數(shù)控加工工藝基礎(chǔ)

1、數(shù)控加工工藝基礎(chǔ)數(shù)控加工工藝基礎(chǔ)內(nèi)容提要: 本章將主要講述數(shù)控加工工藝的主要內(nèi)容,加工工藝基本特點(diǎn),數(shù)控機(jī)床使用范圍,零件工藝分析,加工方法與加工方案的確定,走刀路線的確定,刀具選擇與切削用量的確定,工藝技術(shù)文件. 數(shù)控加工工藝基礎(chǔ)數(shù)控加工工藝基礎(chǔ)l一數(shù)控加工的工藝設(shè)計內(nèi)容：一數(shù)控加工的工藝設(shè)計內(nèi)容：l（1）根據(jù)數(shù)控加工適應(yīng)性，確定零件是否適于數(shù)控加工，以及適于什么類型的數(shù)控加工。l（2）對零件進(jìn)行數(shù)控工藝性分析；l（3）擬定數(shù)控加工的工藝路線；l（4）設(shè)計數(shù)控加工工序；l（5）編寫數(shù)控加工專用技術(shù)文件。2.1數(shù)控加工工藝概述數(shù)控加工工藝概述數(shù)控加工工藝基礎(chǔ)數(shù)控加工工藝基礎(chǔ)l2.1數(shù)控加工工藝

2、概述數(shù)控加工特點(diǎn)：數(shù)控加工特點(diǎn)：1 1數(shù)控加工工藝內(nèi)容要求具體而詳細(xì)數(shù)控加工工藝內(nèi)容要求具體而詳細(xì)2 2數(shù)控加工工藝要求更嚴(yán)密而精確數(shù)控加工工藝要求更嚴(yán)密而精確 3 3制定數(shù)控加工工藝要進(jìn)行零件圖形的數(shù)學(xué)處制定數(shù)控加工工藝要進(jìn)行零件圖形的數(shù)學(xué)處理和編程尺寸設(shè)定值的計算理和編程尺寸設(shè)定值的計算 4 4選擇切削用量時要考慮進(jìn)給速度對加工零件選擇切削用量時要考慮進(jìn)給速度對加工零件形狀精度的影響形狀精度的影響 5 5制定數(shù)控加工工藝時要特別強(qiáng)調(diào)刀具選擇的制定數(shù)控加工工藝時要特別強(qiáng)調(diào)刀具選擇的重要性重要性 6 6數(shù)控加工工藝的特殊要求數(shù)控加工工藝的特殊要求 7 7數(shù)控加工程序的編寫、校驗與修改是數(shù)控加數(shù)

3、控加工程序的編寫、校驗與修改是數(shù)控加工工藝的一項特殊內(nèi)容工工藝的一項特殊內(nèi)容 數(shù)控加工工藝基礎(chǔ)數(shù)控加工工藝基礎(chǔ)2.2數(shù)控加工工藝分析的一般數(shù)控加工工藝分析的一般步驟步驟l1.1.機(jī)床的選用機(jī)床的選用: :普通機(jī)床、普通機(jī)床、專用機(jī)床、數(shù)控機(jī)床專用機(jī)床、數(shù)控機(jī)床l普通機(jī)床普通機(jī)床: :零件不太復(fù)雜零件不太復(fù)雜, ,生產(chǎn)批量小生產(chǎn)批量小l專用機(jī)床專用機(jī)床: :生產(chǎn)批量較大生產(chǎn)批量較大l數(shù)控機(jī)床數(shù)控機(jī)床: :小批量生產(chǎn)小批量生產(chǎn), ,產(chǎn)產(chǎn)品品種變換頻繁品品種變換頻繁, ,批量小批量小, ,加工方法的區(qū)別大加工方法的區(qū)別大數(shù)控加工工藝基礎(chǔ)數(shù)控加工工藝基礎(chǔ)2.數(shù)控加工的工藝適應(yīng)性1最適應(yīng)類l（1）形狀復(fù)

