数控车床的加工工艺

数控车床与普通车床一样，主要用于加工轴类、盘类等回转体零件，如图2-14所示为普通车床加工的典型表面。在数控车床中通过数控加工程序的运行，则可自动完成内外圆柱面、圆锥面、成形表面、螺纹、端面等工序的切削加工，还可以进行车槽、钻孔、扩孔、铰孔等工作。车削加工中心可在一次装夹中完成更多的加工工序，提高了加工精度和生产效率，特别适合于复杂形状回转类零件的加工。车铣复合加工中心的功能更是得到进一步的完善，能完成形状更复杂的回转类零件的加工。

图2-14 普通车床加工的典型表面

2.2.1 数控车床加工的主要零件对象

数控车削是数控加工中最常见的加工方法之一。由于数控车床在加工中能实现坐标轴的联动插补，使形成的直线和圆弧等零件的轮廓准确，加工精度高，同时能实现主轴旋转和进给运动的自动变速，因此数控车床比普通车床的加工范围宽得多。针对数控车床的特点，以下几种零件最适合数控车削加工。

1) 表面形状复杂的回转体零件

数控车床具有直线和圆弧插补功能，可以车削由任意直线和曲线组成的形状复杂的回转体零件。如图2-15所示的零件，特别是内腔复杂的零件，在普通车床上很难加工，但在数控车床上则很容易加工出来。只要组成零件轮廓的曲线能用数学表达式表述或列表表达，都可以加工。对于非圆曲线组成的轮廓，应先用直线或圆弧去逼近，然后再用直线或圆弧插补功能进行插补切削。

图2-15 数控车床加工零件示例

2) 精度要求高的回转体零件

由于数控车床刚性好、加工精度高、对刀准确，还可以精确实现人工补偿和自动补偿，所以数控车床能加工尺寸精度要求高的零件。使用切削性能好的刀具，在有些场合可以进行以车代磨的加工，如轴承内环的加工、回转类模具内外表面的加工等。此外，数控车床加工零件，一般情况下是一次装夹就可以完成零件的全部加工，所以，很容易保证零件的形状和位置精度，加工精度高。

3) 表面粗糙度要求高的回转体零件

数控车床具有恒线速切削功能。在材质、加工余量和刀具已确定的条件下，表面粗糙度取决于进给量和切削速度。在加工零件的锥面和端面时，数控车床切削的表面粗糙度小且一致，这是普通车床无法实现的。通过改变进给量，可以在数控车床上加工表面粗糙度要求不同的零件，即粗糙度值要求大的部位可选用大的进给量，粗糙度值要求小的部位可选用较小的进给量。

4) 带特殊螺纹的回转体零件

普通车床能车削的螺纹种类很有限，只能车削等导程的圆柱面和圆锥面的公制、英制内外表面螺纹，而且螺纹的导程种类有限。而数控车床可以加工各种类型的螺纹，且加工精度高，表面粗糙度值小。

5) 超精密、超低表面粗糙度值的零件

磁盘、录像机磁头、激光打印机的多面反射体、复印机的回转鼓、照相机等光学设备的透镜等零件，要求超高的轮廓精度和超低的表面粗糙度值，它们适合在高精度、高性能的数控车床上加工。数控车床超精加工的轮廓精度可达到0.1μm，表面粗糙度可达Ra0.02μm，超精加工所用数控系统的最小分辨率应达到0.01μm。

2.2.2 数控车床刀具

数控车床加工工件时，刀具直接担负着对工件的切削加工。刀具的耐用度和使用寿命直接影响着工件的加工精度、表面质量和加工成本。合理选用刀具材料不仅可以提高刀具切削加工的精度和效率，而且也是对难加工材料进行切削加工的关键措施。

1. 数控车床常用刀具

数控车床主要用于回转表面的加工，如内外圆柱面、圆锥面、圆弧面、螺纹等切削加工。如图2-16所示为常用车刀的种类、形状和用途。

图2-16 常用车刀的种类、形状和用途

0—圆弧车刀;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—成形车刀;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

