2023年数控加工工艺 精品讲义.pdf

广东机电职业技术学院 数控加工工艺 教案 教师：漆军 第 1 号 课题 1 章 数控加工工艺内容概述 何时在何班上课 教 学 目 的 1掌握工艺、工序、工步、工位等概念 2 了解数控加工工艺与普通制造工艺区别 制造 0507 班 9 月 5 日 3、4 节 月 日 节 班 月 日 节 班 月 日 节 时间安排 教学安排（教学内容、方法、手段）备注 10”10”35”1.1 制造工艺重要性介绍 以东芝事件和钟表指针制造为例介绍工艺重要性 1.2 数控加工设备和普通加工设备比较 1图片显示数控加工设备和普通加工设备 2讨论两者之间的区别 3设备对制造造成的影响（1）工艺过程的影响 以一零件加工为例，讲述工艺、工序、工位、工步等概念，以及数控机床的工序划分不同方法。工艺：制造产品的方法 工序：一个或者一组工人，在一个工作地或一台机床上，对一个或同时对几个工件连续完成地那一部分工艺过程 安装：经过一次装夹后完成的那部分工序内容。工位：工件相对于机床或者刀具每占据一个加工位置所完成的那部分工序内容。工步：加工表面、切削刀具、切削速度、进给量不变的条件下，连续完成的那一部分工序。工序划分的影响：1）以一次安装、加工作为一道工序 讲授 实例 25”10”2）以同一把刀具加工的内容划分工序。3）以加工部位划分工序。4）以粗、精加工划分工序。（2）对刀具影响 图片显示普通机床和数控机床使用的刀具，比较两者之间的异同。（3）对夹具的影响 图片显示普通机床和数控机床使用的夹具并比较，比较两者之间的异同。（4）对工艺系统的影响 工艺系统的概念：由数控机床、夹具、刀具和工件等组成 （5）对工艺图纸标注的影响（6）对人员素质的影响 作 业 教 学 后 记 教研室主任：200 年 月 日 广东机电职业技术学院 数控加工工艺 教案 教师：漆军 第 2 号 课题 数控编程与数控加工工艺过程 何时在何班上课 教 学 目 的 1 掌握数控编程的原理 2 理解机床坐标系与工件坐标系建立的原因，理解对刀原理 3 能够判断机床坐标系 4 理解数控加工工艺的主要内容 制造 0507 班 9 月 7 日 1、2 节 月 日 节 班 月 日 节 班 月 日 节 时间安排 教学安排（教学内容、方法、手段）备注 5”20”20”15”复习上次课内容 1.3 为什么要进行数控编程 1数控坐标系概念及建立方法 法则：右手笛卡尔坐标系 判断方法：（1）先确定 Z 轴，即机床主轴 （2）确定 Z 轴方向，离开工件的方向为正 （3）离开工件指刀具相对于工件，工件相对静止 （4）X 轴位于水平面上 2数控程序概念 程序字，程序段，程序 程序名：O2000 O2000 LF N01 G91 G17 G00 X85 Y-25 LF N02 Z-15 S400 M03 M08 LF N03 G01 X85 F300 LF N04 G03 Y50 I25 LF N05 G01 X-75 LF N06 Y-60 LF N07 G00 Z15 M05 M09 LF N08 X75 Y35 M30 LF%3对刀概念 比喻 启发 30”建立工件坐标系与机床坐标系关系 G92 G54 1.4 数控加工工艺过程主要内容（1）选择进行数控加工的内容（1）根据图纸进行工艺分析（2）数学处理和编程尺寸的确定（3）工艺方案确定（4）工步进给路线的确定 刀具、夹具、量具选择（5）切削参数确定（6）加工程序编写（7）首件试加工与现场问题的处理（10）技术文件的定型和归档 作 业 布置题 1 教 学 后 记 教研室主任：200 年 月 日 广东机电职业技术学院 数控加工工艺 教案 教师：漆军 第 3 号 课题 2 章 零件加工精度与表面质量 何时在何班上课 教 学 目 的 1 掌握公差精度及三大原则的应用 2 掌握影响加工精度的因素并能根据现场情况作出判断 3 掌握表面质量概念及方法 制造 0507 班 9 月 12 日 3、4 节 月 日 节 班 月 日 节 班 月 日 节 时间安排 教学安排（教学内容、方法、手段）备注 复习上节课知识 2.1 复习尺寸公差知识 1给出图纸，相应由学生根据根据图纸指出公差的意义。（1）标准公差的作用（2）公差的类别 尺寸、形状、位置（3）尺寸公差的等级及偏差系列-公差有 18 级 28 个偏差 2概念：(1)作用尺寸：被测要素给定的长度上，与实际外表面相接的最小（最大）理想面，或者最大、最小理想面的直径和宽度。