4、雜，加工精度要求高，通用加工設(shè)備無法加工或雖然能加工但很難保證產(chǎn)品質(zhì)量的零件；l（2）用數(shù)學(xué)模型描述的復(fù)雜曲線或曲面輪廓零件；l（3）具有難測量、難控制進(jìn)給、難控制尺寸的不開敞內(nèi)腔的殼體或盒型零件；l（4）必須在一次裝夾中合并完成銑、鏜、鉸或攻螺紋等多工序的零件。2.22.2數(shù)控加工工藝分析的一般步驟數(shù)控加工工藝分析的一般步驟數(shù)控加工工藝基礎(chǔ)數(shù)控加工工藝基礎(chǔ)2 2較適應(yīng)類較適應(yīng)類l（1）在通用機(jī)床上加工時易受人為因素（如：情緒波動、體力強(qiáng)弱、技術(shù)水平高低等）干擾，零件價值又高，一旦質(zhì)量失控便造成重大經(jīng)濟(jì)損失的零件；l（2）在通用機(jī)床上加工必須制造復(fù)雜的專用工裝的零件；l（3）需要多次更改設(shè)計后

5、才能定型的零件；l（4）在通用機(jī)床上加工需要作長時間調(diào)整的零件；l（5）用通用機(jī)床加工時，生產(chǎn)率很低或體力勞動強(qiáng)度很大的零件。2.22.2數(shù)控加工工藝分析的一般步驟數(shù)控加工工藝分析的一般步驟數(shù)控加工工藝基礎(chǔ)數(shù)控加工工藝基礎(chǔ)l不適應(yīng)類：不適應(yīng)類：（1）需要通過較長時間占機(jī)調(diào)整的加工內(nèi)容（如以毛坯的粗基準(zhǔn)定位來加工第一個精基準(zhǔn)的工序等）；（2）必須按專用工裝協(xié)調(diào)的孔及其他加工內(nèi)容（主要原因是采集編程用的數(shù)據(jù)有困難，協(xié)調(diào)效果也不一定理想）；（3）不能在一次安裝中加工完成的其他零星部位，采用數(shù)控加工效果不明顯，可安排普通機(jī)床補(bǔ)充加工。2.22.2數(shù)控加工工藝分析的一般步驟數(shù)控加工工藝分析的一般步驟數(shù)控

6、加工工藝基礎(chǔ)數(shù)控加工工藝基礎(chǔ)l3.3.數(shù)控加工零件的工藝性分析數(shù)控加工零件的工藝性分析1 1零件圖樣上尺寸數(shù)據(jù)的給出應(yīng)符合編程方便的原零件圖樣上尺寸數(shù)據(jù)的給出應(yīng)符合編程方便的原則則 （1 1）零件圖上尺寸標(biāo)注方法應(yīng)適應(yīng)數(shù)控加工的特點(diǎn)）零件圖上尺寸標(biāo)注方法應(yīng)適應(yīng)數(shù)控加工的特點(diǎn) 在數(shù)控加工零件圖上，應(yīng)以同一基準(zhǔn)引注尺寸或直接給出坐標(biāo)尺寸。保持設(shè)計基準(zhǔn)、工藝基準(zhǔn)、檢測基準(zhǔn)與編程原點(diǎn)設(shè)置的一致性方面帶來很大方便 （2)2)構(gòu)成零件輪廓的幾何元素的條件應(yīng)充分構(gòu)成零件輪廓的幾何元素的條件應(yīng)充分 在手工編程時，要計算每個節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)。在自動編程時，要對構(gòu)成零件輪廓的所有幾何元素進(jìn)行定義。因此在分析零件圖時，要分

7、析幾何元素的給定條件是否充分。 2.22.2數(shù)控加工工藝分析的一般步驟數(shù)控加工工藝分析的一般步驟數(shù)控加工工藝基礎(chǔ)數(shù)控加工工藝基礎(chǔ)2 2零件各加工部位的結(jié)構(gòu)工藝性應(yīng)符合數(shù)控零件各加工部位的結(jié)構(gòu)工藝性應(yīng)符合數(shù)控加工的特點(diǎn)加工的特點(diǎn) （1）零件的內(nèi)腔和外形最好采用統(tǒng)一的幾何類型和尺寸，這樣可以減少刀具規(guī)格和換刀次數(shù)，使編程方便，生產(chǎn)效益提高。（2）內(nèi)槽圓角的大小決定著刀具直徑的大小，因而內(nèi)槽圓角半徑不應(yīng)過小。 （a） （b）（3）零件銑削底平面時，槽底圓角半徑r不應(yīng)過大 。（4）采用統(tǒng)一的基準(zhǔn)定位。 此外，還應(yīng)分析零件所要求的加工精度、尺寸公差等是否可以得到保證、有無引起矛盾的多余尺寸或影響工序安排

