数控加工工艺设计.ppt

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1、数控加工工艺与编程数控加工工艺与编程第一节第一节 数控加工工艺概述数控加工工艺概述 第三章第三章 数控加工工艺设计数控加工工艺设计第二节第二节 数控加工对象的选择数控加工对象的选择 第三节第三节 数控加工工艺分析数控加工工艺分析 第四节第四节 数控加工工艺路线设计数控加工工艺路线设计 第五节第五节 数控加工工序设计数控加工工序设计 第六节第六节 数控加工工艺文件的编制数控加工工艺文件的编制 数控加工工艺与编程数控加工工艺与编程第一节第一节 数控加工工艺概述数控加工工艺概述 一、数控加工工一、数控加工工艺艺的特点的特点 1.数控加工工艺的内容十分具体 2.数控加工工艺的设计十分严密数控加工工艺与

2、编程数控加工工艺与编程二、数控加工工艺的主要内容二、数控加工工艺的主要内容数控加工工艺内容1）选择适合在数控机床上加工的零件，确定数控机床加工内容 6）编制数控加工工艺文件 3）设计数控加工工艺路线 4）设计数控加工工序 2）对被加工零件的图样进行数控加工工艺分析，明确加工内容及技术要求 5）处理特殊的工艺问题，如对刀点、换刀点的选择等 数控加工工艺与编程数控加工工艺与编程第二节第二节 数控加工对象的选择数控加工对象的选择 一、数控加工零件的选择一、数控加工零件的选择1.1.最适最适应类应类 形状复杂，加工精度要求高，用普通机床无法加工或虽然能加工但很难保证质量的零件 必须在一次装夹中完成铣、

3、镗、锪、铰或攻丝等多道工序的零件 具有复杂曲线或曲面轮廓的零件 具有难测量、难控制进给、难控制尺寸的内腔型壳体类零件或盒型零件 数控加工工艺与编程数控加工工艺与编程用普通机床加工时，生产率很低或劳动强度很大的零件 2.2.较适较适应类应类 在普通机床上加工易受人为因素干扰，价值较高，一旦出现质量问题会造成重大经济损失的零件 在普通机床上加工时，必须设计和制造复杂专用工装的零件 尚未定型（试制中）产品的零件 在普通机床上加工需要做长时间调整的零件 数控加工工艺与编程数控加工工艺与编程3.3.不适不适应类应类 生产批量较大的零件 必须用特定工艺装备协调加工的零件 装夹困难或完全靠找正定位来保证加工

4、精度的零件 加工余量很不稳定，且数控机床上无在线检测系统可自动调整工件坐标位置的零件 数控加工工艺与编程数控加工工艺与编程二、数控加工内容的选择二、数控加工内容的选择1）普通机床无法加工的工序是优先选择的内容；2）普通机床难加工，质量难以保证的工序是重点选择内 容；3）普通机床加工效率低，工人劳动强度大的工序，可作 为一般选择内容。数控加工工艺与编程数控加工工艺与编程工艺分析内容 分析零件图中的尺寸标注方法分析零件的结构工艺性 分析构成零件轮廓的几何元素条件 分析零件的技术要求 第三节第三节 数控加工工艺分析数控加工工艺分析 数控加工工艺与编程数控加工工艺与编程第四节第四节 数控加工工艺路线设

5、计数控加工工艺路线设计 按装夹定位划分按所用刀具划分一、工序一、工序的划分的划分按粗、精加工划分按加工部位划分适用于加工内容不多的工件适用于零件结构较复杂、待加工表面较多、机床连续工作时间过长、加工程序的编制和检查难度较大等情况适用于加工易产生加工变形的零件适用于加工内容很多的零件数控加工工艺与编程数控加工工艺与编程二、加工顺序的安排二、加工顺序的安排 除应遵循普通机床的工序安排原则外，还应考虑以下因素：（1）上道工序的加工不能影响下道工序的定位和夹紧。（2）以相同安装方式或用同一把刀具加工的工序，最好连续进行，尽量减少重复定位和换刀次数，以减少误差，缩短辅助时间，提高生产效率。（3）先加工工

6、件内腔，后加工工件外轮廓。（4）在同一次安装中加工多道工序时，应先安排对工件刚性破坏较小的工序。数控加工工艺与编程数控加工工艺与编程三、数控加工工序与普通工序的衔接三、数控加工工序与普通工序的衔接 由于数控加工工序穿插在工件加工的整个工艺过程中，如衔接不好易产生问题，因此要解决好数控加工工序与普通工序之间的衔接问题。最好的办法是建立相互状态要求，如要不要为后道工序留加工余量，留多少；定位面与孔的精度和形位公差要求；校形工序的技术要求；毛坯的热处理要求等。其目的是达到相互能满足加工需要，质量目标及技术要求明确，交接验收有依据。交接状态要求一般用状态表表示，按一定程序会签，并反映在工艺规程中。数控

