1、數控加工工藝基礎數控加工工藝基礎內容提要: 本章將主要講述數控加工工藝的主要內容,加工工藝基本特點,數控機床使用范圍,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,工藝技術文件. 數控加工工藝基礎數控加工工藝基礎l一數控加工的工藝設計內容：一數控加工的工藝設計內容：l（1）根據數控加工適應性，確定零件是否適于數控加工，以及適于什么類型的數控加工。l（2）對零件進行數控工藝性分析；l（3）擬定數控加工的工藝路線；l（4）設計數控加工工序；l（5）編寫數控加工專用技術文件。2.1數控加工工藝概述數控加工工藝概述數控加工工藝基礎數控加工工藝基礎l2.1數控加工工藝

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

3、控加工程序的編寫、校驗與修改是數控加工工藝的一項特殊內容工工藝的一項特殊內容 數控加工工藝基礎數控加工工藝基礎2.2數控加工工藝分析的一般數控加工工藝分析的一般步驟步驟l1.1.機床的選用機床的選用: :普通機床、普通機床、專用機床、數控機床專用機床、數控機床l普通機床普通機床: :零件不太復雜零件不太復雜, ,生產批量小生產批量小l專用機床專用機床: :生產批量較大生產批量較大l數控機床數控機床: :小批量生產小批量生產, ,產產品品種變換頻繁品品種變換頻繁, ,批量小批量小, ,加工方法的區別大加工方法的區別大數控加工工藝基礎數控加工工藝基礎2.數控加工的工藝適應性1最適應類l（1）形狀復

4、雜，加工精度要求高，通用加工設備無法加工或雖然能加工但很難保證產品質量的零件；l（2）用數學模型描述的復雜曲線或曲面輪廓零件；l（3）具有難測量、難控制進給、難控制尺寸的不開敞內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數控加工工藝分析的一般步驟數控加工工藝分析的一般步驟數控加工工藝基礎數控加工工藝基礎2 2較適應類較適應類l（1）在通用機床上加工時易受人為因素（如：情緒波動、體力強弱、技術水平高低等）干擾，零件價值又高，一旦質量失控便造成重大經濟損失的零件；l（2）在通用機床上加工必須制造復雜的專用工裝的零件；l（3）需要多次更改設計后

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

6、加工工藝基礎數控加工工藝基礎l3.3.數控加工零件的工藝性分析數控加工零件的工藝性分析1 1零件圖樣上尺寸數據的給出應符合編程方便的原零件圖樣上尺寸數據的給出應符合編程方便的原則則 （1 1）零件圖上尺寸標注方法應適應數控加工的特點）零件圖上尺寸標注方法應適應數控加工的特點 在數控加工零件圖上，應以同一基準引注尺寸或直接給出坐標尺寸。保持設計基準、工藝基準、檢測基準與編程原點設置的一致性方面帶來很大方便 （2)2)構成零件輪廓的幾何元素的條件應充分構成零件輪廓的幾何元素的條件應充分 在手工編程時，要計算每個節點坐標。在自動編程時，要對構成零件輪廓的所有幾何元素進行定義。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數控加工工藝分析的一般步驟數控加工工藝分析的一般步驟數控加工工藝基礎數控加工工藝基礎2 2零件各加工部位的結構工藝性應符合數控零件各加工部位的結構工藝性應符合數控加工的特點加工的特點 （1）零件的內腔和外形最好采用統一的幾何類型和尺寸，這樣可以減少刀具規格和換刀次數，使編程方便，生產效益提高。（2）內槽圓角的大小決定著刀具直徑的大小，因而內槽圓角半徑不應過小。 （a） （b）（3）零件銑削底平面時，槽底圓角半徑r不應過大 。（4）采用統一的基準定位。 此外，還應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數控加工工藝分析的一般步驟數控加工工藝分析的一般步驟數控加工工藝基礎數控加工工藝基礎l4.4.數控機床的工序劃分的方式數控機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數控加工工藝分析的一般步驟數控加工工藝分析的一般步驟數控加工工藝基礎數控加工工藝基礎5工步的劃分工步的劃分 2.22.2數控加工工藝分析的一般步驟數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次完成，或全部加工表面按先粗后精加工分開進行；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具體零件總之，工序與工步的劃分要根據具體零件的結構特點、技術要求等情況綜合考慮。的結構特點、技術要求等