(2)最大、最小实体尺寸：在给定长度上，材料最多或者最少时的尺寸。(3)独立原则：一般未标注都表示独立原则 (4)包容原则：以轴的装配为例进行讲解 E 表示，被测要素应遵守最大实体边界，即体外作用尺寸不应超过最大实体尺寸。用尺寸公差控制形状误差。50H（0.039 0）E/f7（0.025 0.050）E (5)最大实体原则：被测要素的实际轮廓在给定的长度上处处不超过最大实体实效边界 以螺钉的安装为例进行讲解 主要有三种：A 适用于被测要素 B 适用于基准要素 C 适用于可逆要求 2.2 表面粗糙度 三种评定方法：A 算术平均偏差 Ra，用于不太粗糙或不太光滑面 B 十点高度 Rz，用于太粗糙或太光滑面 C 轮廓最大高度 Ry，用于应力集中的表面 2.3 尺寸、形位公差、粗糙度关系 1总的原则（1）通常同一要素形状公差小于位置公差（2）形位公差小于尺寸公差（3）表面粗糙度小的表面，其形状公差也小（4）一般形状公差约为尺寸公差同级 50左右（5）普通精度 t=0.6T,Ra=0.05T 2.4 各种加工精度 作 业 教 学 后 记 教研室主任：200 年 月 日 广东机电职业技术学院 数控加工工艺 教案 教师：漆军 第 4 号 课题 2.5 编程尺寸的确定与数学处理 何时在何班上课 教 学 目 的 1 学会建立编程坐标系 2 学会数控编程的数学处理方法 3 理解编程中插补对工艺的影响 制造 0507 班 9 月 14 日 1、2 节 月 日 节 班 月 日 节 班 月 日 节 时间安排 教学安排（教学内容、方法、手段）备注 5”20”复习上次课内容 1编程坐标系建立 编程坐标系一般供编程使用，确定编程坐标系时不必考虑工件毛坯在机床上的实际装夹位置。从理论上讲编程原点选在零件上的任何一点都可以，但实际上，为了换算尺寸尽可能简便，减少计算误差，应选择一个合理的编程原点。1）车削零件编程原点的X 向零点应选在零件的回转中心。Z 向零点一般应选在零件的右端面、设计基准或对称平面内。车削零件的编程原点选择见下图。2）铣削零件的编程原点，X、Y 向零点一般可选在设计基准或工艺基准的端面或孔的中心线上，对于有对称部分的工件，可以选在对称面上，以便用镜像等指令来简化编程。Z 向的编程原点，习惯选在工件上 讲授法 40”25”表面，这样当刀具切入工件后 Z 向尺寸字均为负值，以便于检查程序。2编程尺寸的数学处理 1）概念：根据被加工零件图样，按照已经确定的加工工艺路线和允许的编程误差，计算数控系统所需要输入的数据，称为数学处理。2）内容：根据零件图样给出的形状，尺寸和公差等直接通过数学方法（如三角、几何与解析几何法等），计算出编程时所需要的有关各点的坐标值。以一零件为例进行讲解 3 数控误差的组成 数控加工误差数加是由编程误差编、机床误差机、定位误差定、对刀误差刀等误差综合形成。即：数加=f(编+机+定+刀)其中：（1）编程误差编由逼近误差、圆整误差组成。（2）机床误差机由数控系统误差、进给系统误差等原因产生。（3）定位误差定是当工件在夹具上定位、夹具在机床上定位时产生的。（4）对刀误差刀是在确定刀具与工件的相对位置时产生。实例法 作 业 教 学 后 记 教研室主任：200 年 月 日 广东机电职业技术学院 数控加工工艺 教案 教师：漆军 第 5 号 课题 何时在何班上课 教 学 目 的 制造 0507 班 月 日 节 月 日 节 班 月 日 节 班 月 日 节 时间安排 教学安排（教学内容、方法、手段）备注 作 业 教 学 后 记 教研室主任：200 年 月 日 广东机电职业技术学院 数控加工工艺 教案 教师：漆军 第 1 号 课题 何时在何班上课 教 学 目 的 制造 0507 班 月 日 节 月 日 节 班 月 日 节 班 月 日 节 时间安排 教学安排（教学内容、方法、手段）备注 作 业 教 学 后 记 教研室主任：200 年 月 日 广东机电职业技术学院 数控加工工艺 教案 教师：漆军 第 5 号 课题 第 3 章 数控刀具数控刀具介绍 何时在何班上课 教 学 目 的 1掌握数控刀具的种类 2掌握数控刀具的要求与特点 3数控刀具的材料类型 4了解数控刀具实效形式及可靠性 制造 0507 班 9 月 19 日 3、4 节 班 月 日 节 班 月 日 节 班 月 日 节 时间安排 教学安排（教学内容、方法、手段）备注 5”10”15”15”复习上节课程内容 3.1 数控刀具的种类 结构划分：整体、镶嵌、内冷、减震 工艺划分：车刀、铣刀、镗刀、钻刀 3.2 数控刀具的要求与特点 刀具的选择是保证加工质量提高加工效率的重要环节。