一般复杂零件（螺纹球面零件）的车削加工工艺分析及编程

一般复杂零件（螺纹球面零件）的车削加工工艺分析及编程 更新日期：2024-02-10　　来源：数控工作室        学习一般复杂零件的车削加工方法，需要熟练掌握尺寸精度、形状位置公差和表面粗糙度的控制方法和确保方法。 　 　 　 　 　 　 　 　 1、零件图纸 图1  螺纹球面短轴   2、工艺分析 该零件主要加工内容包括外圆粗、精加工、切槽及螺纹的加工。参考工艺如下： （1）车制工艺台阶 在零件图中需要加工螺纹的部位以背吃刀量2mm手动车削一个长15mm的工艺台阶，为零件右端加工提供可靠的装夹基准。 （2）零件右端加工 1）由于的外圆和外圆有同轴度要求，所以右端加工时，两处外圆在一次装夹过程中应加工完毕。 2）考虑到仅夹持15mm的工艺台阶，工件悬伸量较大，易产生“让刀”现象，故尽量采用一夹一顶的装夹方式加工。 3）此处外轮廓包含圆弧和圆锥面，为避免“欠切”和“过切”现象的产生，程序中应采用刀尖圆弧半径补偿功能。 （3）零件左端加工 左端加工较简单，只需夹住外圆，用一夹一顶的装夹方式切槽和加工螺纹即可。   3、刀具选择 1、选用A型中心钻钻削中心孔。 2、粗、精车外轮廓及车削端面时选用93°硬质合金机夹式外圆刀（刀尖角35°、刀尖圆弧半径0.4mm）。 3、螺纹退刀槽采用4mm切槽刀加工。 4、车削螺纹选用60°硬质合金外螺纹车刀。 具体刀具参数见下表。 螺纹球面短轴加工刀具卡 序号 刀具号 刀具类型 刀具半径 数量 加工表面 备注 1 T0101 93°外圆刀 0.4mm 1 从右至左外轮廓 刀尖角35° 2 T0202 外切槽刀 4mm槽宽 1 螺纹退刀槽   3 T0303 外螺纹刀   1 外螺纹 刀尖角60°   4、切削用量选择 1、背吃刀量的选择。粗车轮廓时选用ap=2mm，精车轮廓时选用ap=0.5mm。 2、主轴转速的选择。主轴转速的选择与工件材料、刀具材料、工件直径的大小及加工精度和表面粗糙度要求等都有联系，根据图2-34要求，选择外轮廓粗加工转速800r/min,精车转速1500r/min。车螺纹时，主轴转速n=400r/min。切槽时，主轴转速n=400r/min。 3、进给速度的选择。根据背吃刀量和主轴转速选择进给速度，分别选择外轮廓粗精车的进给速度为130mm/min和120mm/min；切槽的进给速度为30mm/min。 具体工步顺序、工作内容、各工步所用的刀具及切削用量等（不含工艺台阶车削工步）见表。 螺纹球面短轴加工切削用量表 操作序号 工步内容 刀具号 切削用量 主轴转速 r/min 进给速度mm/min 切削深度mm 1 加工工件端面 T0101 800 100 0.5 2 粗车工件外轮廓（右端） T0101 800 130 2 3 精车工件外轮廓（右端） T0101 1500 120 0.5 4 粗、精车螺纹大径表面 T0101 粗800精1500 120 粗2精0.5 5 车螺纹退刀槽 T0202 400 30 4x2 6 车削外螺纹M20x2 T0303 400 螺距2 0.3 7 检验、校核           5、加工程序  螺纹球面短轴加工程序表 数控车程序卡 零件毛坯 编写日期   零件名称 螺纹球面短轴 图    号   材    料 45# 车床型号 CK6136 夹具名称 三爪卡盘 实训车间 数控中心 程序号 00001 编程原点：工件右端面与中心轴线交点 程序段号 程序 说明 N10 %0001 右端粗加工复合循环及精加工程序 N20 M03 S800 M08 主轴正转，转速800r/min，冷却液开 N30 T0101 刀具选择 N40 G00 X34 Z5 快速点定位，工件加工起始点， N50 G71 U2 R5 P130 Q240 X0.5 Z0.1 F130 外径粗车循环 U：每次单边车深，R：单边退刀量，P130：精加工第一程序段号，Q240：精加工最后程序段号，X：直径双边精加工余量，Z：Z向精加工余量，F：粗车进给量 N60 G00 X100 退刀 N70 