数控加工工艺课程设计指导书gfxs.docx

《数控加工工艺课程设计指导书gfxs.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《数控加工工艺课程设计指导书gfxs.docx（13页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、数控加工工工艺课课程设计计指导书书一 设计目目的通过数控控加工工工艺课程程设计，掌掌握零件件的数控控加工工工艺的编编制及加加工方法法。二设计计内容编制中等等复杂程程度典型型零件的的数控加加工工艺艺。三设计计步骤（一） 零件件的工艺艺分析无论是手手工编程程还是自自动编程程，在编编程前都都要对所所加工的的零件进进行工艺艺分析，拟拟定加工工方案，选选择合适适的刀具具，确定定切削用用量。在在编程中中，对一一些工艺艺问题（如如对刀点点、加工工路线等等）也需需做一些些处理。因因此程序序编制中中的零件件的工艺艺分析是是一项十十分重要要的工作作。1数控控加工工工艺的基基本特点点数控机床床加工工工艺与普普通机床

2、床加工工工艺在原原则上基基本相同同，但数数控加工工的整个个过程是是自动进进行的，因因而又有有其特点点。1） 数控加加工的工工序内容容比普通通机床的的加工的的工序内内容复杂杂。这是是因为数数控机床床价格昂昂贵，若若只加工工简单的的工序，在在经济上上不合算算，所以以在数控控机床上上通常安安排较复复杂的工工序，甚甚至是在在通用机机床上难难以完成成的那些些工序。2）数控控机床加加工程序序的编制制比普通通机床工工艺规程程编制复复杂。这这是因为为在普通通机床的的加工工工艺中不不必考虑虑的问题题，如工工序内工工步的安安排、对对刀点、换换刀点及及走刀路路线的确确定等问问题，在在数控加加工时，这这一切都都无例外

3、外地都变变成了固固定的程程序内容容，正由由于这个个特点，促促使对加加工程序序的正确确性和合合理性要要求极高高，不能能有丝毫毫的差错错，否则则加工不不出合格格的零件件。 中国最最大的资资料库下下载2数控控加工工工艺的主主要内容容根据数控控加工的的实践，数数控加工工工艺主主要包括括以下方方面：1）选择择适合在在数控机机床上加加工的零零件和确确定工序序内容；2）零件件图纸的的数控工工艺性分分析；3）制订订数控工工艺路线线，如工工序划分分、加工工顺序的的安排、基基准选择择、与非非数控加加工工艺艺的衔接接等；4）数控控工序的的设计，如如工步、刀刀具选择择、夹具具定位与与安装、走走刀路线线确定、测测量、切

4、切削用量量的确定定等；5）调整整数控加加工工艺艺程序，如如对刀、刀刀具补偿偿等；6）分配配数控加加工中的的容差；7）处理理数控机机床上部部分工艺艺指令。3数数控加工工零件的的合理选选择程序编制制前对零零件进行行工艺分分析时，要要有机床床说明书书、编程程手册、切切削用量量表、标标准工具具、夹具具手册等等资料，方方能进行行如下一一些问题题的研究究。在数控机机床上加加工零件件时，一一般有两两种情况况。第一一种情况况：有零零件图样样和毛坯坯，要选选择适合合加工该该零件的的数控机机床。第第二种情情况：已已经有了了数控机机床，要要选择适适合在该该机床上上加工的的零件。无无论哪种种情况，考考虑的主主要因素素

5、主要有有，毛坯坯的材料料和类型型、零件件轮廓形形状复杂杂程度、尺尺寸大小小、加工工精度、零零件数量量、热处处理要求求等。概概括起来来有三点点，即零零件技术术要求能能否保证证，对提提高生产产率是否否有利，经经济上虽虽否合算算。根据国内内外数控控技术应应用实践践，数控控机床通通常最适适合加工工具有以以下特点点的零件件：（1）多多品种、小小批量生生产的零零件或新新产品试试制中的的零件；（2）轮轮廓形状状复杂，对对加工精精度要求求较高的的零件；（3）用用普通机机床加工工时，需需要有昂昂贵的工工艺装备备（工具具、夹具具和模具具）的零零件；（4）需需要多次次改型的的零件；（5）价价值昂贵贵，加工工中不允允

6、许报废废的关键键零件；（6）需需要最短短生产周周期的急急零件。数控加工工工艺性性分析涉涉及面很很广，在在此仅从从数控加加工的可可能性和和方便性性两方面面加以分分析。（1）零零件图样样上尺寸寸数据的的给出应应符合编编程方便便的原则则；A 零零件图样样上尺寸寸标注方方法应适适应数控控加工的的特点，在在数控加加工零件件图上，应应以同一一基准引引注尺寸寸直接给给出坐标标尺寸。B 构构成零件件轮廓的的几何元元素的条条件应充充分在手工编编程时，要要计算每每个节点点坐标。在在自动编编程时，要要对构成成零件轮轮廓的所所有几何何元素进进行定义义。因此此在分析析零件图图时，要要分析几几何元素素的给定定条件是是否充

