数控车削加工工艺性分析

数控车床零件的工艺分析及编程典型实例更新日期：来源：数控工作室根据下图所示的待车削零件，材料为45号钢，其中Ф85圆柱面不加工。

在数控车床上需要进行的工序为：切削Ф80mm 和Ф62mm 外圆；R70mm 弧面、锥面、退刀槽、螺纹及倒角。

要求分析工艺过程与工艺路线，编写加工程序。

图1 车削零件图1.零件加工工艺分析(1)设定工件坐标系按基准重合原则，将工件坐标系的原点设定在零件右端面与回转轴线的交点上，如图中Op点，并通过G50指令设定换刀点相对工件坐标系原点Op的坐标位置（200,100）(2)选择刀具根据零件图的加工要求，需要加工零件的端面、圆柱面、圆锥面、圆弧面、倒角以及切割螺纹退刀槽和螺纹，共需用三把刀具。

1号刀，外圆左偏刀，刀具型号为：CL-MTGNR-2020/R/1608 ISO30。

安装在1号刀位上。

3号刀，螺纹车刀，刀具型号为：TL-LHTR-2020/R/60/1.5 ISO30。

安装在3号刀位上。

5号刀，割槽刀，刀具型号为：ER-SGTFR-2012/R/3.0-0 IS030。

安装在5号刀位上。

(3)加工方案使用1号外圆左偏刀，先粗加工后精加工零件的端面和零件各段的外表面，粗加工时留0.5mm的精车余量；使用5号割槽刀切割螺纹退刀槽；然后使用３号螺纹车刀加工螺纹。

(4)确定切削用量切削深度：粗加工设定切削深度为3mm，精加工为0.5mm。

主轴转速：根据45号钢的切削性能，加工端面和各段外表面时设定切削速度为90m/min；车螺纹时设定主轴转速为250r/min。

进给速度：粗加工时设定进给速度为200mm/min，精加工时设定进给速度为50mm/min。

车削螺纹时设定进给速度为1.5mm/r。

2.编程与操作(1)编制程序(2)程序输入数控系统将程序在数控车床MDI方式下直接输入数控系统，或通过计算机通信接口将程序输入数控机床的数控系统。

然后在CRT 屏幕上模拟切削加工，检验程序的正确性。

ＯＣＣＵＰＡＴＩＯＮ2011 5170数控车削加工工艺分析文/许新伟 韩长军零件数控车削加工工艺分析是制订车削工艺规程的重要内容之一，其主要包括选择各加工表面的加工方法、安排工序的先后顺序、确定刀具的走刀路线等。

技术人员应根据从生产实践中总结出来的一些综合性工艺原则，结合现场的实际生产条件，提出几种方案，通过对比分析，从中选择最佳方案。

一、拟定工艺路线１．加工方法的选择回转体零件的结构形状虽然是多种多样的，但它们都是由平面、内、外圆柱面、曲面、螺纹等组成，每一种表面都有多种加工方法，实际选择时应结合零件的加工精度、表面粗糙度、材料、结构形状、尺寸及生产类型等因素全面考虑。

２．加工顺序的安排在选定加工方法后，接下来就是划分工序和合理安排工序的顺序。

合理安排好切削加工、热处理和辅助工序的顺序，并解决好工序间的衔接问题，可以提高零件的加工质量、生产效率，降低加工成本。

在数控车床上加工零件，应按工序集中的原则划分工序，安排零件车削加工顺序一般遵循下列原则：（１）先粗后精。

按照粗车→（半精车）→精车的顺序进行，逐步提高零件的加工精度。

（２）先近后远。

这里所说的远与近，是按加工部位相对于换刀点的距离大小而言的。

（３）内外交叉。

对既有内表面（内型、腔），又有外表面的零件，安排加工顺序时，应先粗加工内外表面，然后精加工内外表面，加工内外表面时，通常先加工内型和内腔，然后加工外表面。

（４）刀具集中。

用一把刀加工完相应各部位，再换另一把刀，加工相应的其他部位，以减少空行程和换刀次数及换刀时间。

（５）基面先行。

用作精基准的表面应优先加工出来，原因是作为定位基准的表面越精确，装夹误差就越小。

例如加工轴类零件时，总是先加工中心孔，再以中心孔为精基准加工外圆表面和端面。

二、确定走刀路线走刀路线是指刀具从起刀点开始移动起，直至返回并结束加工程序所经过的路径，其包括刀具切削加工的路径及刀具引入、切出等非切削空行程，主要考虑以下几个问题：一是刀具引入、出。