Z100 N80 M05 主轴停转 N90 M00 M09 程序暂停，冷却液关，用于粗加工后检测 N100 M03 S1500 M08 主轴正转，转速1500r/min，冷却液开 N110 T0101 刀具选择 N120 G00 X34 Z5 快速点定位，工件加工起始点 N130 G42 G00 X18 Z3   刀具靠近工件起始点，刀补建立 N140 G01 Z0 F120 N150 X20 Z-1 倒角 N160 Z-10.6   N170 G02 X20 Z-21.202 R8   N180 G03 X21.58 Z-39.92 R14   N190 G02 X17 Z-45.66 R10   N200 G01 Z-50   N210 X29 Z-60.392   N220 Z-66   N230 X32   N240 G40 G00 X35 加工结束，刀补取消 N250 X100   退刀 N260 Z100 N270 M05 M09 主轴停转，冷却液关 N280 M30 程序结束，返回程序头 程序号 O0002 编程原点：工件左端面与中心轴线交点 程序段号 程  序 说  明 N10 %0002 螺纹外径粗加工复合循环及精加工程序 N20 M03 S800 M08 主轴正转，转速800r/min，冷却液开 N30 T0101 刀具选择 N40 G00 X34 Z5 快速点定位，工件加工起始点 N50 G71 U2 R5 P130 Q220 X0.5 Z0.1 F130 外径粗车循环 U：每次单边车深，R：单边退刀量，P130：精加工第一程序段号，Q220：精加工最后程序段号，X：直径双边精加工余量，Z：Z向精加工余量，F：粗车进给量 N60 G00 X100   退刀 N70 Z100 N80 M05 主轴停转 N90 M00 M09 程序暂停，冷却液关 N100 M03 S1500 M08 主轴正转，转速1500r/min，冷却液开 N110 T0101 刀具选择 N120 G00 X34 Z5 快速点定位，工件加工起始点 N130 G42 G00 X17 Z3 刀具靠近工件起始点，刀补建立 N140 G01 Z0 F120 N150 X20 Z-1.5 倒角 N160 Z-13.5   N170 X17 Z-15 倒角 N180 Z-19   N190 X27   N200 X29 Z-20 倒角 N210 X32   N220 G40 G00 X35 加工结束，刀补取消 N230 X100 退刀 N240 Z100 N250 M05 M09 主轴停转，冷却液关 N260 M30 程序结束，返回程序头 程序号 O0003 编程原点：工件左端面与中心轴线交点 程序段号 程  序 说  明 N10 %0003 螺纹退刀槽加工程序（左刀点对刀） N20 M03 S400 M08 主轴正转，转速400r/min，冷却液开 N30 T0202 刀具选择 N40 G00 X30 Z5 快速点定位，工件加工起始点 N50 Z-19 定位 N60 G01 X16 F30 切槽 N70 X30 F50 退刀 N80 G00 X100   退刀 N90 Z100 N100 M05 M09 主轴停转，冷却液关 N110 M30 程序结束，返回程序头 程序号 O0004 编程原点：工件左端面与中心轴线交点 程序段号 程  序 说  明 N10 %0004 螺纹加工程序 N20 M03 S400 M08 主轴正转，转速400r/min，冷却液开 N30 T0303 刀具选择 N40 G00 X25 Z5 快速点定位，工件加工起始点 N50 G76 C1 A60 K1.1 X17.4 Z-15 U0.3 V0.3 Q0.3 F2 外螺纹复合循环 C：精加工次数，A：刀尖角度，K：螺纹牙高，X、Z：螺纹终点坐标，U：精加工单边余量，V：最小背吃刀量，Q：第一次背吃刀量 F：螺纹导程 N60 G00 X100   退刀 N70 Z100 N80 M05 M09 主轴停转，冷却液关 N90 M30 程序结束，返回程序头