7、分分。如果果构成零零件几何何元素条条件不充充分，编编程时则则无法下下手。（2）零零件各加加工部位位的结构构工艺性性应符合合数控加加工的特特点A 零零件的内内腔和外外形最好好采用统统一的几几何类型型和尺寸寸。这样样可以减减少刀具具规格和和换刀次次数，使使编程方方便，生生产效益益提高。B 内内槽圆角角的大小小决定着着刀具直直径的大大小，因因而内槽槽圆角半半径不应应过小。C 零零件铣削削底平面面时，槽槽底圆角角半径不不应过大大，否则则铣刀端端刃铣削削平面的的能力差差、效率率低。D 应应采用统统一的基基准定位位。在数数控加工工中，若若没有统统一的基基准定位位，会因因工件重重新安装装而导致致加工后后的两

8、个个面年轮轮廓位置置及尺寸寸不协调调现象。此外，还还应分析析零件所所要求的的加工精精度、尺尺寸公差差是否为为以得到到保证，有有无引起起矛盾的的多余尺尺寸或影影响工序序安排的的封闭尺尺寸等。4加工工方法的的选择与与加工方方案的确确定1）加工工方法的的选择加工方法法的选择择原则是是保证加加工表面面的加工工精度和和表面粗粗糙度的的要求。由由于获得得同一级级精度及及表面粗粗糙度的的加工方方法一般般有许多多，因而而在实际际选择时时，要结结合零件件的形状状、尺寸寸大小和和热处理理要求等等全面考考虑。2）加工工方案确确定的原原则零件上比比较精确确表面加加工，常常常是通通过粗加加工、半半精加工工和精加加工逐步

9、步达到的的。对这这些表面面仅仅根根据质量量要求选选择相应应的最终终加工方方法是不不够的，还还应正确确地确定定从毛坯坯到最终终成形的的加工方方案。5工序序与工步步的划分分一般工序序划分有有以下几几种方式式1）按零零件装卡卡定位方方式划分分工序由于每个个零件结结构形状状不同，各各表面的的技术要要求也有有所不同同，故加加工时，其其定位方方式则各各有差异异。一般般加工外外形时，以以内形定定位；加加工内形形时又以以外形定定位。因因而可根根据定位位方式的的不同来来划分工工序。2）按粗粗、精加加工划分分工序根据零件件的加工工精度、刚刚度和变变形等因因素杰划划分工序序时，可可按粗、精精加工分分开的原原则来划划

10、分工序序，即先先作粗加加工再精精加工。此此时可用用不同的的机床或或不同的的刀具进进行加工工。通常常在一次次安装中中，不允允许将零零件的某某一部分分表面加加工完毕毕后，再再加工零零件的其其它表面面。3）按所所用刀具具划分工工序为了减少少换刀次次数，压压缩空程程时间，减减少不必必要的定定位误差差，可按按刀具集集中工序序的方法法加工零零件，即即在一次次装夹中中，尽可可能用同同一把刀刀具加工工出可能能加工的的所有部部位，然然后再换换另一把把刀加工工其它部部位。工步的划划分主要要从加工工精度和和效率两两方面考考虑。在在一个工工序内往往往需要要采用不不同的刀刀具和切切削用量量，对不不同表面面进行加加工。为

11、为了便于于分析和和描述较较复杂的的工序，在在工序内内又细分分为工步步。总之，工工序与工工步的划划分要根根据具体体零件的的结构特特点、技技术要求求等情况况综合考考虑。6零件件的安装装与夹具具的选择择1）定位位安装的的基本原原则在数控机机床上加加工零件件时，定定位安装装的基本本原则与与普通机机床相同同，也要要合理选选择定位位基准和和夹紧方方案。为为了提高高数控机机床效率率确定定定位基准准与夹紧紧方案时时应注意意下列三三点：（1）力力求设计计、工艺艺与编程程计算的的基准统统一；（2）减减少装夹夹次数，尽尽可能在在一次定定位装夹夹后，加加工出全全部待加加工表面面；（3）避避免采用用占机人人工调整整式加

