数控切削加工

数控车削加工工艺随着现代制造业的不断发展，数控车削加工技术成为了制造业中不可或缺的一部分。

数控车削加工是一种高效、高精度、高质量的加工方式，可以实现复杂零件的大规模生产。

本文将介绍数控车削加工的基本工艺，制造过程及其优点。

一、数控车削加工的基本工艺数控车削加工是指使用数控车床进行加工的一种加工过程。

数控车床是一种基于计算机控制系统的机械设备，通过预置的数字程序控制车床的运动来完成自动化的加工。

数控车床包括自动进给机构、主轴箱、刀架和工件旋转机构等部分。

数控车削加工基本工艺流程包括以下几个方面：1.数控加工合理设计：在进行数控加工前，需要进行CAD （计算机辅助设计）和CAM（计算机辅助制造）前期工作。

首先，根据产品的零件图纸，进行CAD绘制出三维模型图。

然后，通过CAM软件将三维模型转化为加工程序，并导出G代码程序。

2.加工参数设置：在进行数控加工前，需要设置加工参数，包括刀具的半径、旋转速度、进给速度、加工深度和加工时间等。

根据不同的零件特点，进行合理的加工参数设计，以保证加工效果和效率。

3.设备准备：在进行数控加工前，需要对设备进行准备，包括安装好相应的刀具和工件，并对设备进行调试和检测。

确保设备运行正常状态下，以保证加工效果和效率。

4.数控加工操作：在进行数控加工时，需要通过预置的数字程序控制车床的运动轨迹和刀具的进给速度等参数，按照设定好的程序进行加工操作。

同时，需要对加工过程进行监控，及时处理加工过程中出现的问题。

二、数控车削加工的制造流程数控车削加工的制造流程包括数控程序编制、预处理、机床设备准备、加工和后处理等阶段。

下面简要介绍一下制造流程中的各个阶段：1.数控程序编制：这是数控车削加工的基础工作，需要经过CAD/CAM软件完成。

利用CAD软件绘制三维模型，然后通过CAM软件转化为数控程序并生成容易理解的G代码。

2.预处理：在数控程序发送给机床之前，需要进行预处理。

预处理的任务是将G代码程序转换成机床识别的M代码和G代码，并在验证程序的形式、语法等方面进行检查和纠正。

数控机床加工的切削用量包括切削速度V c (或主轴转速n)、切削深度a p 和进给量f ，其选用原则与普通机床基本相似，合理选择切削用量的原则是：粗加工时，以提高劳动生产率为主，选用较大的切削量；半精加工和精加工时，选用较小的切削量，保证工件的加工质量。

1. 数控车床切削用量 1）切削深度a p在工艺系统刚性和机床功率允许的条件下，尽可能选取较大的切削深度，以减少进给次数。

当工件的精度要求较高时，则应考虑留有精加工余量，一般为0.1～0.5mm 。

切削深度ap计算公式：a p =式中： d w —待加工表面外圆直径，单位mm d m —已加工表面外圆直径，单位mm. 2）切削速度Vc① 车削光轴切削速度V c 光车切削速度由工件材料、刀具的材料及加工性质等因素所确定，表1为硬质合金外圆车刀切削速度参考表。

切削速度Vc 计算公式： Vc=式中： d —工件或刀尖的回转直径，单位mm n —工件或刀具的转速，单位r/min表1 硬质合金外圆车刀切削速度参考表2mw d d注：表中刀具材料切削钢及灰铸铁时耐用度约为60min。

②车削螺纹主轴转速n切削螺纹时，车床的主轴转速受加工工件的螺距（或导程）大小、驱动电动机升降特性及螺纹插补运算速度等多种因素影响，因此对于不同的数控系统，选择车削螺纹主轴转速n存在一定的差异。

下列为一般数控车床车螺纹时主轴转速计算公式：n≤–k式中：p—工件螺纹的螺距或导程,单位mm。

k—保险系数，一般为80。

3）进给速度进给速度是指单位时间内，刀具沿进给方向移动的距离，单位为mm/min，也可表示为主轴旋转一周刀具的进给量，单位为mm/r。

⑴确定进给速度的原则①当工件的加工质量能得到保证时，为提高生产率可选择较高的进给速度。

②切断、车削深孔或精车时，选择较低的进给速度。

③刀具空行程尽量选用高的进给速度。

④进给速度应与主轴转速和切削深度相适应。

⑵进给速度V f的计算 V f = n f式中：n—车床主轴的转速，单位r/min。

单元4数控机床加工的切削用量教学目的1、了解数控机床的运动（主运动、进给运动）；2、了解数控机床加工刀具的角度及其作用；3、了解数控机床加工中有关切削层的参数及其作用；4、了解数控机床加工中的切削用量及其选用原则。

