第三章 数控车削加工工艺,第一节 可转位刀片及数控车削用刀具系统 第二节 数控车削的孔加工刀具 第三节 数控车削切削用量的确定 第四节 典型轮廓的数控车削工艺 第五节 典型零件的数控车削工艺分析,第一节 可转位刀片及数控车削用刀具系统,一、机夹可转位刀片及代码,图3-1、表3-1,第一节 可转位刀片及数控车削用刀具系统,二、机夹可转位车刀刀片的夹紧方式,1上压式 （1）结构特点 结构简单，夹紧可靠，切削力与夹紧力方向一致，多采用不带固定孔的刀片。,a)爪形压板 b)桥形压板 c)蘑菇形压板,（2）适用场合 前角可为正或负，刃倾角多数为0，少数为负刃倾角。适用于精车，也可用于中型、重型及间断车削。,第一节 可转位刀片及数控车削用刀具系统,a)爪形压板 b)桥形压板 c)蘑菇形压板,第一节 可转位刀片及数控车削用刀具系统,2钩销式 （1）结构特点 结构简单，夹紧可靠，定位精度高，排屑通畅。,1-钩销 2-刀片 3-刀垫 4-刀杆 5-螺钉,（2）适用场合 适用于有正前角和负刃倾角时的车削。在立装刀片的车刀上常采用钩销式装夹结构，可用于轻型和中型车削。,1-钩销 2-刀片 3-刀垫 4-刀杆 5-螺钉,第一节 可转位刀片及数控车削用刀具系统,3杠杆式 （1）结构特点 定位精度高，夹紧可靠，能迅速使刀片转位或更换，排屑方便。但结构较复杂，制造杠杆比制造钩销困难。,第一节 可转位刀片及数控车削用刀具系统,a）压紧螺钉中部的斜面使杠杆摆动 b）压紧螺钉下端面使杠杆摆动,1-刀杆 2-杠杆 3-弹簧套 4-刀垫 5-刀片 6-压紧螺钉 7-弹簧 8-调节螺钉,（2）适用场合 刀片后角常为0，刀具有正前角和负刃倾角，适用于轻型和中型负荷的车削。,a）压紧螺钉中部的斜面使杠杆摆动 b）压紧螺钉下端面使杠杆摆动,第一节 可转位刀片及数控车削用刀具系统,1-刀杆 2-杠杆 3-弹簧套 4-刀垫 5-刀片 6-压紧螺钉 7-弹簧 8-调节螺钉,第一节 可转位刀片及数控车削用刀具系统,4杠销式 （1）结构特点 结构较简单，夹紧力稳定，定位精度较高。定位面为底面与侧面。,（2）适用场合 适用于小型和中型机床车削。,第一节 可转位刀片及数控车削用刀具系统,第一节 可转位刀片及数控车削用刀具系统,5偏心销式 （1）结构特点 偏心销式装夹零件少，结构紧凑，刀片转位和更换迅速、方便。定位面为底面与侧面。,a）光圆标偏心销结构 b）带螺纹的偏心销结构,（2）适用场合 它适用于小型和中型机床车削。,a）光圆标偏心销结构 b）带螺纹的偏心销结构,第一节 可转位刀片及数控车削用刀具系统,第一节 可转位刀片及数控车削用刀具系统,6压孔式 （1）结构特点 压孔式装夹零件少，结构简单，夹紧可靠，排屑通畅。定位面为底面与锥孔。,l-刀杆 2-刀片 3-螺钉,（2）适用场合 刀片的前角、刃倾角通常为0，有后角，广泛用于铜、铝及塑料等材料的车削。,l-刀杆 2-刀片 3-螺钉,第一节 可转位刀片及数控车削用刀具系统,第一节 可转位刀片及数控车削用刀具系统,7楔销式 用楔块将刀片压向定位销，将刀片压紧。楔销式装夹结构简单，使用方便，夹紧力大，夹紧可靠，但中心销容易变形，精度低。,a）用双头倒顺螺钉 b）用单头螺钉,1-刀杆 2-刀垫 3-刀片 4-定位销 5-楔块 6-双头螺钉 7-垫片 8-单头螺钉,第一节 可转位刀片及数控车削用刀具系统,8复合式 （1）结构特点 采用两种夹紧方式夹紧刀片，夹紧可靠，能承受较大的切削力和冲击。,（2）适用场合 它适用于重负荷车削。