20
典型零件的数控车削加工
①选择刀片材质 常见刀片材料有高速钢、硬质合金、涂层硬质合金，
陶瓷、立方氮化硼和金钢石等，其中应用最多的是硬质合 金和涂层硬质合金刀片。选择刀片材质主要依据被加工工 件的材料、被加工表面的精度、表面质量要求、切削载荷 的大小以及切削过程有无冲击和振动等。
21
典型零件的数控车削加工
37
典型零件的数控车削加工
典型零件的数控车削加工
2.2.1 进给路线的确定
1.阶梯切削路线
按图a中的阶梯切削路线，二刀粗 车，最后一刀精车；二刀粗车的终刀 距S要作精确的计算，可由相似三角 形得：
D-d
D-d - ap
2 L
＝
2 S
L（ D-d - ap）
S＝
2
D-d
2
此种加工路线，粗车时， 刀具背吃刀量相同，但精车时， 背吃刀量不同；同时刀具切削 运动的路线最短。
36
典型零件的数控车削加工
2. 进给速度量纲控制指令G98、G99 在数控车削中有两种切削进给模式设置方法，即进给率(每转进给模式)和进给 速度(每分钟进给模式)。 （1）进给率，单位为mm/r， 其指令为：G99； 进给率转换指令 G01 X__ Z__ F__； F的单位为mm/r （2）进给速度，单位为mm/min， 其指令为：G98； 进给速度转换指令 G01 X__ Z__ F__； F的单位为mm/min G98和G99都是模态指令，一旦指定就一直有效，直到指定另一方式为止。 车削CNC系统缺省的进给模式是进给率，即每转进给模式，只有在用动力刀 具铣削时才采用每分钟进给模式。
23
典型零件的数控车削加工
③刀具前角的选择
前角的影响 正前角大，切削刃锋利 前角每增加1°，切削功率减少1％ 正前角大，刀刃强度下降；负前角过大，切削力增加
大负前角用于 切削硬材料 需切削刃强度大，以适应断续切削、 切削含黑皮表面层的加工条件
大正前角用于 切削软质材料 易切削材料 被加工材料及机床刚性差时
② 刀片形状的选择
刀片形状主要依据加工轮廓、切削方法、刀具寿命和刀片的转位次数等 因素选择。一般外圆车削常用80°凸三角形、四方形和80 °菱形刀片；仿 形加工常用55 °、35 °菱形和圆形刀片；在机床刚性、功率允许的条件 下，大余量、粗加工应选择刀尖角较大的刀片，反之选择刀尖角较小的刀片。
22
可 转 位 车 削 刀 片 型 号 表 示 方 法
普通车床和数控车床
15
典型零件的数控车削加工 可转位车刀的结构形式
❖①杠杆式： ❖②楔块式： ❖③上压式：
由杠杆、螺钉、刀垫、刀垫销、 刀片所组成
由紧定螺钉、刀垫、 销、楔块、刀片所组
成 由压紧螺钉、刀垫、
销、刀片所组成
16
典型零件的数控车削加工
依靠螺钉旋紧压靠杠杆，由杠杆的力压紧刀片达到夹固的目的。
按图c的斜线加工路线，只需确 定每次背吃刀量ap，而不需计算终刀 距，编程方便。但在每次切削中背吃 刀量是变化的，且刀具切削运动的路 线较长。
8
典型零件的数控车削加工
2.2.2数控车床的装夹与定位
1.数控车床工件的基准
设计基准
定位基准 测量基准
径向：回转体轴线 轴向：工件的某一端面或几何中心处 被加工工件的外圆表面、内圆表面或端面中心孔 被加工工件各项精度测量和检测时的基准
3
典型零件的数控车削加工
程序清单
O0001
主程序名
G50 S2000；
限定主轴最高转速2000 r/min
G96 G99 G21 G40 T01;
程序初始化
G00 X200. Z200.;
快速定位至换刀参考点（人工设定）
T0101;
换1号刀，选择1号刀补
S100 M03;
主轴正转，线速度100M/min
G01 X6. Z-10.392 F0.1；
精加工60度顶尖表面
X20.;
G97 S800；
G40 G00 X100. Z100. M09;
程序结束部分
M30;
4
典型零件的数控车削加工 2.2 相关知识
2.2.1 进给路线的确定 在车床上车削外圆锥时大体上有如图所示的三种进给路线。
圆锥的加工路线
5
24
典型零件的数控车削加工
④刀具后角的选择
后角的影响 后角大，后刀面磨损小 后角大，刀尖强度下降 小后角用于 切削硬材料 需切削刃强度高时
大后角用于 切削软材料 切削易加工硬化的材料
25
典型零件的数控车削加工
⑤刀具主偏角的选择
主偏角的影响 进给量相同时，主偏角小，刀片与切屑接触的长度增加，切削厚度变薄，使
6
典型零件的数控车削加工
2.2.1 进给路线的确定 2.相似三角形切削路线
按图b的相似斜线切削路 线，也需计算粗车时终刀距S， 可由相似三角形得：