5、掌握常用不同材料零件在粗加工、半精加工和精加工时的切削用量选用；教学重点1、数控机床加工刀具的角度及其作用；2、数控加工中粗加工、半精加工和精加工时的切削用量选择；教学难点1、刀具的角度及其作用；2、切削用量选用教学方法讲练结合教学内容一、车削加工与刀具1. 车削加工原理在普通车床和一般数控车床上，可以进行工件的外表面、端面、内表面以及内外螺纹的加工。

对于车削中心，除上述各种加工外，还可进行铳削、钻削等加工。

从上述介绍可以看出：在切削过程中，刀具和工件之间必须具有相对运动，这种相对运动称为切削运动。

根据切削运动在切削过程中的作用不同可以分为主运动、和进给运动。

各种机床的主运动和进给运动参见下表。

主运动是指机床提供的主要运动。

主运动使刀具和工件之间产生相对运动，从而使刀具的前刀面接近工件并对工件进行切削。

在车床上，主运动是机床上主轴的回转运动，即车削加工时工件的旋转运动。

2）进给运动进给运动是指由机床提供的使刀具与工件之间产生的附加相对运动。

进给运动与主运动相配合，可以形成完整的切削加工。

在普通车床上，进给运动是机床刀架（溜板）的直线移动。

它可以是纵向的移动（与机床主轴轴线平行），也可以是横向的移功（与机床主轴轴线垂直），但只能是一亇方向的移动。

在数控车床上，数控车床可以同时实现两亇方向的进给，从而加工出各种具有复杂母线的回转体工件。

在数控车床中，主运动和进给运动是由不同的电机来驱动的，分别称为主轴电机和坐标轴伺服电机。

它们由机床的控制系统进行控制，自动完成切削加工。

2. 切削用量切削用量是指机床在切削加工时的状态参数。

不同类型的机床对切削用量参数的表述也略有不同，但其基本的含义都是一致的，如下图所示。

数控加工的切削用量2009-6-11 9:42:00 来源：作者:余英良，于辉阅读：1418次我要收藏1 切削用量选择1．1 数控加工花键轴的切削用量为了保证零件的加工精度，零件分为粗车加工和精车加工。

在粗、精车零件装夹方式与刀具选择的基础上，选定零件数控加工的切削参数如下：在数控精车车削加工中，零件轮廓轨迹的加工余量为0．8÷2=0．4 mm。

主轴转速、背吃刀量等的选择参见表1。

表1 数控加工花键轴工序卡及切削用量1．2 数控加工轴承座的切削用量为了保证零件的加工精度，零件分为粗车加工和精车加工。

在粗、精车零件装夹方式与刀具选择的基础上，选定零件数控加工的切削参数如下：在数控精车车削加工中，零件轮廓轨迹的加工余量为0．8÷2=0．4 mm。

主轴转速、背吃刀量等的选择参见表2。

表2 数控加工轴承座工序卡及切削用量2 相关内容概述金属切削加工的目的，就是用各种类型的金属切削刀具把J：件毛坯上的多余部分从毛坯上剥离开来，得到图样所要求的零件形状和尺寸。

图1 车削加工中切削用量nextpage 2．1 切削用量切削用量是指机床在切削加工时的状态参数。

切削用量包括切削速度、进给速度和背吃刀量。

参见图1。

2．1．1 切削速度切削刃上的切削点相对于工件运动的瞬时速度称为切削速度。

切削速度的单位为m／min。

切削速度与机床主轴转速之问进行转换的关系为：(1)2．1．2 进给速度是刀具在单位时间内沿进给方向上相对于工件的位移量，单位为mm／min。

2．1．3 背吃刀量己加工表面和待加工表面之问的垂直距离。

背吃刀量的计算公式为：(2)式(1)、式(2)中n为主轴(工件)转速，d为工件直径，dω、dｍ见图1。

在切削加工中，切削速度、进给速度和背吃刀量3个参数是相互关联的。

粗加工中，为提高效率，一般采用较大的背吃刀量。

此时切削速度和进给速度相对较小；在半精加工和精加工阶段，一般采用较大的切削速度、较小的进给量和背吃刀量，以获得较好的加工质量。

数控车床切削加工三要素.主轴转速S、进刀量F，进刀的深度，在切削原理课程中称为切削加工三要素，如何正确选择这三个要素是金属切削原理课程的一个主要内容，我这里想尽可能简单地介绍一下选择这三个要素的基本原则：(一) 切削速度（线速度、园周速度）V(米/分)要选择主轴每分钟转数，必须首先知道切削线速度V应该取多少。