数控车床常用刀具一般分为尖形车刀、圆弧形车刀及成形车刀三类。

1) 尖形车刀

尖形车刀是以直线形切削刃为特征的车刀。车刀的刀尖由直线形的主、副切削刃构成，如90°内外圆车刀、左右端面车刀、车槽(切断)车刀及刀尖倒棱很小的各种外圆和内孔车刀。

尖形车刀几何参数(主要是几何角度)的选择方法与普通车削时的基本相同，但应结合数控加工的特点(如加工路线、加工干涉等)进行全面的考虑，并应兼顾刀尖本身的强度。用这类车刀加工零件时，其零件的轮廓形状主要由一个独立的刀尖或一条直线形主切削刃位移后得到，它与另两类车刀加工时所得到零件轮廓形状的原理是截然不同的。

2) 圆弧形车刀

圆弧形车刀是较为特殊的数控加工用车刀，如图2-17所示。其特征如下:构成主切削刃的刀刃形状为一圆度误差或轮廓误差很小的圆弧;该圆弧上的每一点都是圆弧形车刀的刀尖，因此，刀位点不在圆弧上，而在该圆弧的圆心上;车刀圆弧半径理论上与被加工零件的形状无关，并可按需要灵活确定或经测定后确定。

图2-17 圆弧形车刀

圆弧形车刀可以用于车削内外表面，特别适合于车削各种光滑连接(凹形)的成形面。

选择车刀圆弧半径时应考虑以下两点:一是车刀切削刃的圆弧半径应小于或等于零件凹形轮廓上的最小曲率半径，以免发生加工干涉;二是车刀圆弧半径不宜选择太小，否则，不但制造困难，还会因刀尖强度太弱或刀体散热能力差而导致车刀损坏。当某些尖形车刀或成形车刀(如螺纹车刀)的刀尖具有一定的圆弧形状时，也可作为这类车刀使用。

3) 成形车刀

成形车刀俗称样板车刀，其加工零件的轮廓形状完全由车刀刀刃的形状和尺寸决定。数控车削加工中，常见的成形车刀有小半径圆弧车刀、非矩形车槽刀和螺纹车刀等。在数控加工中，应尽量少用或不用成形车刀，当确有必要选用时，应在工艺文件或加工程序单上进行详细说明。

2. 机夹可转位车刀

车刀从结构上分为四种形式，即整体式、焊接式、机夹式、可转位式，其结构类型特点及适用场合见表2-1。

表2-1 车刀的结构类型特点及适用场合

目前数控车床用刀具的主流是可转位式刀的机夹式刀具。下面对可转位式刀具作进一步介绍。

1) 数控车床可转位式刀具特点

数控车床所采用的可转位式刀具，其几何参数是通过刀片结构形状和刀体上刀片槽座的方位安装组合形成的，与通用车床相比一般无本质的区别，其基本结构、功能特点是相同的。但数控车床的加工工序是自动完成的，因此对可转位式刀具的要求又有别于通用车床所使用的刀具，具体要求和特点如表2-2所示。

表2-2 可转位式刀具的要求和特点

2) 可转位式车刀的种类

可转位式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，如表2-3所示。

表2-3 可转位式车刀的种类

3) 可转位式车刀的结构形式

(1) 杠杆式:其结构如图2-18所示，由杠杆、螺钉、刀垫、刀垫销、刀片等所组成。这种方式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。其特点适合各种正、负前角的刀片，有效前角的变化为-6°～+18°;切屑可无阻碍地流过，切削热不影响螺孔和杠杆;两面槽壁给刀片有力的支撑，并确保转位精度。

(2) 楔块式:其结构如图2-19所示，由紧定螺钉、刀垫、销、楔块、刀片等所组成。这种方式依靠销与楔块的挤压力将刀片紧固。其特点适合各种负前角刀片，有效前角的变化为-6°～+18°;两面无槽壁，便于仿形切削或倒转操作时留有间隙。

