5.1数控车削综合加工技术（一（课件）-《数控车床编程与操作》同步教学（苏教版）

项目5 数控车削加工综合技术 本任务加工如图8-1所示轴承套零件，毛坯尺寸为φ80mm×125mm，材料为 45钢，单件小批量生产。该零件结构典型，有圆柱、圆弧、圆锥、螺纹、槽及倒角，加工精度中等，检测手段常规，难度适中。本任务要求学生能够熟练地确定零件的加工工艺，正确地编制零件的加工程序，并完成零件的加工。 任务一数控车削综合加工技术（一） 任务说明 该零件结构典型，有圆柱、圆弧、圆锥、螺纹、槽及倒角，加工精度中等，检测手段常规，难度适中。本任务要求学生能够熟练地确定零件的加工工艺，正确地编制零件的加工程序，并完成零件的加工 一、机械加工精度的概念 1 ）尺寸精度 指加工后零件的实际尺寸与零件尺寸的公差带中心的相符合程度。 2） 形状精度 指加工后的零件表面的实际几何形状与理想的几何形状的相符合程度。 3 ）位置精度 指加工后零件有关表面之间的实际位置与理想位置相符合程度。 二、影响加工精度的因素 1. 系统的几何误差 1 ）加工原理误差。 2 ）机床的几何误差。 3 ）刀具的制造误差及磨损。 4 ）夹具误差。 5 ）定位误差。 2. 工艺系统的受力变形 由机床、夹具、工件、刀具所组成的工艺系统是一个弹性系统，在加工过程中由于切削力、传动力、惯性力、夹紧力以及重力的作用，会产生弹性变形，从而破坏了刀具与工件之间的准确位置，产生加工误差。 3. 工艺系统的热变形 机械加工中，工艺系统在各种热源的作用下产生一定的热变形。 4. 调整误差 零件加工的每一个工序中，为了获得被加工表面的形状、尺寸和位置精度，总得对机床、夹具和刀具进行这样或那样的调整。任何调整工作必然会带来一些原始误差，这种原始误差即调整误差。 5. 工件残余应力引起的误差 内应力产生的原因主要有：毛坯制造中产生的内应力；冷校正产生的内应力；切削加工产生的内应力。 减小或消除内应力的措施有： 1 ）采用适当的热处理工序。 2 ）给工件足够的变形时间。 3 ）零件结构要合理，结构要简单，壁厚要均匀。 四、提高加工精度的工艺措施 保证和提高加工精度的方法，大致可概括为以下几种：减小原始误差法、补偿原始误差法、转移原始误差法、均分原始误差法、均化原始误差法、“就地加工”法。 五、表面质量 加工表面几何特性包括表面粗糙度、表面波度、表面加工纹理几个方面。表面粗糙度是构成加工表面几何特征的基本单元。 1.零件图工艺分析 该零件表面由内外圆柱面、内圆锥面、顺圆弧、逆圆弧及外螺纹等表面组成，其中多个直径尺寸与轴向尺寸有较高的尺寸精度和表面粗糙度要求。零件图尺寸标注完整，符合数控加工尺寸标注要求，轮廓描述清楚、完整。零件材料为 45 钢，切削加工性能较好，无热处理和硬度要求。 通过上述分析，采取以下几点工艺措施： （1）零件图样上带公差的尺寸，因公差值较小，故编程时不必取其平均值，而取基本尺 寸即可。 （2）左右端面均为多个尺寸的设计基准，相应工序加工前，应先将左右端面车出来。 （3）内孔尺寸较小，镗锥度为1 : 20 锥孔、φ 32 mm 孔及 15° 斜面时需掉头装夹。 2.确定装夹方案 加工内孔时以外圆定位，用三爪自定心卡盘夹紧。加工外轮廓时，为保证一次安装加工出全部外轮廓，需要设一圆锥心轴装置（如图 8-2 所示蓝色划线部分），用三爪自定心卡盘夹持心轴左端，心轴右端留有中心孔并用尾座顶尖顶紧，以提高工艺系统的刚性。 3.确定加工顺序及走刀路线 加工顺序按由内到外、由粗到精、由近到远的原则确定，在一次装夹中尽可能加工出较多的工件表面。结合本零件的结构特征，可先加工内孔各表面，然后加工外轮廓表面。由于该零件为单件小批量生产，走刀路线设计不必考虑最短进给路线或最短空行程路线，外轮廓表面车削走刀路线可按零件轮廓顺序进行，如图 8-3 所示。在确定换刀点时，要避免刀具与工件、尾座、防护罩等机床部件发生干涉现象。 4.刀具选择 将所选定的刀具参数填入表 8-1 中，以便编程和操作管理。 注意车削外轮廓时，为防止副后刀面与工件表面发生干涉，应选择较大的副偏角，必要时可作图检验。本例中选 kr ' = 55° 。 5.切削用量的选择 6.填写相关工艺卡片 将前面分析的各项内容综合成表 所示的数控加工工艺卡片。 1.左端内锥起点 X 坐标 X = 32＋2×10 tan15° = 32 + 5.359 = 37.359（mm） 2.1:20 锥体左端 X 坐标 X = 32－（120×78）= 28.1（mm） 3.右端 R2 和 45° 锥体的交点坐标 X = 45－2Rsin45° = 45－2.828 = 42.172（mm） Z = －（30.172 + Rcos45°）=－31.586（mm） 4.螺纹大径和小径 螺纹大径：