,第一节 可转位刀片及数控车削用刀具系统,第一节 可转位刀片及数控车削用刀具系统,常见夹紧方式最合适的加工范围,第一节 可转位刀片及数控车削用刀具系统,三、可转位刀片的选择,1刀片材料选择,车刀刀片的材料主要有： 高速钢 硬质合金（应用最多） 涂层硬质合金 陶瓷 立方氮化硼 金刚石等 选择刀片材料，主要依据被加工工件的材料、被加工表面的精度要求、切削载荷的大小以及切削过程中有无冲击和振动等。,2刀片尺寸选择,有效切削刃长度L与背吃刀量ap、主偏角Kr的关系,第一节 可转位刀片及数控车削用刀具系统,3刀片形状选择,刀尖角度与加工性能的关系,第一节 可转位刀片及数控车削用刀具系统,4刀片的刀尖半径选择,第一节 可转位刀片及数控车削用刀具系统,国家标准规定刀尖圆弧半径的尺寸系列为： 0.2 mm 0.4mm 0.8 mm 1.2 mm 1.6mm 2.0 mm 2.4mm 3.2 mm 刀尖圆弧半径一般适宜选取进给量的23倍。,第一节 可转位刀片及数控车削用刀具系统,四、数控车削刀具系统的形式 1刀具系统的常用形式,图3-12、图3-13,2刀具系统连接结构 模块式车削工具系统典型连接结构,第一节 可转位刀片及数控车削用刀具系统,课后小结,一、机夹可转位刀片及代码 二、机夹可转位车刀刀片的夹紧方式 三、可转位刀片的选择 四、数控车削刀具系统的形式,第二节 数控车削的孔加工刀具,一、孔加工刀具分类,麻花钻 可转位浅孔钻 深孔钻 扁钻 中心钻,钻头,对已有孔进行 再加工刀具,扩孔钻 铰刀 镗刀,孔加工刀具,二、钻孔刀具 1麻花钻 在数控车床上钻孔主要采用普通麻花钻。 （1）麻花钻的组成,a）锥柄 b）直柄,第二节 数控车削的孔加工刀具,第二节 数控车削的孔加工刀具,（2）麻花钻的分类 按照材质分类：高速钢麻花钻 、硬质合金麻花钻。 根据柄部不同：莫氏锥柄、圆柱柄（直柄）。,锥柄加长麻花钻,内冷却锥柄麻花钻,镶硬质合金直柄麻花钻,直柄麻花钻,第二节 数控车削的孔加工刀具,（3）麻花钻切削部分,麻花钻切削部分的几何形状和切削角度,第二节 数控车削的孔加工刀具,2可转位浅孔钻 可转位浅孔钻如图所示。它用于数控机床上钻浅 孔，如钻箱体零件的孔。,可转位浅孔钻,第二节 数控车削的孔加工刀具,3深孔钻 如图所示为在数控车床上用于深孔加工的喷吸钻。,喷吸钻,a）实物图,b）喷吸钻工作原理,第二节 数控车削的孔加工刀具,4扁钻 扁钻切削部分磨成一个扁平体，主切削刃磨出顶角、后角，并形成横刃，副切削刃磨出后角与副偏角并控制钻孔的直径。,a）实物图 b）装配式扁钻结构图,5中心钻 中心钻常用于在零件两端钻中心孔。常用中心钻如图所示。,第二节 数控车削的孔加工刀具,a）不带护锥中心钻(A型),b）带护锥中心钻(B型),三、扩孔、铰孔刀具 1扩孔钻 标准扩孔钻一般有34条主切削刃、切削部分的材料为高速钢或硬质合金。,a）锥柄式高速钢扩孔钻,第二节 数控车削的孔加工刀具,d）可转位扩孔钻,c） 套式硬质合金扩孔钻,b）套式高速钢扩孔钻,第二节 数控车削的孔加工刀具,2铰孔刀具 （1）通用标准铰刀 通用标准铰刀有直柄、锥柄和套式三种。,a）直柄机用铰刀 c）套式机用铰刀,b）锥柄机用铰刀 d）切削校准部分角度,第二节 数控车削的孔加工刀具,（2）硬质合金单刃铰刀 硬质合金单刃铰刀的结构如图所示。,硬质合金单刃铰刀 1、7螺钉 2导向块 3刀片 4楔套 5刀体 6销子,第二节 数控车削的孔加工刀具,a）通孔车刀,c）内孔车刀的两个后角,四、内孔车刀 1通孔车刀 切削部分的几何形状基本上与外圆车刀相似（图a），主偏角r一般在6075之间，副偏角r一般为1530。,第二节 数控车削的孔加工刀具,2不通孔车刀 不通孔车刀用来车削不通孔或台阶孔，切削部分的几何形状基本上与偏刀相似。