第 5 章 数控车削加工工艺
学习目的和要求：
1、了解数控车床的结构以及种类 2、正确分析数控机床加工零件的工艺性 3、掌握数控车床加工工艺的制订 4、学会填写数控加工工艺文件
第 5 章 数控车削加工工艺
本章主要内容如下：
5.1 数控车削加工工艺概述 5.2 数控车削加工工艺的制订 5.3 典型零件数控车削加工工艺分析实例
5.1 数控车削加工工艺概述
5.1.1 数控车床的类型
1．按数控系统的功能和机械结构的档次分
（1）经济型数控车床:一般采用步进电动机驱动的开环控制 系统，结构简单，价格低廉, 一般只能 进行两个平动坐标(刀 架的移动)的控制和联动。
（2）全功能型数控车床:采用闭环或半闭环控制的伺服系统， 可以进行多个坐标轴的控制。具有高刚度、高精度和高效率 等特点。
5.2.4 加工顺序的安排
1．先粗后精
对于粗精加工在一道工序内进行的，先对各表面进行粗加 工，全部粗加工结束后在进行半精加工和精加工，逐步提高加 工精度。 2．先近后远
在一般情况下，离对刀点近的部位先加工，离对刀点远的 部位后加工，以便缩短刀具移动距离，减少空行程时间。 3．内外交叉
对既有内表面（内型、腔），又有外表面需加工的回转体 零件，安排加工顺序时，应先进行外、内表面粗加工，后进行 外、内表面精加工。 4．基面先行
以粗加工中完成的那一部分工艺过程为一道工序，精加工 中完成的那一部分工艺过程为一道工序。这法适用于零件加工 பைடு நூலகம்易变形或精度要求较高的零件。
轴承内圈精车加工方案
实例分析
【例】 加工如下图所示手柄零件，该零件加工所用坯料为
φ32mm，批量生产，加工时用一台数控车床。试进行工
序的划分及确定装夹方式。
工序1
数控车床的刀架分为回转式和排刀式刀架两大类。排刀式 刀架主要用于小型数控车床，适用于短轴或套类零件的加工。 回转式刀架是普遍采用的刀架形式，它通过回转头的旋转、分 度、定位来实现机床的自动换刀工作。
排刀式刀架
回转式刀架
4. 数控车床的用途
数控车床自动完成内外圆柱面、圆锥面、圆弧面、端面、螺纹等工序的 切削加工，并能进行切槽、钻孔、镗孔、扩孔、铰孔等加工。此外，数控车 床还特别适合加工形状复杂、精度要求高的轴类或盘类零件。
（3）车削中心:车削中心是一种复合加工机床，工件在一次 装夹后，它不但能完成对回转型面的加工，还能完成回转零 件上个各表面加工，如圆柱面或端面上铣槽或平面等。
(4) FMC车床: 由数控车床、机器人等构成的柔性加工单元。
经济型数控车床
全功能型数控车床
车削中心主轴的C轴功能
FCM车床
2．按主轴的配置形式分类： （1）卧式数控车床 ： 主轴轴线处于水平位置的数控车床。（双轴卧式数控车床） （2）立式数控车床 ： 主轴轴线处于垂直位置的数控车床。（双轴立式数控车床 ）
③找出图样上有较高位置精度要求的表面，这些表面应在一 次安装下完成。
④对表面粗糙度要求较高的表面，应确定用恒线速切削。
2．零件结构工艺性分析
几何要素缺陷示例一
几何要素缺陷示例二
结构工艺性示例
5.2.3 工序的划分
在批量生产中，常用下列两种方法进行工序的划分： 1 ．按零件加工表面划分工序
将位置精度要求较高的表面安排在一次安装下完成，以免 多次安装所产生的安装误差影响位置精度。适用于加工内容不 多的零件。 2．按粗、精加工划分工序
（如图所示将一批工件全部车出，包括切断），夹棒 料外圆柱面，工序内容有：车出φ12mm和φ20mm两圆 柱面→圆锥面（粗车掉R42mm圆弧的部分余量）→转 刀后按总长要求留下加工余量切断。
工序2
（见下图），用φ12㎜外圆和φ20㎜端面装夹，工序 内容有：车削包络SR7㎜球面的30°圆锥面→对全 部圆弧表面半精车（留少量的精车余量）→换精车 刀将全部圆弧表面一刀精车成形。
3．按数控系统控制的轴数分类：
（1）两轴控制的数控车床：
机床上只有一个回转刀架或两个排刀架，多采用水平 导轨，可实现 两坐标轴控制。
（2）四轴控制的数控车床：
机床上有两个独立的回转刀架，多采用斜置导轨，可 实现四坐标轴控制。
5.1.2 数控车床的结构与主要性能参数
1 数控车床的组成
（1）车床主机 即数控车床的机械部件，主要包括床身、 主轴箱、刀架、尾座、进给传动机构等。 （2）数控系统 即控制系统，是数控车床的控制核心，其 中包括CPU、存储器、CRT等部分。 （3）驱动系统 即伺服系统，是数控车床切削工作的动力 部分，主要实现主运动和进给运动。 （4）辅助装置 是为加工服务的配套部分，如液压、气动 装置，冷却、照明、润滑、防护和排屑装置。
MJ-50 数控车床的外观图
允许最大工件回转直径 主轴转速范围 安装刀具数 主轴AC伺服电动机连续／30min超载 机床外形尺寸(长×宽×高)
500mm 35～3500r／min(连续无级) 10把 11／15kW 2995mm×1667mm×1796mm
2．床身和导轨的布局
数控车床的布局形式
3.刀架的布局
用作精基准的表面应优先加工出来，因为定位基准的表面 越精确，装夹误差就越小。
先粗后精
先近后远
5.2.5 进给路线的确定
（2）零件轮廓的几何要素分析 是否充分、正确。
要分析几何元素的给定条件
（3）精度及技术要求分析
①分析精度及各项技术要求是否齐全、是否合理。对采用数 控加工的表面，其精度要求应尽量一致，以便最后能一刀连续加 工。
②分析本工序的数控车削加工精度能否达到图纸要求，若达 不到，需采用其他措施（如磨削）弥补的话，注意给后续工序留 有余量。
车床加工的典型表面
5．2 数控车削加工工艺的制订
5.2.1 数控车床的主要工对象 1．精度要求高的回转体零件 2．表面粗糙度要求高的回转体零件 3．表面形状复杂的回转体零件 4．带特殊螺纹的回转体零件
轴承内圈示意图
成型内腔零件示例
5.2.2 数控车削加工零件的工艺性分析
1．零件图样分析 （1）尺寸标注方法分析 由于数控加工精度及重复定位精度都很高， 不会因产生较大的积累误差而破坏使用特性，因此可将局部的尺寸分散标 注法改为以集中引注或坐标式的尺寸标注法。