（1）数控车床能兼作粗精车削，因此粗车时，要选强度高、耐用度好的刀具，以便满足粗车时大背吃刀量、大进给量的要求。精车时，要选精度高、耐用度好的刀具，以保证加工精度的要求。（2）为减少换刀时间和方便对刀，应尽可能采用机夹刀和机夹刀片。夹紧刀片的方式要选择得比较合理，刀片最好选择涂层硬质合金刀片。目前，数控车床用得最普遍的是硬质合金刀具和高速钢刀具两种。3.3 数控刀具的材料 硬质合金的分类 K 类。国家标准 YG 类，成分 WC+Co。P 类。国家标准 YT 类，成分 WC+TiC。M 类。国家标准 YW 类，成分 WC+TiC+TaC。讲授 实例 10”15”15”3.4 数控刀具的失效形式及可靠性 刀具失效：在切削过程中，刀具磨损刀一定程度，刀刃崩刃或破损，刀刃卷刃（塑变）时，刀具丧失其切削能力或无法保证加工质量。3.5 刀具失效在线检测方法 检测形状、检测力、测电动机功耗、测刀杆振动、测切削温度、测工件表面质量 刀具可靠性分析 刀具可靠性：在规定的切削条件和时间内完成额定工作的能力（具有统计特征和随机特征）刀具耐用度：在规定的条件和时间内完成额定工作的概率 可靠耐用度：指刀具能达到规定的可靠度 r 时的耐用度。作 业 教 学 后 记 教研室主任：200 年 月 日 广东机电职业技术学院 数控加工工艺 教案 教师：漆军 第 6 号 课题 数控刀具的选择与刀具系统 何时在何班上课 教 学 目 的 1掌握刀具一般选择方法 2了解刀具系统 制造 0507 班 9 月 21 日 1、2 节 月 日 节 班 月 日 节 班 月 日 节 时间安排 教学安排（教学内容、方法、手段）备注 5”15”30”复习上次课内容 3.6 数控刀具选择 1刀具选择因素（1）被加工工件的材料性能（2）加工工艺类别（3）加工工件尺寸、加工余量等信息（4）加工切削参数（5）其他辅助因素 2刀具材质选择方法 1.高速钢：有公制或英制，这种刀最常用，特别是加工铜公，加工模料也常用，这种刀是电脑锣最常用的刀具，价格便宜，易买，但易磨损，易损耗，进口的高速钢刀具含有 Co，Mn 等合金，较耐用，精度也高，如 LBK，YG 等。2.合金刀：也称 CAB 刀：刀具是用合金材料制成。耐高温，耐磨损，能加工高硬度材料（如烧焊过的模）这种刀经较钝，这种刀因耐高温，所以转速通常会比较高，加工效率及质量都比高速钢刀要好，但低转速时容易崩刀，转速通常要快。3.舍弃式刀粒刀：这种刀因刀粒是可以更换的，而刀粒是合金材料做成的，刀粒通常又有涂层，耐用，价格也便宜，加工钢料最好用这种刀。刀粒 有方形，菱形，圆形的。方形，菱形刀粒只能用二个角，而圆形刀粒 比喻 启发 25”15”一圈都可以用。3根据材料选择刀具（1）铜，铝：这种材料比较软，是比较好加工的材料，一般各种刀具都能加工，铜比较软，但韧性大，如果刀不锋利会起毛，另外如果不方便螺旋进刀时可以垂直下刀（进刀量 H0.5）刀一般不会断，加工铜时刀具的转速要高一些，这样走刀就可以快，从而提高加工效率。（2）钢：钢的种类比较多，我们分为三种分别讲，1）软，如进口王牌，国产 45#钢，50#钢，这种料也算比较也加工，用国产的高速钢刀如 AIA，进口的如 LBK，STK，YG 等可方便地加工。2）硬，如 738，p20 等，用 AIA 刀较难加工，用进口的如 YG 可以加工，最好用合金刀或刀把加工。3）很硬，如 718，S136，油钢，及五金模用的合金钢，很硬，用AIA 刀很难加工，用 YG 类可以加工，最好用合金刀把加工。（3）淬火或烧焊模料 一般不允许用高速钢刀加工，改用合金刀或刀把加工。3.7 工具系统 由于在数控机床上要加工多种工件，并完成工件上多道工序的加工，因此需要使用的刀具品种、规格和数量较多。为减少刀具的品种规格，有必要发展柔性制造系统和加工中心使用的工具系统。