数控车削加工工艺性分析摘要本文结合当前数控机床发展的现状，阐述和分析了如何提高数控车床运行中的有效性，为准确加工合格的产品提供了一道技术保障，通过对目前最常见的数控车床的生产工艺进行比较与研究，讲述了如何才能合理的理顺工艺的顺序。

关键词数控车床；程序编制；车削加工中图分类号th18 文献标识码a 文章编号 1674-6708（2011）42-0134-02数控车削在加工过程中经常涉及到程序编制、工艺分析、装刀、对刀、装工件、半精加工、粗加工、精加工。

数控车削的加工是不是能有效地实现，主要就在于对数控车削全部工艺过程的合理分析。

1 数控车削的加工技术和方法数控车削的加工首先要选择其要加工的零件，这是整个加工过程的关键内容，然后就要对所要加工的零件图纸分析与研究，通过对整个数控车削的加工工艺路线的分析，才能准确的调整和选择具体的加工工具和夹具，对于切削用量也要进行具体的选择。

最后才是工步和工序的具体设计、加工轨迹的优化和计算以及编写整个数控加工的工艺技术制度及文件。

笔者在实践中曾观察过一些一线的数控车削的技术工人，发现总是有很多的使用者都是依据一个比较传统的路线进行工艺的分析。

其路线是：确定加工内容→研究图纸→选择工具→选择切削用量→划分和拟定工序→优化加工轨迹→编制技术文件。

然而经过笔者的分析和研究，发现如果依据上述路线，工步、工序的设计很多时候都是很难符合所需零件形位的公差要求，经常会导致一些产生次品的出现，针对这种现象，笔者提出以下的观点。