(3) 楔块夹紧式:其结构如图2-20所示，由紧定螺钉、刀垫、销、压紧楔块、刀片等所组成。这种方式依靠销与楔块的下压力将刀片夹紧。其特点同楔块式，但切屑流畅程度不如楔块式。

图2-18 杠杆式结构

图2-19 楔块式结构

此外，可转位式车刀的结构还有螺栓上压式、压孔式等形式。

数控车床上应尽量使用系列化和标准化刀具。刀具使用前应进行严格的测量以获得精确资料，并由操作者将这些数据输入数控系统，经程序调用而完成加工过程。根据零件材质、硬度、毛坯余量、工件的尺寸精度和表面粗糙度及机床的自动化程度等来选择刀片的几何结构、进给量、切削速度和刀片牌号。另外，粗车时为了满足大吃刀量、大进给量的要求，要选择高强度、高耐用度的刀具;精车时要选择精度高、耐用度好的刀具，以保证加工精度的要求。

图2-20 楔块夹紧式结构

2.2.3 数控车床夹具

车床的夹具主要是指安装在车床主轴上的夹具，这类夹具和机床主轴相连接并带动工件一起随主轴旋转。数控车床的夹具基本上与普通车床的相同，数控车床类夹具主要分成以下两大类。

(1) 各种卡盘，适用于盘类零件和短轴类零件加工的夹具。

(2) 中心孔、顶尖定心定位安装工件的夹具，适用于长度尺寸较大或加工工序较多的轴类零件。

数控车削加工要求夹具应具有较高的定位精度和刚度，且结构简单、通用性强，便于在车床上安装、能迅速装卸工件及具有自动化等特性。

工件在定位和夹紧时，应注意以下三点。

(1) 力求设计基准、工艺基准与编程原点统一，以减小基准不重合误差和减少数控编程中的计算工作量。

(2) 设法减少装夹次数，一次定位装夹后尽可能加工出工件的所有加工面，这样可提高加工表面之间的位置精度。

(3) 避免采用人工占机调整方案，减少占机时间。

1. 各种卡盘夹具

在数控车床加工中，大多数情况是使用工件或毛坯的外圆面定位，以下几种夹具就是靠圆周面来定位的夹具。

图2-21 三爪自定心卡盘

1) 三爪卡盘

三爪自定心卡盘(如图2-21所示)是最常用的车床通用卡具，三爪自定心卡盘最大的优点是可以自动定心，夹持范围大，装夹速度快，但定心精度存在误差，不适于同轴度要求高的工件的二次装夹。

为了防止车削时因工件变形和振动而影响加工质量，工件在三爪自定心卡盘中装夹时，其悬伸长度不宜过长，例如，若工件直径不大于30mm，则其悬伸长度不应大于直径的3倍;若工件直径大于30mm，则其悬伸长度不应大于直径的4倍，同时也可避免工件被车刀顶弯、顶落而造成打刀事故。

CNC车床两种常用的标准卡盘卡爪:硬卡爪和软卡爪，如图2-22所示。

图2-22 CNC车床两种常用的标准卡盘卡爪

当卡爪夹持在未加工表面上，如铸件或粗糙棒料表面，需要大的夹紧力时，使用硬卡爪;通常为保证刚度和耐磨性，硬卡爪要进行热处理以提高硬度。

当需要减小两个或多个零件径向跳动偏差，以及在已加工表面不希望有夹痕时，则应使用软卡爪。软卡爪通常用低碳钢来制造。

软卡爪装夹的最大特点是工件虽经多次装夹仍能保持一定的位置精度，大大缩短了工件的装夹校正时间。在每次装卸零件时，应注意固定使用同一扳手方孔，夹紧力也要均匀一致，改用其他扳手方孔或改变夹紧力的大小，都会改变卡盘平面螺纹的移动量，从而影响装夹后的定位精度。