V的选择：取决于刀具材料、工件材料、加工条件等。

刀具材料：硬质合金，V可以取得较高，一般可取100米/分以上，一般购置刀片时都提供了技术参数：加工什么材料时可选择多少大的线速度。

高速钢：V只能取得较低，一般不超过70米/分，多数情况下取20~30米/分以下。

工件材料：硬度高，V取低；铸铁，V取低，刀具材料为硬质合金时可取70~80米/分；低碳钢，V可取100米/分以上，有色金属，V可取更高些（100~200米/分）.淬火钢、不锈钢，V应取低一些。

加工条件：粗加工，V取低一些；精加工，V取高些。

机床、工件、刀具的刚性系统差，V取低。

如果数控程序使用的S是每分钟主轴转数，那么应根据工件直径，及切削线速度V计算出S：S（主轴每分钟转数）=V（切削线速度）*1000/（3.1416*工件直径）如果数控程序使用了恒线速，那么S可直接使用切削线速度V（米/分）（二）进刀量（走刀量）F主要取决于工件加工表面粗糙度要求。

精加工时，表面要求高，走刀量取小：0.06~0.12mm/主轴每转。

粗加工时，可取大一些。

主要决定于刀具强度，一般可取0.3以上，刀具主后角较大时刀具强度差，进刀量不能太大。

另外还应考虑机床的功率，工件与刀具的刚性。

数控程序使用二种单位的进刀量：mm/分、mm/主轴每转，上面用的单位都是mm/主轴每转，如使用mm/分，可用公式转换：每分钟进刀量=每转进刀量*主轴每分钟转数（三）吃刀深度（切削深度）精加工时，一般可取0.5（半径值）以下。

粗加工时，根据工件、刀具、机床情况决定，一般小型车床（最大加工直径在400mm以下）车削正火状态下的45号钢，半径方向切刀深度一般不超过5mm。

数控等加工方法
数控（Computer Numerical Control，简称CNC）是一种通过预先编程的方式，通过计算机控制机床进行加工的方法。

数控加工可以实现高精度、高效率的加工过程，适用于复杂形状的工件加工。

数控加工方法包括：
1. 铣削（Milling）：利用旋转刀具在工件表面上进行切削，可实现平面、曲面等形状的加工。

2. 钻削（Drilling）：利用旋转的钻头进行孔加工。

3. 车削（Turning）：利用旋转刀具切削工件，适用于加工轴对称形状的工件。

4. 镗削（Boring）：利用刀具在已有的孔内进行加工，可实现孔径精度和圆度的控制。

5. 磨削（Grinding）：利用磨粒切削工件表面，可提高工件的精度和光洁度。

6. 线切割（Wire-cutting）：利用带电线切割工件，适用于特殊形状和薄板材料的加工。

7. 激光切割（Laser-cutting）：利用激光束进行切割，适用于金属、塑料等材料的加工。

以上是常见的数控加工方法，根据不同的工件形状和加工要求，可以选择适合的加工方法进行数控加工。

数控加工切削参数计算公式
1.切削速度：切削速度是指工件表面上单位时间内被切削掉的长度。

切削速度的计算公式为：
切削速度（Vc）=π×刀具直径（D）×转速（n）
2.进给速度：进给速度是指切削刀具在单位时间内在工件上的移动距离。

进给速度的计算公式为：
进给速度（Vf）=切削速度（Vc）×进给量（f）
3.主轴转速：主轴转速是指主轴每分钟旋转的圈数，可以通过切削速度和刀具直径来计算，也可以根据机床性能和加工工艺选择合适的主轴转速。

4.加工时间：加工时间是指完成一次切削加工所需的时间，可以通过计算工件长度和进给速度来估算。

加工时间的计算公式为：
加工时间（T）=工件长度（L）/进给速度（Vf）
5.切削力：切削力是切削加工中刀具对工件产生的力，影响机床的刚性和切削质量。

切削力的计算公式包括切削力系数、切削力的方向和切削力的大小。

切削力的计算需要根据刀具的几何形状和材料的性质进行实验或理论推导。

6.切削功率：切削功率是指切削加工中刀具对工件消耗的功率，可以通过切削力和切削速度来计算。

切削功率的计算公式为：
切削功率（Pc）=切削力（Fc）×切削速度（Vc）。