2 数控车削的加工技术的改进经过上述的分析和研究，笔者结合实际工作，对上述的加工路线做了如下的一些调整。

笔者感觉比较合理数控车削的工艺分析步骤为：确定加工内容→研究图纸→划分和拟定工序→选择工具→选择切削用量→优化加工轨迹→编制技术文件。

2.1 零件的图纸分析零件的图纸分析属于制定整个数控车削工艺的关键之所在。

要对所要加工的工件进行一个全面的摸底和评估，对具体的尺寸进行标注分析，对轮廓几何的要素和部件的加工技术和精度进行分析和研究。

数控加工电子教案之车削工艺分析过程及工艺卡片和刀具卡片车削工艺分析学习任务一:工艺分析【步骤一】:数控加工内容的选择该零件所有内容选择在同一台数控车床上完成。

零件有内外圆柱面、内外圆锥面和螺纹等,适合在数控车床上完成全部加工。

【步骤二】:零件的工艺性分析该零件表面由圆柱、圆锥等构成。

件1和件2之间1:5锥面配合要求配作,孔与轴为间隙配合,要求两处径向同时配合,轴向配合均允许留有较大间隙,属于“径向过定位”问题。

经分析,本例将采取用修配法首先保证1:5锥面的配合,而孔与轴通过加工过程中的测量来控制其尺寸精度,从而保证其配合精度。

件1和件3是通过螺纹配合。

主要表面粗糙度要求均是Ra1.6。

件1和两圆柱面有同轴度公差要求,件2锥孔和之间也有同轴度公差要求,两端面之间有平行度公差要求。

尺寸标注完整,轮廓描述清楚。

零件材料为45号钢,无其他热处理和硬度要求。

该零件各台阶直径相差不大,力学性能要求不高,并为小批量生产,因此毛坯选用普通型材?50mm×155mm。

学习任务二:工艺路线的设计【步骤一】:加工方法及加工方案的选择本配合零件主要采用车端面、车外圆和车内孔的加工方法,外圆采用采用粗车→精车的加工方案。

内孔加工采用钻→粗镗→精镗的加工方案。

1:5锥面配合采用修配法保证尺寸精度,其他尺寸经粗、精车后能达到加工要求。

零件内、外圆尺寸精度达到IT9级,表面粗糙度要求达到Ra1.6,粗车后余量较均匀,不需安排半精加工。

【步骤二】:加工阶段的划分划分成粗加工和精加工二个加工阶段。

因为粗车时因加工余量大、切削力和夹紧力大等因素造成较大的加工误差,如果粗、精加工混在一起,就无法避免由上述原因引起的加工误差。

划分成粗、精加工二个加工阶段,粗加工造成的加工误差可通过精加工得到纠正,从而保证加工质量。

【步骤三】:工序的划分采用按安装次数来划分工序,共分六个工序。

第一次装夹:夹φ50毛坯,加工零件2外轮廓并切断零点在右端面中心;第二次装夹:夹零件φ50毛坯,加工零件3外轮廓并切断零点在左端面中心;第三次装夹:夹φ50毛坯,加工零件1左端外轮廓并切断;第四次装夹:夹零件1φ35外圆,加工右端外轮廓;第五次装夹:加工零件2内孔至尺寸要求零点在左端面中心;第六次装夹:加工零件3内孔及内螺纹至尺寸要求零点在右端面中心。

数控车削加工工艺1.1数控车削的主要加工对象一：数控车削加工概述1.数控加工过程数控加工与普通机床机械加工有较大的不同。

在数控机床加工前，要把在通用机床上加工是需要操作及动作，工步的划分与顺序、走刀路线、位移量和切削参数等，按规定的数码形式编成加工程序，存储在数控系统存储其器或磁盘上。

加工程序是实现人与机器联系起来的媒介物加工时，控制介质上的加工程序控制机床运动，自动加工出我们所要求的零件形状。

二：数控车削加工的工艺范围数控车削加工主要用于轴类或盘类零件的内、外圆柱面、任意角度的内、外圆锥面、复杂回转内、外和圆柱、圆锥螺纹等的切削加工，并能进行切槽、钻孔、扩孔、铰孔及镗孔等的切削加工三：数控车削的主要加工对象（1）轮廓形状特别复杂或难于控制尺寸的回转体零件因为数控车床装置都具有直线和圆弧差补功能，还有部分有非圆弧差补功能，故能车削有任意平面曲线轮廓所组成的回转体零件。

（2）精度要求较高的零件零件的精度要求主要指尺寸、形状，位置和表面粗糙度值例如，尺寸精度高（达0.001或更小）的零件，圆柱度要求高的圆柱体零件等。

（3）特殊的螺旋零件这些螺旋零件是指特大螺距（或导程）、变（增面现象/减）螺距、高精度的模数螺旋零件（如圆柱圆弧）和端面（盘形）螺纹零件等（4）淬硬工件的加工在大型模具加工中，有不少尺寸大而形状复杂的零件。

这些零件热处理后的变形量较大，模削加工有困难。

因此可以用陶瓷车刀在数控机床上对淬硬后的零件进行车削加工，以车代模，提高加工效率。

1.2 数控车削的刀具与选用一：数控加工对刀具的要求（1）具有良好、稳定的切削性能刀具不仅能进行一般的切削，还能承受高速切削和强力切削，并且切削性能是稳定的。

（2）刀具有教高的寿命刀具大量采用硬质合金材料或高性能材料（如涂层刀片、陶瓷刀片、立方氮化硼刀片）并且有合理的几何参数，切削磨损最少，刀具寿命长。

（3）刀具有较高的精度对于较高精度的工件的加工，刀具应具备相应的形状和尺寸精度，特别对定尺寸型的刀具更是如此；（4）刀具有可靠的卷削、断屑性能数控机床的切削是在封闭的环境下进行的，因此刀具必须能可靠的将切削卷曲、打断，并顺利排削，以避免不必要的停机。

对于数控车削加工工艺分析数控车削加工是一种智能化的机械加工技术，它通过计算机程序控制旋转切削刃进行精密加工工艺。

这种工艺应用广泛，例如在机械零件加工、汽车零件加工、航空航天零件加工等领域都有广泛的应用，目前已经成为现代化生产制造的重要组成部分。

为了加深对数控车削加工工艺的了解，本文将对其原理、工艺特点以及影响加工质量的因素进行分析。

一、数控车削加工的原理数控车削加工采用计算机程序控制旋转切削刃的切入切出轨迹，在由精密控制系统控制旋转刀具和旋转工件期间，以非常高效和准确的方式切割材料，从而精密的完成机械零件的加工过程。