,通孔车刀,b）通孔车刀 c）通孔车刀 内孔车刀的结构,d）实物图,a）整体式,第二节 数控车削的孔加工刀具,一、孔加工刀具分类 二、钻孔刀具 1麻花钻 2可转位浅孔钻 3深孔钻 4扁钻 5中心钻 三、扩孔、铰孔刀具 1扩孔钻 2铰孔刀具 四、内孔车刀 1通孔车刀 2盲孔车刀,课后小结,第三节 数控车削切削用量的确定,一、数控车削切削用量的确定,c）立式数控铣床 d）卧式数控铣床,1背吃刀量ap的确定 背吃刀量根据机床、工件和刀具的刚度来确定。 2主轴转速n的确定 车削加工主轴转速n应根据允许的切削速度v和工件直径d来选择，按式v=dn/1000计算。 3进给速度vf的确定 进给速度vf主要根据零件的加工精度和表面粗糙度要求以及刀具、工件的材料性质选取。参考表3-5、表3-6。,确定进给速度的原则： （1）当工件的质量要求能够得到保证时，为提高生产效率，可选择较高的进给速度。一般在100200mm/min范围内选取。 （2）在切断、加工深孔或用高速钢刀具加工时，宜选择较低的进给速度，一般在2050mm/min 范围内选取。 （3）当加工精度、表面粗糙度要求较高时，进给速度应选小些，一般在2050mm/min范围内选取。 （4）刀具空行程时，特别是远距离 “回参考点”时，可以设定该机床数控系统设定的最高进给速度。,第三节 数控车削切削用量的确定,第三节 数控车削切削用量的确定,二、螺纹车削切削用量的确定,1主轴转速 大多数经济型数控车床的数控系统，推荐切削螺纹时的主轴转速为：,2螺纹牙型高度（螺纹总切深） 螺纹牙型高度是指在螺纹牙型上，牙顶到牙底之间垂直于螺纹轴线的距离。螺纹实际牙型高度可按下式计算： h=0.6495P,螺纹牙型高度示意图,第三节 数控车削切削用量的确定,第三节 数控车削切削用量的确定,3径向起点和终点的确定 对于外螺纹加工中，径向起点(编程大径)的确定决定于螺纹大径；径向终点(编程小径)的确定决定于螺纹小径。 对于普通螺纹可用粗略算法来编制程序。通常螺纹大径D比公称尺寸减小0.12P螺纹小径的确定根据下式来确定。 d1=M-2h,4分段切削背吃刀量 如果牙型较深，螺距较大，可分几次进给。每次进给背吃刀量用螺纹深度减精加工背吃刀量所得的差按递减规律分配。,常用螺纹切削进给次数与背吃刀量可参考表3-7表3-9,螺纹分段切削示意图,第三节 数控车削切削用量的确定,第三节 数控车削切削用量的确定,课后小结,一、数控车削切削用量的确定 1背吃刀量ap的确定 2主轴转速n的确定 3进给速度vf的确定 二、螺纹车削切削用量的确定 1主轴转速 2螺纹牙型高度(螺纹总切深) 3径向起点和终点的确定 4分段切削背吃刀量,一、车外圆面,1外圆车刀及其安装 （1）外圆车刀 1）90车刀，90车刀又称偏刀，主偏角（r）为90 。,第四节 典型轮廓的数控车削工艺,a)右偏刀 b)左偏刀 c)右偏刀外形,第四节 典型轮廓的数控车削工艺,a）右偏刀的使用 b）车台阶轴 c）车端面,偏刀的使用,右偏刀是车刀从车床尾架向主轴箱方向进给的车刀，一般用来车削工件的外圆、端面和右向台阶。 左偏刀是车刀从车床主轴箱向尾座方向进给的车刀，一般用来车削左向阶台和工件的外圆。,2）75车刀。75车刀的主偏角为(r)75，刀尖角(r)大于90。,第四节 典型轮廓的数控车削工艺,75车刀车外圆,（2）车刀的安装,1）车刀安装在刀架上，伸出部分不宜过长，一般为刀杆高度的11.5倍。 2）车刀垫铁要平稳，数量要少，垫铁应与刀架对齐。 3）车刀刀尖一般应与工件轴线等高。,a）正确 b）太高 c）太低 装刀高低对前后角的影响,第四节 典型轮廓的数控车削工艺,第四节 典型轮廓的数控车削工艺,4）车刀刀杆中心线应与进给方向垂直