7、加工工艺与编程数控加工工艺与编程第五节第五节 数控加工工序设计数控加工工序设计一、加工路线的确定一、加工路线的确定 加工路线确定的原则必须保证零件加工精度和表面粗糙度 应尽量缩短加工路线，以减少空行程时间，提高生产率 应尽量简化数学处理时的数值计算工作量，以减少编程工作量 数控加工工艺与编程数控加工工艺与编程二、工件的定位夹紧方案的确定及夹具的选择二、工件的定位夹紧方案的确定及夹具的选择1.1.工件的定工件的定位与夹紧方位与夹紧方案的确定案的确定 力求设计基准、工艺基准和编程计算基准统一 尽量减少装夹次数，尽可能做到一次定位装夹后就能加工出工件上全部或大部分待加工表面 避免采用占机人工调整式方

8、案，以免占机时间太多，影响加工效率 数控加工工艺与编程数控加工工艺与编程2.2.夹具夹具的选择的选择1）保证夹具的坐标方向与机床的坐标方向相对固定6）装卸零件要方便可靠3）单件小批量生产时，尽量采用组合夹具、可调式夹具及其他通用夹具4）成批生产时，可考虑采用专用夹具2）能协调零件与机床坐标系的尺寸 5）夹具要开敞，其定位、夹紧机构元件不能与刀具运动轨迹发生干涉数控加工工艺与编程数控加工工艺与编程三、刀具的选择三、刀具的选择（一）数控车刀的种类及其选用（一）数控车刀的种类及其选用1.数控车刀的种类数控车刀的种类常用车刀的种类、形状和用途1切断刀 290左偏刀 390右偏刀 4弯头车刀 5直头车刀

9、 6成型车刀 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 数控加工工艺与编程数控加工工艺与编程2.机夹可转位车刀的选用机夹可转位车刀的选用1）刀片材质的选择。应用最多的是硬质合金和涂层硬质合金刀片。2）刀片尺寸的选择。刀片尺寸的大小取决于必要的有效切削刃长度L。3）刀片形状的选择。刀片形状的选择主要依据被加工工件的表面形状、切削方法、刀具寿命和刀片的转位次数等因素选择。数控加工工艺与编程数控加工工艺与编程常见可转位车刀刀片数控加工工艺与编程数控加工工艺与编程（二）数控铣刀的种类及选用（二）数控铣刀的种类及选用 1.数控铣削刀具的基本要求数控

10、铣削刀具的基本要求（1）铣刀刚性要好。）铣刀刚性要好。（2）铣刀的刀具寿命要长。）铣刀的刀具寿命要长。数控加工工艺与编程数控加工工艺与编程2.常用铣刀的种类常用铣刀的种类（1）面铣刀）面铣刀硬质合金可硬质合金可转位式转位式整体式整体式硬质合金整硬质合金整体焊接式体焊接式面铣刀硬质合金机硬质合金机夹焊接式夹焊接式数控加工工艺与编程数控加工工艺与编程（2）立铣刀）立铣刀高速钢立铣刀数控加工工艺与编程数控加工工艺与编程硬质合金可转位式立铣刀数控加工工艺与编程数控加工工艺与编程（3）模具铣刀）模具铣刀圆柱型球圆柱型球头铣刀头铣刀圆锥形球圆锥形球头铣刀头铣刀模具铣刀圆锥形立圆锥形立铣刀铣刀数控加工工艺与

11、编程数控加工工艺与编程（4）键槽铣刀）键槽铣刀键槽铣刀数控加工工艺与编程数控加工工艺与编程（5）鼓形铣刀）鼓形铣刀鼓形铣刀数控加工工艺与编程数控加工工艺与编程（6）成形铣刀）成形铣刀成形铣刀数控加工工艺与编程数控加工工艺与编程 3.铣削刀具的选择铣削刀具的选择（1）硬质合金可转位式面铣刀主要用于铣削平面。（2）高速钢立铣刀多用于加工凸台和凹槽。（3）加工毛坯面或粗加工孔时，可选镶硬质合金立铣刀或玉米铣刀进行强力切削。（4）加工平面零件周边轮廓时，常采用立铣刀。（5）为了提高槽宽的加工精度，减少铣刀的种类，加工时可采用直径比槽宽小的铣刀，先铣槽的中间部分，然后利用刀具半径补偿功能铣削槽的两边。（

12、6）对立体曲面或变斜角轮廓外行工件加工时，常采用球头铣刀、环形铣刀、鼓形铣刀、锥形铣刀、盘形铣刀等。（7）当加工余量较小，且表面粗糙度要求较高时，可选用镶立方氮化硼刀片或镶陶瓷刀片的面铣刀，以便能进行高速切削。数控加工工艺与编程数控加工工艺与编程四、切削用量的选择四、切削用量的选择（一）确定合理切削用量的意义（一）确定合理切削用量的意义 合理的切削用量应能保证工件的加工质量和刀具寿命，充分发挥机床潜力，最大限度发挥刀具的切削性能，并能获得高生产率和低加工成本。数控加工工艺与编程数控加工工艺与编程（二）切削用量的选择原则（二）切削用量的选择原则粗加工时精加工时首先选择一个尽可能大的背吃刀量；其次