三爪卡盘常见的有机械式和液压式两种。液压卡盘的特点为动作灵敏、装夹迅速且方便，能实现较大压紧力，能提高生产率和减轻劳动强度，但夹持范围变化小、尺寸变化大时，需重新调整卡爪位置。自动化程度高的数控车床经常使用液压自定心卡盘，尤其适用于批量加工。

液压自定心卡盘夹紧力的大小由调整液压系统的油压进行控制，适应于棒料、盘类零件和薄壁套筒零件的装夹。

2) 四爪卡盘

四爪卡盘的外形如图2-23(a)所示。它的四个爪通过四个螺杆独立移动。它的特点是能装夹形状比较复杂的非回转体零件，如方形、长方形等零件，而且夹紧力大。由于其装夹后不能自动定心，所以装夹效率较低，装夹时必须用划线盘或百分表找正，使工件回转中心与车床主轴中心对齐，如图2-23(b)所示为用百分表找正外圆的示意图。

图2-23 四爪卡盘装夹工件

四爪卡盘要比其他类型的卡盘需要用更多的时间来夹紧和对正零件。因此，对提高生产率来说至关重要的CNC车床上很少使用这种卡盘。四爪卡盘一般用于定位、夹紧不同心或结构对称的零件表面。用四爪卡盘、花盘、角铁(弯板)等装夹不规则的偏重工件时，必须加配重。

3) 高速动力卡盘

为了提高数控车床的生产效率，对其主轴提出越来越高的要求，以实现高速，甚至超高速切削。现在有的数控车床的切削速度甚至达到100000r/min。对于这样高的转速，一般的卡盘已不适用，必须采用高速动力卡盘才能保证安全、可靠地进行加工。

随着卡盘转速的提高，由卡爪、滑座和紧固螺钉组成的卡爪组件离心力急剧增大，卡爪对零件的夹紧力下降。试验表明:φ380mm的楔式动力卡盘在机床转速为2000r/min状态下，动态夹紧力只有静态夹紧力的1/4。

高速动力卡盘上常需增设离心力补偿装置，利用补偿装置的离心力抵消卡爪组件离心力造成的夹紧力损失。另一个方法是减轻卡爪组件质量以减小离心力。

2. 轴类零件中心孔定心装夹

1) 用顶尖装夹工件

对同轴度要求比较高且需要调头加工的轴类工件，常用双顶尖装夹工件，如图2-24所示，其前顶尖为普通顶尖，装在主轴孔内，并随主轴一起转动，后顶尖为活顶尖，装在尾架套筒内。工件利用中心孔被顶在前、后顶尖之间，并通过拨盘和卡箍随主轴一起转动。

用顶尖装夹工件时应注意以下几点。

(1) 卡箍上的支承螺钉不能支承得太紧，以防工件变形。

(2) 由于靠卡箍传递扭矩，所以车削工件的切削用量要小。

图2-24 双顶尖装夹工件

(3) 钻两端中心孔时，要先用车刀把端面车平，再用中心钻钻中心孔。

(4) 安装拨盘和工件时，首先要擦净拨盘的内螺纹和主轴端的外螺纹，把拨盘拧在主轴上，再把轴的一端装在卡箍上，最后在双顶尖中间安装工件。

2) 用心轴安装工件

当以内孔为定位基准，并要保证外圆轴线和内孔轴线的同轴度要求时，可用心轴定位，一般工件常用圆柱心轴和锥度心轴定位;带有锥孔、螺纹孔、花键孔的工件，常用相应的锥度心轴、螺纹心轴和花键心轴定位。

圆柱心轴是以外圆柱面定心、端面压紧来装夹工件的，如图2-25所示。心轴与工件孔一般用H7/h6、H7/g6的间隙配合，所以工件能很方便地套在心轴上。但由于配合间隙较大，一般只能保证同轴度0.02mm左右。为了消除间隙，提高心轴定位精度，心轴可以做成锥体，但锥体的锥度要很小;否则，工件在心轴上会产生歪斜，如图2-26(a)所示。常用的锥度为C=1/5000～1/1000。定位时，工件楔紧在心轴上，楔紧后孔会产生弹性变形，使工件不致倾斜，如图2-26(b)所示。

