机械加工工艺教学课件作者武友德9.ppt

教学单元9 数控车削加工工艺设计 9.1 任务引入 9.2 相关知识 9.3 任务实施 复习与思考题 9.1 任务引入 图9-1和图9-2所示零件，分析结构可以发现属于回转体零件，而且具有球面和圆弧沟槽。如果采用传统的普通车削加工来完成零件的制造，难于保证成型面的精度且加工难度大，因此实际生产中通常采用数控车削加工来完成。本单元的主要任务就是设计数控车削加工工艺，为数控加工编程提供基础。 9.2 相关知识 9. 2. 1零件分析 一、分析几何元素的给定条件是否充分 由于设计等多方面的原因，在图样上可能出现构成加工轮廓的条件不充分、尺寸模糊不清及尺寸封闭缺陷，增加了编程工作的难度，有的甚至无法编程。 二、精度及技术要求 精度及技术要求分析的主要内容是:要求是否齐全、是否合理;本工序的数控车削精度能否达到图样要求，若达不到，需采取其他措施(如磨削)弥补的话，则应给后续工序留有余量;有位置精度要求的表面应在一次安装下完成;表面粗糙度要求较高的表面，应确定用恒线速切削。 9.2 相关知识 三、加工方案的确定 一般根据零件的加工精度、表面粗糙度、材料、结构形状、尺寸及生产类型确定零件表面的数控车削加工方法及加工方案。 数控车削内回转表面的加工方案确定: （1）加工精度为IT8~IT9级、Ra1. 6~3.2 μm的除淬火钢以外的常用金属，可采用普通型数控车床，按粗车、半精车、精车的方案加工; （2）加工精度为IT6~IT7级、Ra0. 2~0. 63 μm的除淬火钢以外的常用金属，可采用精密型数控车床，按粗车、半精车、精车、细车的方案加工; （3）加工精度为IT5级、Ra0. 2 μm的除淬火钢以外的常用金属，可采用高档精密型数控车床，按粗车、半精车、精车、精密车的方案加工。 9.2 相关知识 9. 2. 2数控车削工序的划分 一、数控车削加工工序的划分 对于需要多台不同的数控机床、多道工序才能完成加工的零件，工序划分自然以机床为单位来进行。而对于需要很少的数控机床就能加工完零件全部内容的情况，数控加工工序的划分一般可按下列方法进行: (1)以一次安装所进行的加工作为一道工序将位置精度要求较高的表面安排在一次安装下完成，以免多次安装所产生的安装误差影响位置精度。 (2)以一个完整数控程序连续加工的内容为一道工序有些零件虽然能在一次安装中加工出很多待加工面，但考虑到程序太长，会受到某些限制。 9.2 相关知识 (3)以工件上的结构内容组合用一把刀具加工为一道工序有些零件结构较复杂，既有回转表面也有非回转表面，既有外圆、平面也有内腔、曲面。对于加工内容较多的零件，按零件结构特点将加工内容组合分成若干部分，每一部分用一把典型刀具加工。这时，可以将组合在一起的所有部位作为一道工序。 (4)以粗、精加工划分工序对于容易发生加工变形的零件，通常粗加工后需要进行矫形，这时粗加工和精加工作为两道工序，可以采用不同的刀具或不同的数控车床加工。对毛坯余量较大和加工精度要求较高的零件，应将粗车和精车分开，划分成两道或更多的工序。 下面以车削图9-3所示手柄零件为例，说明工序的划分。 9.2 相关知识 该零件加工所用坯料为Φ32 mm棒料，批量生产，加工时用一台数控车床。工序划分如下: 第一道工序(按图不将一批工件全部车出，包括切断)，夹棒料外圆柱面，工序内容有:先车出Φ12 mm和Φ20 mm两圆柱面及圆锥面(粗车掉R42 mm圆弧的部分余量)，转刀后按总长要求留下加工余量切断。 第二道工序(见(c) )，用Φ12 mm外圆及Φ20 mm端面装夹，工序内容有:先车削包络SR7 mm球面的30°圆锥面，然后对全部圆弧表面半精车(留少量的精车余量)，最后换精车刀将全部圆弧表面一刀精车成形。 综上所述，在数控加工划分工序时，一定要视零件的结构与工艺性、零件的批量、机床的功能、零件数控加工内容的多少、程序的大小、安装次数及本单位生产组织状况灵活掌握。 9.2 相关知识 二、回转类零件非数控车削加工工序的安排 (1)零件上有不适合数控车削加工的表面，如渐开线齿形、键槽、花键表面等，必须安排相应的非数控车削加工工序。 (2)零件表面硬度及精度要求均高，热处理需安排在数控车削加工之后，且热处理之后一般安排磨削加工。 (3)零件要求特殊，不能用数控车削加工完成全部加工要求，则必须安排其他非数控车削加工工序，如喷丸、滚压加工、抛光等。 (4)零件上有些表面根据工厂条件采用非数控车削加工更合理，这时可适当安排这些非数控车削加工工序，如铣端面、打中心孔等。 9.