8、的封閉尺寸等。2.22.2數(shù)控加工工藝分析的一般步驟數(shù)控加工工藝分析的一般步驟數(shù)控加工工藝基礎(chǔ)數(shù)控加工工藝基礎(chǔ)l4.4.數(shù)控機(jī)床的工序劃分的方式數(shù)控機(jī)床的工序劃分的方式l（1 1）、刀具集中分序法）、刀具集中分序法l（2 2）、粗、精加工分序法）、粗、精加工分序法l（3 3）、加工部位分序法）、加工部位分序法l（4 4）、零件裝夾分序法）、零件裝夾分序法2.22.2數(shù)控加工工藝分析的一般步驟數(shù)控加工工藝分析的一般步驟數(shù)控加工工藝基礎(chǔ)數(shù)控加工工藝基礎(chǔ)5工步的劃分工步的劃分 2.22.2數(shù)控加工工藝分析的一般步驟數(shù)控加工工藝分析的一般步驟 工步的劃分主要從加工精度和效率兩方面考工步的劃分主要從加工

9、精度和效率兩方面考慮，工步劃分的原則為。慮，工步劃分的原則為。 （1 1）同一表面按粗加工、半精加工、精加工依）同一表面按粗加工、半精加工、精加工依次完成，或全部加工表面按先粗后精加工分開進(jìn)次完成，或全部加工表面按先粗后精加工分開進(jìn)行；行； （2 2）對于既有銑面又有鏜孔的零件，可先銑面）對于既有銑面又有鏜孔的零件，可先銑面后鏜孔。按此方法劃分工步，可以提高孔的加工后鏜孔。按此方法劃分工步，可以提高孔的加工精度。精度。 （3 3）按刀具劃分工步。）按刀具劃分工步。 總之，工序與工步的劃分要根據(jù)具體零件總之，工序與工步的劃分要根據(jù)具體零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、技術(shù)要求等情況綜合考慮。的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、技術(shù)要求等

10、情況綜合考慮。數(shù)控加工工藝基礎(chǔ)數(shù)控加工工藝基礎(chǔ)l6 6加工順序的安排加工順序的安排l保證定位夾緊時工件的剛性和有利于保證加工精度。一般應(yīng)按下列原則進(jìn)行l(wèi)（1）上道工序的加工不能影響下道工序的定位與夾緊，中間穿插有通用機(jī)床加工工序的也要綜合考慮；l （2）先進(jìn)行外型加工工序，后進(jìn)行內(nèi)型加工工序；l （3）以相同定位、夾緊方式或同一把刀具加工的工序，最好連續(xù)進(jìn)行，以減少重復(fù)定位次數(shù)，換刀次數(shù)與挪動壓緊元件次數(shù)；l （4）在同一次安裝中進(jìn)行的多道工序，應(yīng)先安排對工件剛性破壞較小的工序。2.2數(shù)控加工工藝分析的一般步驟數(shù)控加工工藝分析的一般步驟數(shù)控加工工藝基礎(chǔ)數(shù)控加工工藝基礎(chǔ)l7.7.定位基準(zhǔn)與夾緊方

11、案的確定定位基準(zhǔn)與夾緊方案的確定l在確定定位基準(zhǔn)與夾緊方案時應(yīng)注意下列三點(diǎn)：l （1）力求設(shè)計、工藝與編程計算的基準(zhǔn)統(tǒng)一；l （2）盡量減少裝夾次數(shù)，盡可能做到在一次定位裝夾后就能加工出全部待加工表面；l （3）避免采用占機(jī)人工調(diào)整的方案。2.2數(shù)控加工工藝分析的一般步驟數(shù)控加工工藝分析的一般步驟數(shù)控加工工藝基礎(chǔ)數(shù)控加工工藝基礎(chǔ)l8.8.夾具的選擇夾具的選擇l主要考慮下列幾點(diǎn)：l（1）當(dāng)零件加工批量小時，盡量采用組合夾具、可調(diào)式夾具及其他通用夾具；l（2）當(dāng)成批生產(chǎn)時，考慮采用專用夾具，但應(yīng)力求結(jié)構(gòu)簡單；l（3）夾具盡量要開敞，其定位、夾緊機(jī)構(gòu)元件不能影響加工中的走刀，以免產(chǎn)生碰撞；l（4）裝