图2-25 在圆柱心轴上定位

图2-26 圆锥心轴上安装工件的接触情况

锥度心轴的优点是靠楔紧产生的摩擦力带动工件，不需要其他夹紧装置，定心精度高，可达0.005～0.01mm，缺点是工件的轴向无法定位。

当工件直径不太大时，可采用锥度心轴(锥度1∶ 2000～1∶ 1000)。工件套入心轴压紧，靠摩擦力与心轴紧固。锥度心轴对中准确、加工精度高、装卸方便，但不能承受过大的力矩。当工件直径较大时，则应采用带有压紧螺母的圆柱形心轴。它的夹紧力较大，但对中精度较锥度心轴的低。

3) 中心架和跟刀架的使用

当工件长度与直径之比大于25(L/d＞25)时，由于工件本身的刚度变小，在车削时，工件受切削力、自重和旋转时离心力的作用，会产生弯曲、振动，严重影响其圆柱度和表面粗糙度，同时，在切削过程中，工件受热伸长产生弯曲变形，使车削很难进行，严重时工件会在顶尖间卡住。此时需要用中心架或跟刀架来支承工件。

(1) 用中心架支承车削细长轴。

一般在车削细长轴时，用中心架来增加工件的刚度，当工件可以进行分段切削时，中心架支承在工件中间，如图2-27所示。在工件装上中心架之前，必须在毛坯中部车出一段用于支承中心架支承爪的沟槽，其表面粗糙度及圆柱误差要小，并在支承爪与工件接触处要经常加润滑油。为提高工件精度，车削前应将工件轴线调整到与机床主轴回转中心线同轴。当车削支承中心架的沟槽比较困难或车削一些中段不需加工的细长轴时，可用过渡套筒，使支承爪与过渡套筒的外表面接触，过渡套筒的两端各装有四个螺钉，用这些螺钉夹住毛坯表面，并调整套筒外圆的轴线与主轴旋转轴线相重合。

图2-27 用中心架支承车削细长轴

(2) 用跟刀架支承车削细长轴。

对不适宜调头车削的细长轴，不能用中心架支承，而要用跟刀架(如图2-28所示)支承进行车削，以增加工件的刚度，如图2-29所示。跟刀架固定在床鞍上，一般有两个支承爪，它可以跟随车刀移动，抵消径向切削力，提高车削细长轴的形状精度和减小表面粗糙度。如图2-28(a)所示为两爪跟刀架，因为车刀给工件的切削抗力Fr，使工件贴在跟刀架的两个支承爪上，但由于工件本身的向下重力，以及偶然的弯曲，车削时工件会瞬时离开支承爪，接触支承爪时会产生振动。所以比较理想的跟刀架为三爪跟刀架，如图2-28(b)所示。此时，由三爪和车刀抵住工件，使之上下、左右都不能移动，车削时稳定，不易产生振动。

3. 用花盘、弯板及压板、螺栓安装工件

对形状不规则的工件，无法使用三爪或四爪卡盘装夹，可用花盘装夹。花盘是安装在车床主轴上的一个大圆盘，盘面上的许多长槽用于放置螺栓，工件可用螺栓直接安装在花盘上，如图2-30所示。也可以把辅助支承角铁(弯板)用螺钉牢固夹持在花盘上，工件则安装在弯板上。图2-31所示为加工一轴承座端面和内孔时，在花盘上用弯板安装零件的情况。为了防止转动时因重心偏向一边而产生振动，在工件的另一边要加平衡铁。工件在花盘上的位置需仔细找正。