工具系统分类：整体式和模块式 实例 作 业 布置题 1 教 学 后 记 教研室主任：200 年 月 日 广东机电职业技术学院 数控加工工艺 教案 教师：漆军 第 7 号 课题 四章 数控夹具通用知识 何时在何班上课 教 学 目 的 1 了解夹具作用 2 掌握工件六点定位原理 3 能正确判断完全定位、不完全定位、过定位等情况，了解他们的应用 制造 0507 班 9 月 26 日 3、4 节 月 日 节 班 月 日 节 班 月 日 节 时间安排 教学安排（教学内容、方法、手段）备注 5”10 20”30”复习上节课知识 4.1 夹具 1夹具作用（1）保证加工精度 （2）提高生产率、降低成本 （3）扩大机床的工艺范围 （4）减轻工人的劳动强度 2夹具的组成（1）定位元件（2）夹紧装置（3）对刀与导向装置（4）连接元件（5）夹具体（6）其他元件 4.2 工件的定位与夹紧 1工件的六点定位原理 物体所设置的空间定位点数原则不超过 6 个 2工件定位的几种情况（1）完全定位 （2）不完全定位 设问 讲授 25”（3）欠定位 （4）过定位 4.3 数控加工常用夹具 1通用夹具（1）数控车床夹具（2）数控铣床夹具 2加工中心夹具 数控回转工作台 3其他数控机床夹具（1）拼装夹具（2）组合夹具（3）可调夹具 实例 作 业 教 学 后 记 教研室主任：200 年 月 日 广东机电职业技术学院 数控加工工艺 教案 教师：漆军 第 8 号 课题 工件的安装与定位基准的选择 何时在何班上课 教 学 目 的 1 掌握工件的常用安装方法 2 了解及基准的分类 3掌握粗、精加工定位基准的选择方法 制造 0507 班 9 月 28 日 1、2 节 月 日 节 班 月 日 节 班 月 日 节 时间安排 教学安排（教学内容、方法、手段）备注 5”10”20”复习上次课内容 4.4 工件的安装 1工件安装(1)直接找正安装 概念：用划针、百分表等工具直接找正工件位置并加以夹紧的方法称直接找正安装法。特点：生产率低，精度取决于工人的技术水平和测量工具的精度 (2)划线找正安装 概念：先用划针画出要加工表面的位置，再按划线用划针找正工件在机床上的位置并加以夹紧。特点：费时，又需要技术高的划线工 2夹具的安装 概念：将工件直接安装在夹具的定位元件上的方法 特点：工件在夹具中的正确定位，是通过工件上的定位基准面与夹具上的定位元件相接触而实现的。因此，不再需要找正便可将工件夹紧。由于夹具预先在机床上已调整好位置，因此，工件通过夹具相对于机床也就占有了正确的位置 通过夹具上的对刀装置，保证了工件加工表面相对于刀具的正确位置。演示 讲授 20”35”4.5 基准及分类 1概念：基准是零件上用来确定其它点、线、面位置所依据的那些点、线、面。2分类：设计基准与工艺基准（1）设计基准 设计基准是在零件图上所采用的基准。它是标注设计尺寸的起点。（2）工艺基准 工艺基准是在工艺过程中所使用的基准。分类：定位基准、工序基准、测量基准、装配基准。4.6 定位基准的选择 1粗基准的选择原则（1）保证相互位置原则（2）余量均匀原则（3）便于工件装夹原则（4）粗基准不重复使用原则 2精基准选择原则（1）基准重合（2）统一基准原则（3）互为基准原则（4）自为基准原则 实例 作 业 教 学 后 记 教研室主任：200 年 月 日 广东机电职业技术学院 数控加工工艺 教案 教师：漆军 第 9 号 课题 4.6 补充知识工艺尺寸链知识 何时在何班上课 教 学 目 的 1掌握工艺尺寸链中组环、开环、闭环概念 2能够正确判断开环与闭环 3能正确进行尺寸链的计算 制造 0507 班 10 月 8 日 1、2 节 月 日 节 班 月 日 节 班 月 日 节 时间安排 教学安排（教学内容、方法、手段）备注 5”15”10”20”复习上次课内容 4.6 工艺尺寸链的概念 1封闭环：尺寸链中装配过程和加工过程最后形成的一环。封闭环是尺寸链中唯一特殊环，一般用 AO表示。2组成环：尺寸链中除封闭环以外的各环。（1）增环：该环引起封闭环同向变动，增大时封闭环也增大，该环减小时封闭环也减小。（2）减环：该环引起封闭环反向变动，增大时封闭环减小，该环减小时封闭环增大。3尺寸链的分类（1）装配尺寸链：全部组成环由不同零件设计尺寸所组成。（2）零件尺寸链：全部组成环由同一零件设计尺寸所组成。（3）工艺尺寸链：全部组成环由同一零件工艺尺寸所组成。4尺寸链的计算（1）极限尺寸之间的关系 AO=AZ Aj AOmax=AZmax Ajmin AOmin=AZmin Ajmax 启发式 40”（2）极限偏差 ESO=ESAZ EIAZ EIO=EIAZ ESAZ （3）公差间的关系 TO=TAZ+TAj TAi （4）计算 给出三个例子 例 1：封闭环为最长环 例 2：封闭环为增环 例 3：封闭环为减环 实例 作 业 教 学 后 记 教研室主任：200 年 月 日 广东机电职业技术学院 数控加工工艺 教案 教师：漆军 第 10 号 课题 数控车削零件的数学处理 何时在何班上课 教 学 目 的 1.