12、卸零件要方便可靠，以縮短準(zhǔn)備時間，有條件時，批量較大的零件應(yīng)采用氣動或液壓夾具、多工位夾具等。 2.2數(shù)控加工工藝分析的一般步驟數(shù)控加工工藝分析的一般步驟數(shù)控加工工藝基礎(chǔ)數(shù)控加工工藝基礎(chǔ)l9.9.刀具的選擇刀具的選擇l 數(shù)控機(jī)床所用刀具要求切削性能好、精度高、可靠性高、耐用度高、斷屑及排屑性能好，裝夾調(diào)整方便等，合理選用既能提高加工效率又能提高產(chǎn)品質(zhì)量。 在如何配置刀具、輔具方面應(yīng)掌握一條原則：質(zhì)量第一，價格第二。只要質(zhì)量好，耐用度高，即使價格高一些，也值得購買。 2.2數(shù)控加工工藝分析的一般步驟數(shù)控加工工藝分析的一般步驟數(shù)控加工工藝基礎(chǔ)數(shù)控加工工藝基礎(chǔ)l10.切削用量的確定 切削用量包括主軸

13、轉(zhuǎn)速(切削速度)、背吃刀量、進(jìn)給量。l(1)確定主軸轉(zhuǎn)速 l主要根據(jù)允許的切削速度c（m/min）選取ln=1000c/（d）式中c切削速度；ld工件或刀具直徑（mm）l切削速度高,也能提高生產(chǎn)效率,但應(yīng)首先考慮采用盡可能大的背吃刀量來提高生產(chǎn)率,因為切削速度與刀具耐用度關(guān)系密切,隨著vc的加大,刀具耐用度將急劇降低,故vc的選擇主要取決于刀具耐用度。 2.2數(shù)控加工工藝分析的一般步驟數(shù)控加工工藝分析的一般步驟數(shù)控加工工藝基礎(chǔ)數(shù)控加工工藝基礎(chǔ)l（2）確定背吃刀量l在剛度允許的情況下，ap相當(dāng)于加工余量，應(yīng)以最少的進(jìn)給次數(shù)切除這一加工余量，最好一次切凈余量，以便提高生產(chǎn)效率。但為了保證加工精度和

14、表面粗糙度，一般都要留一點(diǎn)余量最后精加工。在數(shù)控機(jī)床上，精加工余量可小于普通機(jī)床，一般可?。?.20.5）mm 2.2數(shù)控加工工藝分析的一般步驟數(shù)控加工工藝分析的一般步驟數(shù)控加工工藝基礎(chǔ)數(shù)控加工工藝基礎(chǔ)l（3）進(jìn)給量l 進(jìn)給量主要根據(jù)零件的加工精度和表面粗糙度要求以及刀具、工件的材料性質(zhì)選取。l 當(dāng)加工精度要求高，表面粗糙度數(shù)值小時，進(jìn)給量數(shù)值應(yīng)取小些，一般在2050mm/min范圍內(nèi)選取。2.2數(shù)控加工工藝分析的一般步驟數(shù)控加工工藝分析的一般步驟l11.11.確定對刀點(diǎn)與換刀點(diǎn)確定對刀點(diǎn)與換刀點(diǎn)l(1)刀位點(diǎn)的概念:l 在進(jìn)行數(shù)控加工程序編制時，往往將刀具視為沒有形狀和大小的一個運(yùn)動質(zhì)點(diǎn)，這