图2-28 跟刀架

图2-29 用跟刀架支承车削细长轴

图2-30 在花盘上安装零件

图2-31 在花盘上用弯板安装零件

2.2.4 数控车床的加工工艺分析

1. 数控车削加工零件的工艺性分析

1) 零件图分析

(1) 尺寸标注方法分析。

以同一基准标注尺寸或直接给出坐标尺寸。

(2) 轮廓几何要素分析。

分析几何元素的给定条件是否充分。

(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。

②分析本工序的数控车削加工精度能否达到图样要求，若达不到，需采取其他措施(如磨削)弥补的话，则应给后续工序留有余量。

③找出图样上有位置精度要求的表面，这些表面应在一次安装下完成加工。

④对表面粗糙度要求较高的表面，应采用恒线速切削加工。

2) 结构工艺性分析

零件的结构工艺性是指零件对加工方法的适应性，即所设计的零件结构应便于加工成形。

3) 零件安装方式的选择

(1) 力求设计、工艺与编程计算的基准统一。

(2) 尽量减少装夹次数。

2. 数控车削加工零件工艺路线的拟订

1) 加工方法的选择

应根据零件的加工精度、表面粗糙度、材料、结构形状、尺寸及生产类型等因素，选用相应的加工方法和加工方案。

2) 加工工序划分

数控车床加工工序设计的主要任务:确定工序的具体加工内容、切削用量、工艺装备、定位和安装方式及刀具运动轨迹，为编制程序做好准备。

3) 加工路线的确定

加工路线是刀具在切削加工过程中刀位点相对于工件的运动轨迹，它不仅包括加工工序的内容，也反映加工顺序的安排，因而加工路线是编写加工程序的重要依据。

确定加工路线的原则如下。

(1) 加工路线应保证被加工工件的精度和表面粗糙度。

(2) 设计加工路线要减少空行程时间，提高加工效率。

(3) 简化数值计算和减少程序段，降低编程工作量。

(4) 根据工件的形状、刚度、加工余量、机床系统的刚度等情况，确定循环加工次数。

(5) 合理设计刀具的切入与切出方向。采用单向趋近定位方法，避免传动系统反向间隙产生的定位误差。

4) 车削加工顺序的安排

(1) 先粗后精。

(2) 先近后远:离对刀点近的部位先加工，离对刀点远的部位后加工。

(3) 内外交叉加工。

(4) 基面先行原则。

3. 典型零件数控车削的加工工艺

1) 轴套类零件加工工艺

(1) 轴套类零件。轴套类典型零件是阶梯轴。阶梯轴的车削分低台阶车削和高台阶车削两种方法，如图2-32所示。

①低台阶车削 相邻两圆柱体直径差较小，可用车刀一次切出，如图2-32(a)所示，其加工路线为A—B—C—D—E。

②高台阶车削 相邻两圆柱体直径差较大，采用分层切削，如图2-32(b)所示，粗加工路线为A1—B1、A2—B2、A3—B3;精加工路线为A—B—C—D—E。

图2-32 阶梯轴车削方法

(2) 阶梯轴加工示例。

【例2-1】 加工如图2-33所示阶梯轴，已知零件材料为45钢，毛坯选用φ50mm×100 mm的圆钢。

图2-33 阶梯轴零件图

①工艺分析。

该零件由多个外圆柱面组成，有尺寸精度和表面粗糙度要求，无热处理和硬度要求。零件材料为45钢，切削性能较好。

②工艺过程。

a. 用三爪定心卡盘装夹毛坯外圆，外伸长度80mm，找正后紧固零件。

b. 对刀，设置工件编程坐标系原点O在零件右端面中心。

c. 粗车φ46mm、φ43mm、φ40mm外圆，留1mm的精车余量。

d. 精车φ40mm、φ43mm、φ46mm各部分外圆和端面至尺寸要求。

③填写加工工序卡。

填写如表2-4所示的阶梯轴数控加工工序卡。

表2-4 阶梯轴数控加工工序卡

2) 成形面类零件加工工艺

具有曲线轮廓的旋转体表面称为成形面，又称特形面。

成形面一般由一段或多段圆弧组成，如图2-34所示，按其圆弧的形状可分为凸圆弧和凹圆弧。在普通车床上加工成形面，一般要使用成形刀或靠操作者用双手同时操作来完成，在数控车床上则通过程序控制圆弧插补指令进行加工。