D-d ＝ ap
2L
S
S＝
2L ap D-d
按此种加工路线，刀具切削运动的距离较短。
7
典型零件的数控车削加工
2.2.1 进给路线的确定 3.三角形切削路线
2.数控车床定位基准的选择
定位方式一：一端固定（用三爪自定心卡盘、四爪单动卡盘或弹簧套固定） （适于轴较短）
定位方式二：卡盘—顶尖定位或两顶尖定位（适于轴较长）
9
3.数控车床装夹
常 用 装 夹 方 式
典型零件的数控车削加工
三爪自定心 卡盘装夹
两顶尖之 间装夹
卡盘和顶尖 装夹
双三爪定心 卡盘装夹
通 用 夹 具 装 夹
另一类结构是圆柱柄上铣有齿条的结构，该结构可实 现自动夹紧，换装比较快捷，刚性较刀块式差。
30
典型零件的数控车削加工刀块式车刀系统源自圆柱齿条式车刀系统31
典型零件的数控车削加工
6．对刀 （1）试切对刀
试切对刀是指在机床上使用相对位置检测手动对刀 （2） 机外对刀仪对刀 机外对刀的本质是测量出刀具假想刀尖点到刀具台基准之
断屑槽 。 （6）数控车床还要求刀片耐用度的一致性好，以便于使用刀具寿命管理
功能。
12
典型零件的数控车削加工
2.常用车刀种类和用途
常用车刀的种类、形状和用途 1-切断刀 2-90°左偏刀 3-90°右偏刀 4-弯头车刀 5-直头车刀 6-成型车刀 7-宽刃精车刀 8-外螺纹车刀 9-端面车刀 10-内螺纹车刀 11-内槽车刀 12-通孔车刀 13-盲孔车刀
机械零件的数字化加工
沙洲职业工学院机械动力工程系
1
典型零件的数控车削加工
项目1：简单零件的数控车削加工
2
典型零件的数控车削加工
任务2：圆锥类零件的数控车削加工 2.1 任务描述
如图所示工件，毛坯为Ø 20 mm×60 mm的45钢棒料，试采用单 一固定循环编程指令G90编写其加工程序。
图3-1 圆锥类零件编程实例
13
典型零件的数控车削加工
2.常用车刀种类和用途
外圆车刀
螺纹车刀
内孔车刀
常用车刀
14
典型零件的数控车削加工
3.数控车刀
数控车床所采用车刀分为整体式和可转位车刀两种，多采用可转位车刀.
可转位车刀按其用途可分为外圆车刀、仿形车刀、端面车刀、内圆车刀、 切槽车刀、切断车刀和螺纹车刀等
类型 外圆车刀 仿形车刀 端面车刀
杠杆式
17
典型零件的数控车削加工
依靠销与楔块的压下力将刀片夹紧。
楔块式 18
典型零件的数控车削加工
依靠夹紧螺钉的压下力将刀片夹紧。
上压式 19
4.合理选择刀具
典型零件的数控车削加工
第一条路线为：零件图样、机床影响因素、选择刀杆、刀片夹紧系统、选择刀片形状， 主要考虑机床和刀具的情况； 第二条路线为：工件影响因素、选择工件材料代码、确定刀片的断屑槽型、选择加工 条件脸谱，这条路线主要考虑工件的情况。 综合这两条路线的结果，才能确定所选用的刀具。
10
典型零件的数控车削加工
三爪卡盘：可自动定心，夹持范围大，但定心精度不高，不适于零件同轴度 要求高时的二次装夹。有机械式和液压式（常用）。 软爪：当加工同轴度要求较高的工件或进行工件的二次装夹时用此。 卡盘加顶尖：在车削质量较大的工件时用。
安全可靠、刚性好、轴向定位准确，常用。 四爪卡盘：当加工精度要求不高，偏心距较小，长度较短的工件。 弹簧夹套：定心精度高，装夹快捷方便，常用于精加工的外圆表面定位。
G00 X100. Z100. M08;
刀具到目测安全位置，冷却液打开
G41 G00 X16. Z0;
定位至固定循环起始点，建立左刀补
G90 X6. Z-5.196 R-3. F0.15; 调用固定循环粗加工60度顶尖表面
X6. Z-9.526 R-5.5;
固定循环模态调用
G01 X0 Z0；
定位至精加工起始点
11
典型零件的数控车削加工
2.2.3数控车削刀具 1.对刀具的要求
（1）为使粗车能大吃刀、大走刀，要求粗车刀具强度高、耐用度好； （2）精车首先是保证加工精度，所以要求刀具的精度高、耐用度好。 （3）为减少换刀时间和方便对刀，应尽可能多地采用机夹刀。 （4）多数情况下应采用涂层硬质合金刀片。 （5）数控车床对刀片的断屑槽有较高的要求。数控车削刀片常采用三维
刀尖圆弧大用于 需要刀刃强度高的黑皮切削，断续切削 大直径工件的粗加工 机床刚性好时
29
典型零件的数控车削加工
5．车削工具系统
为了提高效率，减少换刀辅助时间，数控车削刀具已 经向标准化、系列化、模块化方向发展，目前数控车床 的刀具系统常用的有两类。
一类是刀块式，结构是用凸键定位、螺钉夹紧。该结 构定位可靠，夹紧牢固、刚性好，但换装刀具费时，不 能自动夹紧。