掌握数控编程原点确定方法 2.掌握精度尺寸的处理 3.掌握编程尺寸的确定方法和技巧 制造 0507 班 10 月 10 日 3、4 节 月 日 节 班 月 日 节 班 月 日 节 时间安排 教学安排（教学内容、方法、手段）备注 5”20”20”复习上次课内容 5.1 编程原点的确定（1）尽量选择设计基准为编程原点（2）对刀方便的点为编程原点（3）编程方便（4）对称零件的编程原点应选在对称中心 以上图为任务进行讲解 5.2 编程尺寸值的确定（1）先把尺寸精度高的尺寸值的换算成平均尺寸（假设机床系统误差平均分配）（2）尺寸换算后，需要保持重要的几何关系。（3）调整精度低的尺寸以适应重要几何关系。实例法 启发式 15”30”（4）节点坐标尺寸的计算 5.3 常用的数学方法（1）三角函数法：A 角；A 角的对边 a;A 角的邻边 b;斜边 c；sinAa/c;cosA=b/c;tanA=a/b;正弦定理：a/sinA=b/sinB=c/sinC 余弦定理：cosA=b2+c2-a2/2bc （2）平面解析几何法 直线方程形式：y-y1=k(x-x1)y=kx+b x/a+y/b=1 园方程：（x-a）2+(y-b)2=R2 举两例进行练习和说明 实例法 作 业 教 学 后 记 教研室主任：200 年 月 日 广东机电职业技术学院 数控加工工艺 教案 教师：漆军 第 11 号 课题 数控工艺分析与规程制定 何时在何班上课 教 学 目 的 1.掌握数控加工工序的制定方法 2.掌握加工精度与加工方法关系 3.掌握加工路线的设计方法 制造 0507 班 10 月 12 日 1、2 节 月 日 节 班 月 日 节 班 月 日 节 时间安排 教学安排（教学内容、方法、手段）备注 5”15”15”复习上次课程内容 5.2 工艺方案的制定 任务：轴承内圈工艺方案的制定 结合上述零件，进行工艺方案制定的讲解 1表面加工方法的选择 一般根据尺寸精度和表面精度选择加工方法，主要考虑有以下几种因素：（1）尺寸精度和表面精度 各种加工精度与加工方法的对应关系（2）工件材料性质 淬硬钢精加工一般磨削，有色金属加工一般采用精细车和镗（3）工件的结构与尺寸（4）经济精度的考虑 2数控车工序的划分（1）以一次安装所进行的加工作为一道工序（2）以一次完整的数控程序连续加工内容为一道工序。（3）以一把刀具的加工作为一道工序（4）以粗、精加工划分工序 非数控类工序的安排（1）如渐开线齿形、键槽、花键等类型加工，需要安排非数控类工序（2）表面处理硬度和精度较高 实例 启发式 25”30”（3）非数控加工更合理的加工 3工步顺序的确定（1）先粗后精 对于粗精加工在一道工序内的情况（2）先近后远（3）内外交叉（4）基面先行原则（5）保证工件加工刚度原则（6）同一把刀能加工内容连续加工原则 4进给路线的确定（1）主要原则 1）根据以定工步顺序确定各表面加工路线 2）所定路线能保证表面加工精度和粗糙度 3）寻求最短加工路线 4）选择加工时变形最小的路线（2）促加工进给路线的确定 1）常用的粗加工进给路线 矩形、三角形、轮廓形、阶梯切削、双向切削 2）最短粗加工路线（3）精加工路线的确定 实例 1）完工轮廓的加工路线 2）换刀加工时的进给路线 3）切入、切出及换刀点的位置 4）各部位精度不一致精加工路线 作 业 教 学 后 记 教研室主任：200 年 月 日 广东机电职业技术学院 数控加工工艺 教案 教师：漆军 第 12 号 课题 数控车床、刀具、夹具选用 何时在何班上课 教 学 目 的 1 掌握数控车床设备的选择方法 2 掌握数控车刀刀具几何参数 3 掌握数控车刀的类型特点 4 掌握各种类型车刀选用方法 5 掌握数控车床夹具类型 6.掌握数控车床夹具的选用 制造 0507 班 10 月 17 日 3、4 节 月 日 节 班 月 日 节 班 月 日 节 时间安排 教学安排（教学内容、方法、手段）备注 5”20”35”复习上次课内容 5.3.车刀刀具几何参数复习 通过图示指出车刀各几何参数 5.4 刀具几何参数对加工影响 1前角和前刀面形状的选择 （1）刀具材料：（2）加工材料 加工钢件等塑性材料时，切屑沿刀前面流出时和前刀面接触长度长，压力与摩擦较大，为减小变形和摩擦，一般采用选择大的前角。