10、情況綜合考慮。數控加工工藝基礎數控加工工藝基礎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。一般應按下列原則進行l（1）上道工序的加工不能影響下道工序的定位與夾緊，中間穿插有通用機床加工工序的也要綜合考慮；l （2）先進行外型加工工序，后進行內型加工工序；l （3）以相同定位、夾緊方式或同一把刀具加工的工序，最好連續進行，以減少重復定位次數，換刀次數與挪動壓緊元件次數；l （4）在同一次安裝中進行的多道工序，應先安排對工件剛性破壞較小的工序。2.2數控加工工藝分析的一般步驟數控加工工藝分析的一般步驟數控加工工藝基礎數控加工工藝基礎l7.7.定位基準與夾緊方

11、案的確定定位基準與夾緊方案的確定l在確定定位基準與夾緊方案時應注意下列三點：l （1）力求設計、工藝與編程計算的基準統一；l （2）盡量減少裝夾次數，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）避免采用占機人工調整的方案。2.2數控加工工藝分析的一般步驟數控加工工藝分析的一般步驟數控加工工藝基礎數控加工工藝基礎l8.8.夾具的選擇夾具的選擇l主要考慮下列幾點：l（1）當零件加工批量小時，盡量采用組合夾具、可調式夾具及其他通用夾具；l（2）當成批生產時，考慮采用專用夾具，但應力求結構簡單；l（3）夾具盡量要開敞，其定位、夾緊機構元件不能影響加工中的走刀，以免產生碰撞；l（4）裝

12、卸零件要方便可靠，以縮短準備時間，有條件時，批量較大的零件應采用氣動或液壓夾具、多工位夾具等。 2.2數控加工工藝分析的一般步驟數控加工工藝分析的一般步驟數控加工工藝基礎數控加工工藝基礎l9.9.刀具的選擇刀具的選擇l 數控機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，裝夾調整方便等，合理選用既能提高加工效率又能提高產品質量。 在如何配置刀具、輔具方面應掌握一條原則：質量第一，價格第二。只要質量好，耐用度高，即使價格高一些，也值得購買。 2.2數控加工工藝分析的一般步驟數控加工工藝分析的一般步驟數控加工工藝基礎數控加工工藝基礎l10.切削用量的確定 切削用量包括主軸

13、轉速(切削速度)、背吃刀量、進給量。l(1)確定主軸轉速 l主要根據允許的切削速度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,也能提高生產效率,但應首先考慮采用盡可能大的背吃刀量來提高生產率,因為切削速度與刀具耐用度關系密切,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數控加工工藝分析的一般步驟數控加工工藝分析的一般步驟數控加工工藝基礎數控加工工藝基礎l（2）確定背吃刀量l在剛度允許的情況下，ap相當于加工余量，應以最少的進給次數切除這一加工余量，最好一次切凈余量，以便提高生產效率。但為了保證加工精度和

14、表面粗糙度，一般都要留一點余量最后精加工。在數控機床上，精加工余量可小于普通機床，一般可取（0.20.5）mm 2.2數控加工工藝分析的一般步驟數控加工工藝分析的一般步驟數控加工工藝基礎數控加工工藝基礎l（3）進給量l 進給量主要根據零件的加工精度和表面粗糙度要求以及刀具、工件的材料性質選取。l 當加工精度要求高，表面粗糙度數值小時，進給量數值應取小些，一般在2050mm/min范圍內選取。2.2數控加工工藝分析的一般步驟數控加工工藝分析的一般步驟l11.11.確定對刀點與換刀點確定對刀點與換刀點l(1)刀位點的概念:l 在進行數控加工程序編制時，往往將刀具視為沒有形狀和大小的一個運動質點，這