13、根据机床动力和刚性的限制条件选择一个较大的进给量；最后根据刀具寿命确定最佳的切削速度。首先根据粗加工后的余量确定背吃刀量；其次根据已加工表面的粗糙度要求，选取一个较小的进给量；最后在保证刀具寿命的前提下，尽可能选择较高的切削速度。数控加工工艺与编程数控加工工艺与编程（三）切削用量的选择方法（三）切削用量的选择方法1.背吃刀量背吃刀量ap(mm)的选择的选择 在中等功率机床上，粗加工的背吃刀量可达810mm。半精加工时，背吃刀量取为0.52mm。精加工时，背吃刀量取为0.10.4mm。粗加工时，在保留后续工序加工余量的前提下，尽可能一次走刀切去全部余量，以减少走刀次数，提高生产效率。若遇到加工余

14、量太大；加工余量不均匀；工艺系统刚性不足等情况可分几次走刀，且背吃刀量应随走刀次数逐渐减小。数控加工工艺与编程数控加工工艺与编程2.进给量进给量f（mm/r）的选择）的选择 进给量主要根据零件的加工精度和表面粗糙度要求以及刀具和工件的材料等因素，参考切削用量手册选取。最大进给量受机床刚度和进给系统性能的限制。对于多齿刀具，其进给速度vf（mm/min）、刀具转速n（r/min）、刀具齿数Z及每齿进给量fZ（mm/z）的关系为vf=fn=ZfZn数控加工工艺与编程数控加工工艺与编程3切削速度切削速度vc（m/min）的选择）的选择 根据已选定的背吃刀量、进给量及刀具寿命选择切削速度。可用经验公式

15、计算，也可根据生产实践经验在机床说明书允许的切削速度范围内查表选取。切削速度确定后，按下式算出机床主轴转速n（r/min）。对有级变速的机床，须按机床说明书选取与所算转速接近的标准转速值，并填入程序单中。数控加工工艺与编程数控加工工艺与编程 4机床功率的校核机床功率的校核 切削功率Pc（kw）可用下式计算 式中，Fc是主切削力（N）；vc是切削速度（m/min）。机床有效功率PE（kw）按下式计算。式中，PE是机床电动机功率（kw），是机床的传动效率。若 ，则选择的切削用量可在指定的机床上使用。若 ，则机床功率没有得到充分发挥。若 ，则选择的切削用量不能在指定的机床上使用。数控加工工艺与编程数

16、控加工工艺与编程 五、对刀点与换刀点的确定五、对刀点与换刀点的确定 对刀点是在数控机床上加工零件时，刀具相对工件运动的起点。对刀点的选定原则：（1）便于数学处理和程序编制；（2）在机床上找正容易；（3）加工过程中检查方便、可靠；（4）引起的加工误差小。数控加工工艺与编程数控加工工艺与编程 换刀点则是指加工过程中需要换刀时刀具的相对位置点。换刀点往往设在工件的外部，以能顺利换刀、不碰撞工件和机床上其他部件为准。如在铣床上，常以机床参考点为换刀点；在加工中心上，以换刀机械手的固定位置点为换刀点；在车床上，则以刀架远离工件的行程极限点为换刀点。选取的这些点，都是便于计算的相对固定点。数控加工工艺与编

17、程数控加工工艺与编程第六节第六节 数控加工工艺文件的编制数控加工工艺文件的编制 数控加工工艺文件既是数控加工、产品验收的依据，又是操作者要遵守、执行的规程，同时还为产品零件重复生产积累了必要的工艺资料，进行技术储备。一般来说，数控加工工艺文件主要包括数控加工工序卡、数控机床调整卡、数控加工刀具卡、数控加工进给路线图和数控加工程序单等。数控加工工艺与编程数控加工工艺与编程一、数控加工工序卡一、数控加工工序卡 数控加工工序卡主要包括：工步顺序、工步内容、各工步所用刀具及切削用量等。二、数控加工刀具卡二、数控加工刀具卡 数控加工刀具卡是组装刀具和调整刀具的依据。主要包括刀具号、刀具名称、刀柄型号、刀

18、具的直径和长度等内容。三、数控加工进给路线图三、数控加工进给路线图 进给路线主要反映加工过程中刀具的运动轨迹，其作用一方面是方便编程人员编程；另一方面是帮助操作人员了解刀具的进给轨迹，以便确定夹紧位置和夹紧元件的高度。数控加工工艺与编程数控加工工艺与编程复习思考题1试述数控加工工艺的特点。2哪些类型的零件最适合在数控机床上加工？零件上的哪些加工内容适合采用数控加工？3对数控加工零件进行工艺分析包括哪些内容？4数控加工的工序有哪几种划分方法？5什么是数控加工的加工路线？确定加工路线时，通常要考虑哪些问题？6数控加工时，粗、精加工切削用量的选择原则有何不同？7对刀点、换刀点指的是什么？一般应如何设置？