3.2.1 零件图样分析
1.分析零件的几何要素
首先从零件图的分析中,了解工件的外形、结构,工件上须加工的部位,及其形状、尺寸精度、和表面粗糙度;了解各加工部位之间的相对位置和尺寸精度;了解工件材料及其它技术要求。从中找出工件经加工后,必须达到的主要加工尺寸和重要位置尺寸精度。
2.分析了解工件的工艺基准
包括其外形尺寸、在工件上的位置、结构及其他部位的相对关系等。对于复杂工件或较难辨工艺基准的零件图,尚需详细分析有关装配图,了解该零件的装配使用要求,找准工件的工艺基准。
3.了解工件的加工数量
不同的加工数量所采用的工艺方案也不同。
3.2.2 装夹方式的确定
图(3-7)
找正:找正装夹时必须将工件的加工表面回转轴线(同时也是工件坐标系Z轴)找正到与车床主轴回转中心重合。一般为打表找正。通过调整卡爪,使工件坐标系Z轴与车床主轴的回转中心重合。 常
用 装 夹 方 式
三爪自定心 卡盘装夹 两顶尖之间装夹
卡盘和顶尖装夹 通用夹具装夹 双三爪定心卡盘装夹
薄壁零件容易变形,普通三爪卡盘受力点少,采用开缝套筒或扇形软卡爪,可使工件均匀受力,减小变形也可以改变夹紧力的作用点,采用轴向夹紧的方式。
3.2.3 加工顺序的安排
制定零件车削加工顺序一般应遵循以下原则:
1.先粗后精 在车削中应先安排粗加工工序。尽量满足精加工的余量均匀性要求,以保证零件的精加工质量。
2.先近后远 先近后远是按加工部位相对于对刀点的距离大小。在加工中先安排离刀具起点近的部位先加工,可以缩短刀具移动距离,减少空走刀次数,提高效率。
3.先内后外 加工既有内表面(内孔),又有外表面需要加工的零件时,先安排内外表面粗加工在安排内外便面精加工,易控制其内外表面的尺寸和表面形状的精度。
3.2.4 进给路线的确定
确定走刀路线的一般原则是:
1.保证零件的加工精度和表面粗糙度要求。 2.缩短走刀路线,减少进退刀时间和其他辅助时间。 3.方便数值计算,减少编程工作量。 4.尽量减少程序段数
图(3-8)
如图(3-8)为车圆弧的同心圆弧切削路线。即用不同的半径圆来车削,最后将所需圆弧加工出来。此方法在确定了每次吃刀量aP后,对90°圆弧的起点、终点坐标较易确定,数值计算简单,编程方便,常采用。但按图b加工时,空行程时间较长。
3.2.5 定位和夹紧方案的确定
定位基准有两种:一种时以毛坯表面作为定位基准,另一种是以已加工表面作为定位基准的精基准。在确定定位基准和夹紧方案时,应注意以下几点:
1.力求设计基准、工艺基准与编程基准统一,以减少基准不重合误差和数控编程中的计算工作量。
2..选择粗基准时,应尽量选择不加工表面或能牢固可靠的进行装夹的表面,注意粗基准不能重复使用。
3.选择精基准时,应可能采用设计基准或装配基准作为定位基准,并尽量与测量基准重合。
4.减少装夹次数,尽量做到一次定位装夹后能加工出工件全部或大部分待加工表面,减少装夹误差,提供加工表面之间的相互位置精度。
5.避免采用占机人工调整方案,以免占机实践太多,影响加工效率。
3.2.6 数控车削刀具的选择
1. 数控车床对刀具的要求 (1)刀具性能方面
强度高、精度高、切削速度和进给速度高、可靠性好、耐用度高、断屑及排屑性能好。
(2)刀具材料方面
刀具材料主要是指刀具切削部分的材料或刀片的材料。刀具材料必须具备的主要性能:较高的硬度和耐磨度、较高的耐热性、足够的强度和韧性、较好的导热性、良好的工艺性、较好的经济性。
常用的刀具材料如:高速钢、硬质合金、涂层刀具、非金属材料刀具(陶瓷、金刚石及立方氮化硼等)
2. 车刀的种类和用途
数控车床车削的常用刀具一般可分为三类:尖形车刀、圆形车刀、成型车刀。 (1)尖形车刀 以直线形切削刃为特征。如90°内、外 圆车刀,左、右端面车刀,切刀,内孔车刀等。
(2)圆弧形车刀 特征为构成主切削刃的刀刃形状为圆弧。
(3)成形车刀 俗称样板车刀,加工零件轮廓形状完全由车刀刀刃的形状和尺寸决定。
3.2.7 切削用量的选择
数控车削加工中的切削用量是机床主运动和进给运动速度大小的重要参数,包括切削深度(ap),主轴转速S(n)或切削速度Vc、进给量f或进给速度F。
1. 切削深度ap的确定
在车床主体—夹具—刀具—零件这一系统刚性允许的条件下,尽可能选取较大的切削深度,以减少走刀次数,提高生产效率。当零件精度要求较高时,则应考虑适当留出精加工余量,常取0.2-0.5mm。
2.切削速度Vc或主轴转速S(n)的确定
主轴转速的确定方法,应根据零件被加工部位的直径,并按零件和刀具材料及加工性质等条件允许的切削速度来确定。确定主轴转速时,需要首先确定其切削速度,而切削速度又与切削深度和进给量有关。在切削时,车刀切削刃上某一点相对待加工表面在主运动方向上的瞬时速度(Vc),单位为m/minn,又称线速度。按实际生产中,主轴转速可用以下公式计算:
n =1000 Vc/πd Vc=πd n/1000
式中:n: 主轴转速(r/min) Vc:切削速度(m/min)
d: 零件待加工表面的直径(mm)
公式(3-1) a(mm) 0.38-0.13 2.40-0.38 4.70-2.40 9.50-4.70 零 刀 件 具 材 材 料 料 f(mm/r) 0.13-0.05 0.38-0.13 0.76-0.38 1.30-0.76 V(m/min) 低碳高速钢 硬质合钢 金 中碳高速钢 硬质合钢 金 灰铸高速钢 硬质金 铁 黄铜高速钢 硬质合青铜 金 ------- 215-365 ------- 130-165 ------ 135-185 ------ 215-245 70-90 165-215 45-60 100-130 35-45 105-135 85-105 185-215 45-60 120-165 30-40 75-100 25-35 75-105 70-85 150-185 20-40 90-120 15-20 55-75 20-25 60-75 45-70 120-190
铝合高速钢 105-150 硬质合金 215-300 金
70-105 135-215 45-70 90-135 30-45 60-90 切削速度参考表(表3—1)
3. 进给量f或进给速度Ff的确定
进给量是指工件旋转一周,刀具沿进给方向移动的距离(mm/r),粗车时一般取为0.3-0.8mm/r,切断时宜取0.05-0.2mm/r。具体选择时可参考表3-1.
进给速度是指在单位时间里,刀具沿进给方向移动的距离(mm/min)。
F=nf(mm/min)
式中,进给量f可参考表3-1选择。
公式(3-2)
加工程序的编制过程中,选择好切削用量,使切削深度、主轴转速、进给速度三者间能相互适应,形成最佳切削参数,是工艺处理的重要内容之一