.2 轴类零件加工工艺---------------------第11页 5.3 加工坐标系设置-----------------------第13页 5.4 保证加工精度方法---------------------第14页 参考文献 ---------------------------------第15页