15、個點就是刀位點。2.2數控加工工藝分析的一般步驟數控加工工藝分析的一般步驟數控加工工藝基礎數控加工工藝基礎l(2)(2)對刀點對刀點就是刀具相對工件運動的起點。l 換刀點換刀點是為加工中心、數控車床等多刀加工的機床而設置的，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，換刀點常常設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數控加工工藝分析的一般步驟數控加工工藝分析的一般步驟數控加工工藝基礎數控加工工藝基礎l對刀點選擇原則如下：l （1）刀具的起點應盡量選在零件的設計基準或工藝基準上。如以孔定位的零件，應將孔的中心作為對刀點，以提高零件的加工精度；l （2）對刀點

16、應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系統的數控機床，對刀點最好選在該坐標系的原點上，或者選在已知坐標值的點上，以便于坐標值的計算。2.2數控加工工藝分析的一般步驟數控加工工藝分析的一般步驟數控加工工藝基礎數控加工工藝基礎l12.走刀路線的確定l走刀路線的概念:l 在數控加工中，刀具刀位點相對于工件運動的軌跡和方向稱為進給路線，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數控加工工藝分析的一般步驟數控加工工藝分析的一般步驟數控加工工藝基礎數控加工工藝基礎l2.2數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 環切法數控加工工藝基礎數控加工工藝基礎l確定走刀路線時應注意:l（1）粗加工的走刀路線應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）應使數值計算簡單，程序段數量少，以減少編程工作量； l（4）應盡量縮短加工路線，減少刀具空程移動時間。 l（5）進、退刀位置應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、切出和進給中途停頓而產生刀痕。 l（6）選擇使工件在加工后變形小的路線 。2.2數控加工工藝分析的一般

18、步驟數控加工工藝分析的一般步驟數控加工工藝基礎數控加工工藝基礎13.13.選擇數控加工方法選擇數控加工方法（1）回轉體零件的加工）回轉體零件的加工（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，預料較小且比較均勻，可以采用按零件輪廓形狀進行切削的方式 2.2數控加工工藝分析的一般步驟數控加工工藝分析的一般步驟數控加工工藝基礎數控加工工藝基礎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控加工工藝基礎數控加工工藝基礎選擇數控加工方法選擇數控加工方法（2 2）孔系零件的加工）孔系零件的加工 在編制加工程序時，還可采用子程序調用的方法來減

19、少程序段的數量，以減小加工程序的長度和提高加工的可靠性 2.2數控加工工藝分析的一般步驟數控加工工藝分析的一般步驟數控加工工藝基礎數控加工工藝基礎選擇數控加工方法選擇數控加工方法（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，一般在兩坐標聯動的銑床上加工。 2.2數控加工工藝分析的一般步驟數控加工工藝分析的一般步驟2.3數控加工工藝技術文件數控加工工藝技術文件l 數控加工專用技術文件既是數控加工的依據、數控加工專用技術文件既是數控加工的依據、產品驗收的依據，也是操作者遵守、執行的規產品驗收的依據，也是操作者遵守、執行的規程。程。l 技術文件是對數

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

21、技術要求：編程收到日期年月日經手人編制審核編程審核批準2.3數控加工工藝技術文件數控加工工藝技術文件數控加工工藝基礎數控加工工藝基礎l2 2數控加工工序卡數控加工工序卡 用數控加工工序卡的形式，可以把零件草圖、尺用數控加工工序卡的形式，可以把零件草圖、尺寸、技術要求、工序內容及程序要說明的問題集中反寸、技術要求、工序內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數控加工程序說明卡數控加工程序說明卡l加工程序作出說明的主要內容如下：加工程序作出說明的主要內容如下：l（1 1）所用數控設備型號；）所用數控設備型號；l（2 2）對刀點（程序原點）及允許的對刀誤差；）對刀點（程序原點）及允許的對刀誤差；l（3 3）工件相對于機床的坐標方向及位置（用簡圖表）工件相對于機床