（3）加工条件 粗加工时，因加工余量大，切削力大，一般取较小的前角；精加工时，宜取较大的前角，以减小工件变形与表面粗糙度；带有冲击性的断续切削比连续切削前角取得小。机床工艺系统好，功率大，可以取较大的前角。但用数控机床加工时，为使切削性能稳定，宜取较小的前角。2主副偏角的选择 讲授 提问 立方氮化硼刀具陶瓷刀具硬质合金刀具高速钢刀具刀具韧性增强，前角取大 30”1）主偏角的选择 主偏角r 减小时，刀尖角增大，刀尖强度提高，刀尖散热体积增大。所以，主偏角r 减小，能提高刀具耐用度。主偏角r 减小，将使背向力 Fp 增大，从而使切削时产生的挠度增大，降低加工精度。同时背向力的增大将引起振动，因此对刀具耐用度和加工精度产生不利影响。2）副偏角的选择 副偏角r的大小将对刀具耐用度和加工表面粗糙度产生影响。副偏角的减小，将可降低残留物面积的高度，提高理论表面粗糙度值，同时刀尖强度增大，散热面积增大，提高刀具耐用度。但副偏角太小又会使刀具副后刀面与工件的摩擦，使刀具耐用度降低，另外引起加工中振动。5.4 数控刀具的类型 1数控车削用的车刀一般分为三类：（1）尖形车刀（2）圆弧形车刀（3）成型车刀。2数控刀具的选择 以图实例 5.5 数控车夹具 以图示例 实例 作 业 教 学 后 记 教研室主任：200 年 月 日 广东机电职业技术学院 数控加工工艺 教案 教师：漆军 第 13 号 课题 5.5 数控车削参数的选择 何时在何班上课 教 学 目 的 1.掌握切削三要素的概念 2.掌握切削参数的选择方法 3.能根据刀具和材料选择切削用量 制造 0507 班 10 月 19 日 1、2 节 月 日 节 班 月 日 节 班 月 日 节 时间安排 教学安排（教学内容、方法、手段）备注 5”15”10”20”复习上次课内容 5.6 切削三要素的概念 1概念 被吃刀量：已加工表面与被加工表面之间的垂直距离。进给量：刀具在进给方向每分钟移动具体，或者每齿移动的距离。切削速度：刀具相对工件切点的速度。2选择方法 刀具寿命与切削用量三要素之间的关系式 T CT/（1/mf 1/nap1/p）来看，当刀具寿命一定时，切削速度对生产率影响最大，进给量 f 次之，背吃刀量最小 ap。在生产率角度一定，从提高刀具耐用度考虑，对于切削用量的选择有一个总的原则：首先选择尽量大的背吃刀量，其次选择最大的进给量，最后是切削速度。（1）被吃刀量的选择 切削加工一般分为粗加工、半精加工和精加工几道工序，各工序有不同的选择方法。粗加工时，在允许的条件下，尽量一次切除该工序的全部余量。中等功率机床，背吃刀量可达810mm。如分两次走刀，则第一次背吃刀量尽量取大，一般为加工余量的2/33/4 左右。第二次背吃刀量尽量取小些。半精加工时（表面粗糙度Ra6.33.2m），背吃刀量一般为0.52mm。精加工时（表面粗糙度Ra1.60.8m），背吃刀量为0.10.4mm。图示 实例 25”15”（2）进给量的选择 粗加工时，进给量主要考虑工艺系统所能承受的最大进给量，如机床进给机构的强度，刀具强度与刚度，工件的装夹刚度等。精加工和半精加工时，最大进给量主要考虑加工精度和表面粗糙度。另外还要考虑工件材料，刀尖圆弧半径、切削速度等。如当刀尖圆弧半径增大，切削速度提高时，可以选择较大的进给量。一般情况：满足加工质量和一定的刀具寿命前提下，尽量采用较高的进给速度。粗车：f0.30.8mm/r 精车：f0.10.3mm/r 切断：f0.050.2mm/r （3）切削速度的选择 半精加工和精加工时，切削速度c，主要受刀具耐用度和已加工表面质量限制，在选取切削速度c 时，要尽可能避开积屑瘤的速度范围。查表 作 业 教 学 后 记 教研室主任：200 年 月 日 广东机电职业技术学院 数控加工工艺 教案 教师：漆军 第 14 号 课题 数控车削零件工艺方案制定1 何时在何班上课 教 学 目 的 1掌握数控车削零件工艺方案制定流程 2能对典型三类车削零件进行工艺方案制定。