数控技术与数控机床

提高生产效率，可选择较高的进给速度。一般在200——800mm/min范围内选取；车外圆，进给速度为400㎜/r，精车时，进给速度为200㎜/r。刀具空行程时，特别是远距离“回零”时，可以设定该机床数控系统设定的最高进给速度。 2.4.3确定背吃刀量

车削用量的选择原则是：

（1）粗车时，首先考虑选择一个尽可能大的背吃刀量ap，其次选择一个较大的进给量f,最后确定一个合适的切削进度v 。增大背吃刀量ap 可使走刀次数减少，增大进给量f有利于断屑，因此根据以上原则选择粗车切削用量对于提高生产效率，减少刀具消耗，降低加工成本是有利的。

（2）精车时，加工精度和表面粗糙度要求较高，加工余量不大且均匀，因此选择较小（但不太小）的背吃刀量ap和进给量f ，并选用切削性能高的刀具材料和合理的几何参数，以尽可能提高切削速度v。

（3）零件的加工高度H≤（1/4-1/6）RD，以保证刀具有足够的刚度。 切削用量的具体数值应根据机床性能，相关的手册并结合实际经验用模拟方法确定。同时，使主轴转速、背吃刀量及进给速度三者能相互适应，以形成最佳切削用量。

2.5拟定数控加工工艺卡

2.5.1 数控加工工序

数控加工车削分十三次切削进行加工： 1.然后车削端面作为基准。 2.首先进行车削最大外圆?80。 3.车?70轴台阶轴 4.车削台阶平面。 5.调头装夹。 6.车削?65轴。 7.车削椎面。 8.车削?24圆柱。 9.车削?20圆柱。 10.车削球面。 11.切螺纹退刀槽。 12.车削工艺槽。 13.加工螺纹M24。 2.5.2 数控加工工序表

表2.3数控加工工序表

机械厂 工艺序号 001 工步号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 产品名称或代号 轴类零件 程序编号 WK11111 工步内容 车削端面 车削最大外圆 车削?70圆柱 车削台阶平面 调头装夹 车削?65圆柱 车削椎面 车削?24圆柱 车削?20圆柱 车削球面 切螺纹退刀槽 车削工艺槽 加工螺纹M24 零件名称 轴类零件 夹具名称 无 刀具号 T01 T02 T01 T02 T01 T01 T01 T01 T01 T03 T03 T04 零件图号 001 使用设备 数控车床 备注 自动 自动 自动 自动 手动 自动 自动 自动 自动 自动 自动 自动 自动 2.6刀具的选择

2.6.1刀具

刀具的选择的原则：刀具的使用的寿命和装夹是否很方便。在加工轴时一般都是批量生产的，那就要求加工的时候必须有效率，装夹要很方便的，根据上面的分析，我采用机夹式刀片，机夹式刀片的材料是超硬质合金钢。对于机夹可转位刀具，由于换刀时间短,可以充分发挥其切削性能，提高生产效率，刀具寿命可选得低些，一般取15-30min .数控机床所选用的刀具常采用适应高速切削的刀具材料（如高速钢、硬质合金）并使用可转位刀片。

根据以上的分析，在加工轴所采用的刀具是机夹式，超硬质合金钢的刀片,选择数控车削刀具。

数控加工刀具必须适应数控机床高速、高效和自动化程度高的特点，一般应包括通用刀具、通用连接刀柄及少量专用刀柄。刀柄要联接刀具并装在机床刀架上，因此已逐渐标准化和系统化。为了适应数控机床对刀具耐用、稳定、易调、可换等要求，近几年机夹式可转位刀具得到广泛的应用，在数量上达到整个数控刀具的30%-40%，金属切除量占总数的80%-90%。

而加工轴所用的刀片超硬质合金钢, 超硬质合金钢是以碳化钨(WC), 碳化钛(TiC)等,高熔点,高硬度的碳化物的粉末一起粘连的作用的金属钴粉末混合,加压成型,再烧结而制成一种粉末冶金制品。硬质合金具有高硬度(69-81HRC),高热硬性(可达900-1000度),高耐磨性和较高抗压强度.用它制造刀具,起切削速度,耐磨性与寿命都比高速钢高, 超硬质合金钢制的刀片,装夹在刀体上使用.

使用方便,大大的提高加工的效率。

此外，对所选择的刀具，在使用前都需对刀具尺寸进行严格的测量以获得精确数据，并由操作者将这些数据输入数据系统，经程序调用而完成加工过程，从而加工出合格的工件。根据以上的分析,采用超硬质合金钢制的刀片。根据加工要求,主要选用的刀具。

表2.4刀具表：

刀具规格 序号 加工内容 类型 材料 1 2 3 4 粗加工外轮廓 精加工外轮廓 切螺纹退刀槽 车M24螺纹 93°外圆偏刀 93°外圆偏刀 切槽刀 60°普通螺纹车 硬质合金 2.6.2确定对刀点与换刀点 对于数控机床来说，在加工开始时，确定刀具与工件的相对位置是很重要的，它是通过对刀点来实现的。“对刀点”是指通过对刀确定刀具与工件相对位置的基准点。在程序编制时，不管实际上是刀具相对工件移动，还是工件相对刀具移动，都把工件看作静止，而刀具在运动。对刀点往往也是零件的加工原点。选择对刀点的原则是：

①方便数学处理和简化程序编制；

②在机床上容易找正，便于确定零件的加工原点的位置； ③加工过程中便于检查； ④引起的加工误差小。

对刀点可以设在零件上、夹具上或机床上，但必须与零件的定位基准有已知的准确关系。当对刀精度要求较高时，对刀点应尽量选在零件的设计基准或工艺基准上。对于以孔定位的零件，可以取孔的中心作为对刀点。

对刀时应使对刀点与刀位点重合。所谓刀位点，是指确定刀具位置的基准点。

3轴类零件夹具的选用

3.1对轴类零件夹具的基本要求

数控加工对夹具主要有两大要求：一是夹具应具有足够的精度和刚度；二是夹具应有可靠的定位基准。选用夹具时，通常考虑以下几点：

①尽量选用可调整夹具、组合夹具及其它通用夹具，避免采用专用夹具，以缩短生产准备时间。

②在成批生产时才考虑采用专用夹具，并力求结构简单。 ③装卸工件要迅速方便，以减少机床的停机时间。

④夹具在机床上安装要准确可靠，以保证工件在正确的位置上加工。 本次设计采用普通的三爪自动定心卡盘，其工作效率高，使用方便、准确度高

3.2工件装夹的类型及安装

3.2.1 夹具的类型

数控车床上的夹具主要有两类：一类用于盘类或短轴类零件，工件毛坯装夹在带可调卡爪的卡盘（三爪、四爪）中，由卡盘传动旋转；另一类用于轴类零件，毛坯装在主轴顶尖和尾架顶尖间，工件由主轴上的拨动卡盘传动旋转 3.2.2零件的安装

数控机床上零件的安装方法与普通机床一样，要合理选择定位基准和夹紧方案，注意以下两点：

①力求设计、工艺与编程计算的基准统一，这样有利于编程时数值计算的简便性和精确性。

②尽量减少装夹次数，尽可能在一次定位装夹后，加工出全部待加工表面。 由于本次设计的零件属于短轴类零件，故采用三爪自定心卡盘装夹。其安装方便、安装精度较高。