15、個點(diǎn)就是刀位點(diǎn)。2.2數(shù)控加工工藝分析的一般步驟數(shù)控加工工藝分析的一般步驟數(shù)控加工工藝基礎(chǔ)數(shù)控加工工藝基礎(chǔ)l(2)(2)對刀點(diǎn)對刀點(diǎn)就是刀具相對工件運(yùn)動的起點(diǎn)。l 換刀點(diǎn)換刀點(diǎn)是為加工中心、數(shù)控車床等多刀加工的機(jī)床而設(shè)置的，在加工過程中間要自動換刀。l 為防止換刀時碰傷零件或夾具，換刀點(diǎn)常常設(shè)置在被加工零件的外面一定距離的地方，并要有一定的安全量。2.2數(shù)控加工工藝分析的一般步驟數(shù)控加工工藝分析的一般步驟數(shù)控加工工藝基礎(chǔ)數(shù)控加工工藝基礎(chǔ)l對刀點(diǎn)選擇原則如下：l （1）刀具的起點(diǎn)應(yīng)盡量選在零件的設(shè)計基準(zhǔn)或工藝基準(zhǔn)上。如以孔定位的零件，應(yīng)將孔的中心作為對刀點(diǎn)，以提高零件的加工精度；l （2）對刀點(diǎn)

16、應(yīng)選在便于觀察和檢測，對刀方便的位置上；l （3）對于建立了絕對坐標(biāo)系統(tǒng)的數(shù)控機(jī)床，對刀點(diǎn)最好選在該坐標(biāo)系的原點(diǎn)上，或者選在已知坐標(biāo)值的點(diǎn)上，以便于坐標(biāo)值的計算。2.2數(shù)控加工工藝分析的一般步驟數(shù)控加工工藝分析的一般步驟數(shù)控加工工藝基礎(chǔ)數(shù)控加工工藝基礎(chǔ)l12.走刀路線的確定l走刀路線的概念:l 在數(shù)控加工中，刀具刀位點(diǎn)相對于工件運(yùn)動的軌跡和方向稱為進(jìn)給路線，也稱走刀路線，它既包括切削加工的路線，又包括刀具切入、切出的空行程路線。2.2數(shù)控加工工藝分析的一般步驟數(shù)控加工工藝分析的一般步驟數(shù)控加工工藝基礎(chǔ)數(shù)控加工工藝基礎(chǔ)l2.2數(shù)控加工工藝分析的一般步驟 此外，確定加工路線時，還要考慮工件的加工余

17、量和機(jī)床、刀具的剛度等情況。Vf逆銑Vf順銑螺旋線下刀 之字形下刀行切法 環(huán)切法數(shù)控加工工藝基礎(chǔ)數(shù)控加工工藝基礎(chǔ)l確定走刀路線時應(yīng)注意:l（1）粗加工的走刀路線應(yīng)以提高加工效率為主，盡可能縮短粗加工時間。 l（2）精加工的走刀路線主要應(yīng)能保證零件的加工精度和表面粗糙度的要求，并兼顧效率。 l（3）應(yīng)使數(shù)值計算簡單，程序段數(shù)量少，以減少編程工作量； l（4）應(yīng)盡量縮短加工路線，減少刀具空程移動時間。 l（5）進(jìn)、退刀位置應(yīng)選在不太重要的位置，并且使刀具盡量沿切線方向切入和切出，避免采用法向切入、切出和進(jìn)給中途停頓而產(chǎn)生刀痕。 l（6）選擇使工件在加工后變形小的路線 。2.2數(shù)控加工工藝分析的一般

18、步驟數(shù)控加工工藝分析的一般步驟數(shù)控加工工藝基礎(chǔ)數(shù)控加工工藝基礎(chǔ)13.13.選擇數(shù)控加工方法選擇數(shù)控加工方法（1）回轉(zhuǎn)體零件的加工）回轉(zhuǎn)體零件的加工（a） （b） 加工余量大而且不均勻，因此在粗加工中常采用分層切削的方法。 基本具備零件形狀，預(yù)料較小且比較均勻，可以采用按零件輪廓形狀進(jìn)行切削的方式 2.2數(shù)控加工工藝分析的一般步驟數(shù)控加工工藝分析的一般步驟數(shù)控加工工藝基礎(chǔ)數(shù)控加工工藝基礎(chǔ)l 棒料毛坯鑄造、鍛造件毛坯分層切削輪廓切削分層切削輪廓切削數(shù)控加工工藝基礎(chǔ)數(shù)控加工工藝基礎(chǔ)選擇數(shù)控加工方法選擇數(shù)控加工方法（2 2）孔系零件的加工）孔系零件的加工 在編制加工程序時，還可采用子程序調(diào)用的方法來減