图2-34 成形面示意图

成形面加工一般分为粗加工和精加工。

圆弧的粗加工与一般外圆面、锥面的加工不同，曲线加工的切削用量不均匀，背吃刀量过大，容易损坏刀具，要考虑加工路线和切削方法。其总体原则是在保证背吃刀量尽可能均匀的情况下，减少走刀次数及空行程。

(1) 粗加工凸圆弧表面。

圆弧表面为凸表面时，通常有两种加工方法:车锥法(斜线法)和车圆法(同心圆法)。两种加工方法如图2-35所示。

①车锥法。车锥法即用车圆锥的方法切除圆弧毛坯余量，如图2-35(a)所示。加工路线不能超过A、B两点的连线;否则，会伤到圆弧的表面。车锥法一般适用于圆心角小于90°的圆弧。

图2-35 圆弧凸表面车削方法

采用车锥法需计算A、B两点的坐标值，方法如下:

CD = R;

CF = R—R=0.414R;

AC=BC = CF=0.586R;

A点坐标(R-0.586R，0);

B点坐标(R，-0.586R)。

②车圆法。车圆法即采用不同的半径来切除毛坯余量，最终将所需圆弧车出来。此方法的车刀空行程时间较长，如图2-35(b)所示。车圆法适用于圆心角大于90°的圆弧粗车。

(2) 粗加工凹圆弧表面。

当圆弧表面为凹表面时，其加工方法有等径圆弧形式(等径不同心)、同心圆弧形式(同心不等径)、梯形形式和三角形形式等方法，如图2-36所示。其各自的特点见表2-5。

图2-36 圆弧凹面车削方式

表2-5 各种形式加工特点比较

(3) 凸圆弧面加工示例。

【例2-2】 用车锥法加工如图2-37所示零件，材料为45钢，毛坯直径为φ45。

①工艺分析 该零件由外圆、凸圆弧组成，零件较简单，尺寸精度及表面粗糙度要求不高。

②确定加工路线 利用车锥法去除毛坯余量，精车轮廓。

③计算各点坐标 车锥法切削时圆弧要做简单的计算，加工路线不能超过B、H两点的连线，如图2-38所示。各点坐标见表2-6。

图2-37 圆弧面加工示例

图2-38 各点坐标

表2-6 各点坐标

④选择刀具 选硬质合金材质93°偏刀，置于T1号刀位，忽略刀尖半径。

⑤确定切削用量 零件的实际表面粗糙度要求不高，圆弧的背吃刀量较大且不均匀，选用较低的主轴转速，切削用量见表2-7。

表2-7 切削用量

(4) 凹圆弧面加工示例。

【例2-3】 加工如图2-39所示零件，材料为45钢，毛坯直径为φ45。

图2-39 凹圆弧面加工示例

①工艺分析。

该零件加工表面有外圆、圆弧、倒角等，分粗、精加工各个表面。

②确定加工路线。

a. 粗车、精车φ40外圆，车右端面倒角。

b. 采用同心圆弧形式分两次粗车圆弧，留精车余量0.5mm，精车R25圆弧至要求尺寸。

c. 车左端面倒角并切断。

③计算各点坐标。

各点坐标的计算结果见表2-8，示意图如图2-40所示。

表2-8 各点坐标

图2-40 各点坐标

④选择刀具及夹具。

a.夹具选择:零件采用三爪卡盘装夹，一次装夹，加工完成后切断。

b.刀具选择:选硬质合金材质90°偏刀，用于粗、精加工零件外圆、端面和右倒角，刀尖半径R=0.4mm，置于T01号刀位。选硬质合金材质切刀(刀宽为4mm)，以左刀尖为刀位点，用于加工左倒角及切断，置于T03号刀位。选硬质合金材质60°尖刀，用于加工圆弧，刀尖半径R=0.2mm，置于T02号刀位。

⑤确定切削用量。

切削用量见表2-9。

表2-9 切削用量