二、数控车削加工的工艺特点1. 具有良好的加工精度，能够加工出高精度的工件。

2. 高效率、高精度的加工速度和工艺性能，可适应不同工件的要求。

3. 可以对复杂的形状进行加工，不受常规工具的限制。

4. 可以进行多种立体加工，将一些复杂的形状在三维环境下加工成工件。

5. 可以进行长周期的连续加工，而且可靠性强。

三、影响加工质量的因素影响数控车削加工工艺质量的因素有很多，在设计和操作过程中需要进行充分考虑和控制，这样才能够保证加工出来的工件有稳定的质量、快速的加工速度、高效的生产效率。

1. 材料的性质材料的性质是决定加工工艺的一个重要因素。

因为不同材料的硬度和韧性特性不同，需要在数控车削加工过程中采用不同的切削参数。

材料越硬，加工难度越大，刀具寿命也会受到影响。

2. 设备选择设备选择是另一个影响加工质量的因素。

不同的数控车削加工设备有不同的处理能力，操作熟练程度也会影响最终的加工质量。

3. 加工环境加工环境是影响加工精度的另一个因素。

加工环境中产生的光、温、震动等因素都会对加工精度产生影响。

尤其是在高精度加工时，需要保持温度和光线等因素尽量稳定，以确保加工精度。

4. 物理和化学参数螺纹角、工件直径、转速、切削宽度等物理参数自然会影响到加工质量，需要根据具体情况调整。

此外，切削液、切削油等物化参数也是影响加工质量的因素，这会直接影响到工具的磨损和寿命。

图2.1 计算机数控系统框图计算机数控系统的核心是CNC装置，它不同于以前的NC装置。

NC装置由各种逻辑元件、记忆元件等组成数字逻辑电路，由硬件来实现数控功能，是固定接线的硬件结构。

CNC装置采用专用计算机，由软件来实现部分或全部数控功能，具有良好的“柔性”，容易通过改变软件来更改或扩展其功能。

CNC装置由硬件和软件组成，软件在硬件的支持下运行，离开软件硬件便无法工作，两者缺一不可。

1.什么是插补？为什么要进行插补？插补：在实际加工中，用一小段直线或圆弧去逼近(拟合)零件轮廓曲线，即直线或圆弧插补。

插补的任务:就是根据进给速度的要求，在轮廓起点和终点之间计算出若干个中间点的坐标值。

2.现代CNC系统插补的实现方法(1)由硬件和软件的结合实现；(2)全部采用软件实现。

3.插补算法分类：目前应用的插补算法分两大类：脉冲增量插补、数据采样插补(1)脉冲增量插补：插补的结果仅产生一个行程增量，以一个个脉冲的方式输出给步进电机。

点比较法和数字微分分析器 (Digital Differential Analyzer 简称：DDA) 方法图1.7 开环数控系统(2)数据采样插补 (或称：时间分割法)适合于闭环和半闭环控制系统。

补原理：它是把加工一段直线或圆弧的整段时间t细分为许多相等的时间间隔，即：单位时间间隔(插补周期T)。

每经进行一次插补计算，直到加工终点(如图1.6所示)。

2)特点：①插补运算分两步完成：第一步：粗插补，第二步：精插补。

②粗插补：在给定的起点和终点的曲线之间插入若干个点用若干条微小直线段来逼近给定曲线，每小段直线长度即步长)相等，并与进给速度V有关，加工一小段直线的时间为一个插补周期T，则ΔL=VT。

经过一个插补周期就进行一次插补计算，算出在该插补周期内各坐标的进给量，边计算，边加工。

④精插补：在粗插补时算出的每条微小直线段上，再做“数据点的密化”工作。

4.逐点比较法举例(1)逐点比较法就是每走一步都要将加工点的瞬时坐标同规定的图形轨迹相比较，判断其偏差，然后决定下一步的走向；如果加工点图形外面去了，就要向图形里面走；如果加工点在图形里面，就要向图形外面走(如图1.8所示)。