12、工工方案，以以充分发发挥数控控机床的的效能。2）选择择夹具的的基本原原则数控加工工对夹具具要有两两方面要要求：一一是要保保证夹具具的坐标标方向与与机床的的坐标方方向相对对固定；二是要要协调零零件和机机床坐标标系的尺尺寸关系系。此外外，尚需需考虑以以下四点点：（1）夹夹具结构构应力求求简单。当当零件加加工批量量不大时时，应尽尽量采用用组合夹夹具、可可调式夹夹具及其其它通用用夹具，以以缩短生生产准备备时间、节节省生产产费用；成批生生产时考考虑采用用专用夹夹具；（2）零零件的装装卸要迅迅速、方方便，以以缩短机机床的停停顿时间间；（3）夹夹具要开开敞，其其定位、夹夹紧机构构或其它它元件不不得影响响加工

13、中中的走刀刀；（4）夹夹具在机机床上的的安装及及工件在在夹具上上的安装装要准确确可靠，以以保证工工件在正正确的位位置上按按程序加加工。此外，为为了提高高数控加加工的效效率，在在成批生生产中还还可以采采用多位位、多件件夹具。7刀具具的选择择与切削削用量的的确定1）刀具具的选择择刀具的选选择是数数控加工工中重要要的工艺艺内容之之一，它它不仅影影响机床床的加工工效率，而而且直接接影响加加工质量量。编程程时，选选择刀具具通常要要考虑机机床的加加工能力力、工序序内容、工工件材料料等因素素。与传统的的加工方方法相比比，数控控加工对对刀具的的要求更更高。不不仅要求求精度高高、刚度度高、耐耐用度高高，而且且要

14、求尺尺寸稳定定、安装装调整方方便。这这就要求求采用新新型优质质材料制制造数控控加工刀刀具，并并优选刀刀具参数数。选取刀具具时，要要使刀具具的尺寸寸与被加加工工件件的表面面尺寸和和形状相相适应。生生产中，平平面零件件周边轮轮廓的加加工，常常采用立立铣刀。铣铣削平面面时，应应选硬质质合金刀刀片铣刀刀；加工工凸台、凹凹槽时，选选高速钢钢立铣刀刀。对一些主主体型面面和变斜斜角轮廓廓形的加加工，常常采用球球头铣刀刀、环形形铣刀、鼓鼓形刀、锥锥形刀和和盘形刀刀。曲面加工工常采用用和球头头铣刀，但但加工曲曲面较低低平坦部部位时，刀刀具以球球头顶端端刃切削削，切削削条件较较差，因因而应采采环形刀刀。2）切削削

15、用量的的确定切削用量量包括主主轴转速速（切削削速度）、切切削深度度或宽度度、进给给速度（进进给量）等等。对于于不同的的加工方方法，需需选择不不同的切切削用量量，并应应编入程程序单内内。合理选择择切削用用量的原原则是：粗加工工时，一一般以提提高生产产率为主主，但也也考虑经经济性和和加工成成本；半半精加工工和精加加工时，应应在保证证加工质质量的前前提下，兼兼顾切削削效率、经经济性和和加工成成本。具具体数值值应根据据机床说说明书、切切削用量量手册，并并结合经经验而定定。8对刀刀点和换换刀点的的确定在编制加加工程序序时，要要正确地地选择“对刀点点”和“换刀点点”的位置置。“对刀点点”就是在在数控机机床

16、上加加工零件件时，刀刀具相对对于工件件运动的的起点。由由于程序序段从该该点开始始执行，所所以对刀刀点心也也叫做“程序起起点”或“起刀点点”。选择择对刀点点的原则则是：1）要便便于数学学处理和和简化程程序编制制2）在机机床上找找正容易易；3）加工工过程中中检查方方便；4）引起起的加工工误差小小。对刀点可可选在工工件上，也也可选在在工件外外面（如如选在夹夹具上或或机床上上）。但但必须与与零件的的定位基基准有一一定的尺尺寸联系系。这样样才能确确定机床床坐标系系和工件件坐标系系的关系系。为了提高高加工精精度，对对刀点应应尽量选选在零件件的设计计基准或或工艺基基准上，如如以孔定定位的工工件，可可选孔的的

17、中心作作为对刀刀点。刀刀具的位位置则以以此孔来来找正，使使“刀位点点”与“对刀点点”重合。所所谓“刀位点点”是指车车刀、镗镗刀的刀刀尖；钻钻头的钻钻尖；立立铣刀、端端铣刀刀刀头底面面的中心心、球头头铣刀的的球头中中心。零件安装装时，工工件坐标标系要与与机床坐坐标系有有确定的的尺寸关关系，在在工件坐坐标系设设定后，从从对刀点点开始的的第一个个程序段段的坐标标值，为为对刀点点在机床床坐标系系中的坐坐标值。对刀点既既是程序序的起点点，也是是程序的的终点。因因此在成成批生产产中要考考虑对刀刀点的重重复精度度，该精精度可用用对刀点点相距机机床原点点的坐标标值来校校核。所所谓“机床原原点”是指机机床上一一