19、少程序段的數(shù)量，以減小加工程序的長度和提高加工的可靠性 2.2數(shù)控加工工藝分析的一般步驟數(shù)控加工工藝分析的一般步驟數(shù)控加工工藝基礎(chǔ)數(shù)控加工工藝基礎(chǔ)選擇數(shù)控加工方法選擇數(shù)控加工方法（3）平面與曲面輪廓零件的加工）平面與曲面輪廓零件的加工 平面輪廓零件的輪廓多由直線和圓弧組成，一般在兩坐標(biāo)聯(lián)動的銑床上加工。 2.2數(shù)控加工工藝分析的一般步驟數(shù)控加工工藝分析的一般步驟2.3數(shù)控加工工藝技術(shù)文件數(shù)控加工工藝技術(shù)文件l 數(shù)控加工專用技術(shù)文件既是數(shù)控加工的依據(jù)、數(shù)控加工專用技術(shù)文件既是數(shù)控加工的依據(jù)、產(chǎn)品驗收的依據(jù)，也是操作者遵守、執(zhí)行的規(guī)產(chǎn)品驗收的依據(jù)，也是操作者遵守、執(zhí)行的規(guī)程。程。l 技術(shù)文件是對數(shù)

20、控加工的具體說明，目的是技術(shù)文件是對數(shù)控加工的具體說明，目的是讓操作者更明確加工程序的內(nèi)容、裝夾方式、讓操作者更明確加工程序的內(nèi)容、裝夾方式、各個加工部位所選用的刀具及其它技術(shù)問題。各個加工部位所選用的刀具及其它技術(shù)問題。l 數(shù)控加工技術(shù)文件主要有：數(shù)控編程任務(wù)書、數(shù)控加工技術(shù)文件主要有：數(shù)控編程任務(wù)書、工件安裝和原點(diǎn)設(shè)定卡片、數(shù)控加工工序卡片、工件安裝和原點(diǎn)設(shè)定卡片、數(shù)控加工工序卡片、數(shù)控加工走刀路線圖、數(shù)控刀具卡片等。數(shù)控加工走刀路線圖、數(shù)控刀具卡片等。數(shù)控加工工藝基礎(chǔ)數(shù)控加工工藝基礎(chǔ)1.數(shù)控編程任務(wù)書工藝處數(shù)控編程任務(wù)書產(chǎn)品零件圖號任務(wù)書編號零件名稱使用數(shù)控設(shè)備共 頁第 頁主要工序說明及

21、技術(shù)要求：編程收到日期年月日經(jīng)手人編制審核編程審核批準(zhǔn)2.3數(shù)控加工工藝技術(shù)文件數(shù)控加工工藝技術(shù)文件數(shù)控加工工藝基礎(chǔ)數(shù)控加工工藝基礎(chǔ)l2 2數(shù)控加工工序卡數(shù)控加工工序卡 用數(shù)控加工工序卡的形式，可以把零件草圖、尺用數(shù)控加工工序卡的形式，可以把零件草圖、尺寸、技術(shù)要求、工序內(nèi)容及程序要說明的問題集中反寸、技術(shù)要求、工序內(nèi)容及程序要說明的問題集中反映在一張卡片上，做到一目了然。映在一張卡片上，做到一目了然。 l數(shù)控加工程序說明卡數(shù)控加工程序說明卡l加工程序作出說明的主要內(nèi)容如下：加工程序作出說明的主要內(nèi)容如下：l（1 1）所用數(shù)控設(shè)備型號；）所用數(shù)控設(shè)備型號；l（2 2）對刀點(diǎn)（程序原點(diǎn)）及允許的對刀誤差；）對刀點(diǎn)（程序原點(diǎn)）及允許的對刀誤差；l（3 3）工件相對于機(jī)床的坐標(biāo)方向及位置（用簡圖表）工件相對于機(jī)床