制造 0507 班 10 月 24 日 3、4 节 月 日 节 班 月 日 节 班 月 日 节 时间安排 教学安排（教学内容、方法、手段）备注 5”35”复习上次课内容 1典型轴类零件工艺的制定（1）编程原点的确定（2）装夹方案的确定（3）节点的数学处理以及节点坐标的计算（4）工艺路线的确定（5）刀、夹具确定（6）加工参数的确定 实例 30”20”2典型套类零件工艺的制定 3典型盘类零件工艺的制定 实例 作 业 教 学 后 记 教研室主任：200 年 月 日 广东机电职业技术学院 数控加工工艺 教案 教师：漆军 第 15 16 号 课题 讨论一 数控车削零件 何时在何班上课 教 学 目 的 1通过讨论课，掌握数控车削零件工艺制定方法 2填写零件工艺卡片和刀具卡片 制造 0507 班 10 月 26 日 1、2 节 11 月 31 日 3、4 节 班 月 日 节 班 月 日 节 时间安排 教学安排（教学内容、方法、手段）备注 复习上次课内容 1讨论课组织形式 全班分成 8 个小组，每个小组 6 个人左右，每组选出一名负责人，负责组织大家进行讨论，归纳大家的意见。2讨论课内容 以上述套类零件作为讨论对象，分为四个方面议题：（1）装夹方法，坐标原点的确定（2）走刀路线的确定（3）刀具及夹具选择（4）切削参数的确定 3讨论课进程 对于每个议题，大家有讨论 15 分钟的讨论时间，每个议题讨论完后，教师进行议题总结，并提出相关问题让学生思考。4讨论课结果 每组学生根据讨论，制定一套加工工艺方案，并填写工艺卡片、刀具卡片和工艺说明。5成绩评定 根据学生工艺说明、工艺卡片、刀具卡片进行评定成绩，按每组评定成绩，成绩计入期末考试成绩。作 业 讨论课题工艺卡片填写 教 学 后 记 教研室主任：200 年 月 日 广东机电职业技术学院 数控加工工艺 教案 教师：漆军 第 17 号 课题 数控铣削设备的选择 何时在何班上课 教 学 目 的 1了解数控铣削设备特点 2数控铣削的加工对象 3能根据加工对象选择数控设备 制造 0507 班 11 月 2 日 3、4 节 月 日 节 班 月 日 节 班 月 日 节 时间安排 教学安排（教学内容、方法、手段）备注 5”25”30”复习上次课内容 6.1 数控铣床设备介绍 1数控铣削设备的类型 卧式数控铣床：一般加工刚性高的工件和侧面类零件 立式数控铣床：最常用的数控机床，加工范围广泛。龙门式数控铣床：加工大面积工件表面。2数控铣床设备的组成 加工介质：数控程序 数控装置：数控设备大脑 伺服系统：指令执行部分 机床本体：加工承担者 6.2 数控设备特点 1较高刚度 提高动刚度的措施 1）改善机床的阻尼特性（如填充阻尼材料）2）床身表面喷涂阻尼涂层 3）充分利用结合面的摩擦阻尼 4）采用新材料，提高抗震性 2.数控机床应有更小的热变形 控制热变形的措施：对机床热源进行强制冷却，采用热对称结构。多媒体演示 提问 30”3.数控机床运动件之间的摩擦要小，要消除传动系统的间隙，达到低速时无爬行，高速时快速响应。4.数控机床应有更好的宜人性（人机关系及环保）6.2 数控铣削的加工对象 1.与平面成一定角度斜面类零件 2.曲面类零件 3.具有较高位置精度孔的箱体类零件 4.其他复杂平面类零件 给学生提供各种图示零件，让学生判断零件如果用普通机床加工和数控机床加工的异同 实例判断 作 业 教 学 后 记 教研室主任：200 年 月 日 广东机电职业技术学院 数控加工工艺 教案 教师：漆军 第 18 号 课题 数控铣床刀具与夹具的选用 何时在何班上课 教 学 目 的 1.能正确选用刀具 2.能正确选用夹具 3.能正确制定加工零件装夹方案 制造 0507 班 月 日 节 月 日 节 班 月 日 节 班 月 日 节 时间安排 备注 5”15”20”复习上节课内容 6.3 数控铣削刀具的选用 1.数控铣削刀具按形状分类 端面立铣刀（end mill）牛鼻铣刀(bull mill)球面铣刀(Spere mill)2可转位刀具的选用 类型选择：可转位面铣刀、立铣刀、槽铣刀、专用铣刀等 齿数选择：为满足不同用户的需要，同一直径的可转位铣刀一般有 粗齿、中齿、密齿三种类型 角度选择：可转位铣刀的角度有前角、后角、主偏角、副偏角、刃 倾角等。为满足不同的加工需要，有多种角度组合型式 直径选择：可转位铣刀直径的选用主要取决于设备的规格和工件的 加工尺寸 6.4 数控夹具的选择与装夹 1选用 数控夹具的选用 通用夹具的选用 转用夹具：指专为某一工件的某一加工工序而设计制造的夹具。结构紧凑，操作方便，主要用于固定产品的大批大量生产 讲授 实例 15”25”10”3数控夹具的装夹 一般规律：（1）在数控镗铣及加工中心机床上，要想合理应用好夹具，首先 要对机床的加工特点有比较深刻的理解和掌握，同时还要考虑加工零件的精度、批量大小、制造周期和制造成本；（2）根据数控镗铣及加工中心特点和加工需要，目前常用的夹具 类型有专用夹具、组合夹具、可调夹具和成组夹具。