18、个固定定不变的的极限点点。例如如，对车车床而言言，是指指车床主主轴回转转中心与与车头卡卡盘端面面的交点点。“换刀点点”是为数数控车床床、数控控加工中中心等多多刀加工工机床的的编程设设定的，回回为这些些机床加加工中途途需更换换刀具，故故应规定定换刀点点。所谓谓“换刀点点”是指刀刀架转位位换刀时时的位置置。该点点可以是是某一固固定点（如如加工中中心机床床，其换换刀机械械手的位位置是固固定的），也也可以是是任意的的一点（如如车床）。换换刀点的的位置应应设在工工件或夹夹具的外外部，以以刀架转转位时不不碰工件件及其它它部件为为准。其其设定值值可用实实际测量量方法或或计算确确定。9加工工路线的的确定在数控

19、加加工中，刀刀具刀位位点相对对于工件件运动轨轨迹称为为加工路路线。编编程时，加加工路线线的确定定原则主主要有以以下几点点：1）加工工路线应应保证被被加工零零件的精精度和表表面粗糙糙度，且且效率高高；2）使数数值计算算简单，以以减少编编程工作作量；3）应使使加工路路线最短短，这样样既可减减少程序序段，又又可减少少空刀时时间。4）此外外，确定定加工路路线时，还还要考虑虑工件的的加工余余量和机机床、刀刀具的刚刚度等情情况，确确定是一一次走刀刀，还是是多次走走刀来完完成加工工以及在在铣削加加工中是是采用顺顺铣还是是采用逆逆铣等。10程程编误差差及其控控制数控机床床突出特特点之一一是：零零件的加加工精度

20、度不仅在在加工过过程中形形成，而而且在加加工前程程编阶段段就已形形成，程程编阶段段的误差差是不可可避免的的，这是是由于程程序控制制的原理理本身决决定的。在在程编阶阶段，图图纸上的的信息转转换成控控制系统统可以接接受的形形式，会会产生如如下三种种误差：近似计计算误差差、插补补误差、尺尺寸圆整整误差。在点位控控制加工工中，程程编误差差包含尺尺寸圆整整误差一一项，并并且直接接影响孔孔位置尺尺寸精度度。在轮廓控控制加工工中，影影响轮廓廓加工精精度的主主要是插插补误差差，而尺尺寸圆整整误差的的影响则则居次要要地位，所所以，一一般所就就的程编编误差系系指插补补误差而而言。因为还有有控制系系统与拖拖动系统统

21、的误差差，零件件定位误误差，对对刀误差差，刀具具磨损误误差，工工件变形形误差等等等，所所以，零零件图纸纸上给出出的公差差，只有有一小部部分允许许分配给给程编过过程中产产生的误误差。一一般取允允许的编编程误差差等于零零件公差差的0.100.2。（二） 程编编中工艺艺指令的的处理在数控机机床上加加工零件件的动作作都必须须在程序序中用指指令方式式事先予予以规定定，在加加工中由由机床自自动实现现。我们们称这类类指令为为工艺指指令。这这类指令令有国际际标准，即即准备功功能指令令G辅助功功能指令令M两大类类。在编编制加工工程序时时，必须须按程编编手册正正确选用用和处理理。（三） 程序序编制及及动态模模拟软

22、件件的使用用具体内容容及详见见机床使使用手册册。四、典型型零件工工艺编制制1、加工工轴类零零件如图图1，毛毛坯为853400棒材材，零件件材料为为45钢钢，无热热处理和和硬度要要求，图图中85外圆不不加工。对对该零件件进行精精加工。根根据图纸纸要求和和毛坯情情况，编编制该零零件数控控车削工工艺。图1车削削轴类零件件2、典型型轴类零零件介绍绍图2所示示为变速速器一轴轴热处理理前零件件简图。该零件材材料为220CrrMnTTi，毛毛坯为模模缎件，硬硬度为1156-2077HBSS，是国国内某型型号汽车车变速器器上的零零件，为为大量生生产类型型产品。该该零件为为由双联联齿形、矩矩形花键键、径向向孔、内内孔、外外圆柱面面、外圆圆锥面、过过渡圆角角、内外外环槽等等表面组组成的轴轴类零件件，加工工表面较较多，适适合在数数控车上上加工。试试编制其其数控加加工工艺艺。图2 变变速器轴热热处理前前零件图图3、图33所示为为减速箱箱箱体图图。零件件材料为为HT2200，中中批量生生产，分分析其加加工工艺艺。图3 减减速箱箱箱体简图图3、图44所示为为拨叉简简图。零零件材料料为HTT2000，中批批量生产产，分析析其加工工工艺。图4 拨拨叉简图图六实验验报告1 数控加加工工艺艺卡片2 数控加加工程序序单