一般的选择顺序是单件生产中尽量用虎钳、压板螺钉等通用夹具，批量生产时优先考虑组合夹具，其次考虑可调夹具，最后选用专用夹具和成组夹具。在生产批量较大时可考虑采用多工位夹具和气动、液压夹具。在选择时要综合考虑各种因素，选择最经济的、最合理的夹具形式 4装夹实例 5对刀方式 实例 作 业 教 学 后 记 教研室主任：200 年 月 日 广东机电职业技术学院 数控加工工艺 教案 教师：漆军 第 19 号 课题 数控铣削方案及参数选用 何时在何班上课 教 学 目 的 1.掌握数控铣削工艺路线的安排 2.掌握数控铣削参数的选择 3.掌握顺铣与逆铣的选择 制造 0507 班 月 日 节 月 日 节 班 月 日 节 班 月 日 节 时间安排 备注 5”20”20”复习上节课内容 6.5 数控铣工艺路线的安排 1.数控铣加工阶段（1）粗加工阶段（2）半精加工阶段（3）精加工阶段（4）光整加工阶段 2.加工顺序的安排（1）先粗后精（2）先主后次（3）先面后孔（4）基面先行 3.数控铣工艺路线的设计方法 找出所有加工表面，逐一确定各表面和几何加工方法，每一步为一工步，然后将所有工步排列成先后顺序，再确定相邻的工步为一工序，然后插入热处理工序等辅助工序。6.6 顺铣与逆铣的概念及应用 1概念 顺铣：由已加工表面到未加工表面的加工。逆铣：由未加工表面到已加工表面的加工。讲授 启发 15”15”15”2顺铣与逆铣比较：（1）一般来说，在逆铣中刀具寿命比在顺铣中短，这是因为在逆铣中产生的热量比在顺铣中明显的高。在逆铣中当切屑厚度从零增加到最大时，由于切削刃受到的摩擦比在顺铣 中强，因此会产生更多的热量。（2）逆铣中径向力也明显高，这对主轴轴承有不利影响。在顺铣中，切削刃主要受到的是压缩应力，这与逆铣中产生的拉力相比，对硬质合金刀具或整体硬质合金刀具的影响有利得多 6.7 加工方法与切削用量的选择 1加工特征：（1）铣平面（2）铣台阶面（3）挖槽（4）铣曲面（5）铣斜面（6）孔加工 2加工余量（1）Ra12.525um，加工余量小于 6mm，一次粗加工完成。（2）Ra3.2 12.5 um，粗铣留加工余量 0.51mm（3）Ra0.8 3.2 um，半精铣 1.52mm，精铣 0.51mm 3进给量 提问 作 业 教 学 后 记 教研室主任：200 年 月 日 广东机电职业技术学院 数控加工工艺 教案 教师：漆军 第 20 号 课题 数控切削刀具路径1 何时在何班上课 教 学 目 的 1.掌握自动编程中刀具平面要求 2.掌握进刀点和退刀点的要求 3.了解反向误差及补差在加工中应用 制造 0507 班 月 日 节 月 日 节 班 月 日 节 班 月 日 节 时间安排 备注 5”25”20”复习上节内容 一、切入切出点 1原则 粗加工选择曲面内的最高角点作为切入点。精加工选择曲面内某个曲率比较平缓的角点作为切入点 总之避免铣刀当钻头使用，否则因受力大而损坏。2切入切出点 二、切入切出路径 在铣削轮廓表面时一般采用立铣刀侧面刃口进行切削，由于主轴系统和刀具的刚度变化，当沿法向切入工件时，会在切入处产生刀痕，所以应尽量避免沿法向切入工件。提问 20”20”三、避免引入反向误差 数控机床在反向运动时会出现反向间隙，如果在走刀路线中将反向间隙带入，就会影响刀具的定位精度，增加工件的定位误差。四、刀具补偿的设置 在切入工件前应该已经完成刀具半径补偿，而不能在切入工件时同时进行刀具补偿，这样会产生过切现象。为此，应在切入工件前的切向延长线上另找一点，作为完成刀具半径补偿点.启发 作 业 教 学 后 记 教研室主任：200 年 月 日 广东机电职业技术学院 数控加工工艺 教案 教师：漆军 第 21 号 课题 数控切削刀具路径2 何时在何班上课 教 学 目 的 1 掌握刀具起刀、下刀方法 2 掌握编程软件中相关内容 3 掌握挖槽各种刀具路径 制造 0507 班 月 日 节 月 日 节 班 月 日 节 班 月 日 节 时间安排 备注 5”30”20”复习上节课内容 一、起刀点和下刀点 配合 mastercam 软件讲解起刀点与下刀点的设置和方法 安全面、进给面、回刀面的意义 吃刀量，余量的设置方法 软件的两种下刀方式：螺旋下刀和斜插式下刀 在实际生产中许多采用的是斜插式下刀 二、两座标铣削加工刀具轨迹的生成 行切法：以一定角度方向进行平行走刀加工 环切法：走刀轨迹是沿型腔边界走环形等距线 行切分为：单向与双向 环切分为：等距环切、环绕切削、环切并清角、依外形