华科大XXXX数控技术-- 第2章 数控加工技术.ppt

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1、第二章 数控加工技术2.1 数控工艺特点数控工艺特点2.1.1 数控工艺比较详细 数控加工工艺内容与普通机加工大致相同但非常完整，因为数控是高度自动化的过程。如普通机加工只需指明工步即可，但数控加工必须指明所用刀具、切削速度、进给速度，开动润滑否等等。原来靠机床操作工凭经验的加工参数现在必须由数控编程人员用数控指令表示出来。工艺工艺工序工序刀具刀具12/22/202212/22/20221 12.1.2 工序集中n n 现代数控机床刚度大，刀库容量大及多坐标、多工位现代数控机床刚度大，刀库容量大及多坐标、多工位的特点可以实现一次装夹完成多种加工甚至多个零件的的特点可以实现一次装夹完成多种加工甚

2、至多个零件的加工，这样就造成了工序集中加工，这样就造成了工序集中n n 2.1.3 加工方法的特点加工方法的特点n n 在曲面加工中，传统的方法是钳工用砂轮磨，用样板在曲面加工中，传统的方法是钳工用砂轮磨，用样板检验修正（俗称靠模）（如舰艇的螺旋桨），数控靠多检验修正（俗称靠模）（如舰艇的螺旋桨），数控靠多坐标轴联动，可以准确加工出理想的曲面。坐标轴联动，可以准确加工出理想的曲面。12/22/202212/22/20222 22.2 数控加工工序n n 数控指令中必须指明机床的运动过程，零件的数控指令中必须指明机床的运动过程，零件的工艺工艺过程过程、刀具的种类、刀具的种类、走刀速度和走刀路线走

3、刀速度和走刀路线 ，不能把，不能把设计与工艺分割设计与工艺分割n n2.2.1 数控加工工艺设计的主要内容n n1.数控加工工艺内容的选择n n 对零件加工而言，对零件加工而言，并非全部加工工艺并非全部加工工艺并非全部加工工艺并非全部加工工艺都要在数控机都要在数控机床上实现。因为数控机床的工时费较高，用普通机床床上实现。因为数控机床的工时费较高，用普通机床加工毛坯、在数控机床上加工曲面才是比较合理的选加工毛坯、在数控机床上加工曲面才是比较合理的选择。择。12/22/202212/22/20223 3n n不适合数控加工的内容不适合数控加工的内容：n n（1 1）占机时间长的加工内容（）占机时间

4、长的加工内容（10010010001000元元/H/H）n n （2 2）加工部位分散（数控坐标轴不够）加工部位分散（数控坐标轴不够）n n （3 3）按）按样板样板样板样板而非公式加工的曲面轮廓而非公式加工的曲面轮廓n n适合数控加工的内容适合数控加工的内容：（1 1）通用机床无法加工的内容）通用机床无法加工的内容n n（2 2）通用机床难于加工或加工质量不能保证的内容）通用机床难于加工或加工质量不能保证的内容n n （3 3）用普通机床劳动强度较大的加工内容）用普通机床劳动强度较大的加工内容n n2.数控机床工艺性分析数控机床工艺性分析1 1）选择合适的）选择合适的对刀点对刀点对刀点对刀点

5、及及换刀换刀换刀换刀点点 对刀点有时可以称为起刀点（数控程序的起点）对刀点有时可以称为起刀点（数控程序的起点）对刀点与刀位点是对刀点与刀位点是有关系有关系的（说法不同）的（说法不同）12/22/202212/22/20224 4刀位点刀位点：端面铣刀的底部中心n n 钻头的刀尖n n 球头铣刀的球心n n 车刀及镗刀的刀尖n n对刀原则对刀原则：对刀方便，便于测量和简化编程（尽量选择在零件的设计基准或工艺基准上）n n换刀点换刀点：对于多刀机床，（工作中一般要换刀）应在编程时考虑到换刀点的位置可能与工件或夹具产生干涉（换刀点在加工区域以外）n n2）审查和分析工艺基准的可靠性n n 数控加工是

6、一种定位（按坐标）加工，尤其工件需要两面加工时只能有一个工艺基准12/22/202212/22/20225 53）选择合理的零件固定方式n n 请记住：每一次重新固定工件都要花费大量的时间去对刀（装夹都会引起工件变形工件变形）。合理的选择定位基准和夹紧方式定位基准和夹紧方式对于提高加工效率大有帮助。必要时要改进设计以增加定位的可靠性。如下图所示：改进前的结构改进前的结构改进后的结构改进后的结构增加凸台增加凸台增加凸台增加凸台12/22/202212/22/20226 63.数控加工工艺路线的设计（工序）n n数控加工一般穿插在零件加工的整个工艺中，注意与其它工艺相衔接。着重注意如下问题：工序的

7、划分：（1）安装一次工件 （2）以同一把刀具加工 （3）加工部位不同 （4）粗/精加工12/22/202212/22/20227 72.2.2 数控加工工艺设计方法n n 确定本工序的走刀路线，切削用量、工艺装备、定位夹紧方式-这称为工艺设计工艺设计n n1.确定走刀路线n n1）寻求最短走刀路线这种路线较好这种路线较好这种路线较好这种路线较好12/22/202212/22/20228 82）最终轮廓应一次完成（不要急剧改变运动方向不要急剧改变运动方向不要急剧改变运动方向不要急剧改变运动方向）n n刀具急剧改变运动方向会因刀具变形方向的改变而留下痕迹，故应注意走刀路线的选择。如下图所示（铣平面

8、铣平面）（折线没有弧线好折线没有弧线好）不好的路线不好的路线较好的较好的路线路线最好的路最好的路最好的路最好的路线线线线12/22/202212/22/20229 93）选择刀具的切入及切出方向n n 为了保证工件轮廓的光滑，进刀与退刀（即切入与切为了保证工件轮廓的光滑，进刀与退刀（即切入与切出）应沿零件轮廓的切线方向以减少切削过程刀具速出）应沿零件轮廓的切线方向以减少切削过程刀具速度的变化进而减轻刀痕。如图所示：度的变化进而减轻刀痕。如图所示：12/22/202212/22/202210102.确定定位和夹紧方案定位与夹紧是非常耗时的工作，注意以下几点：（1 1）尽可能做到设计基准、工艺基准

9、、编程计算基准的）尽可能做到设计基准、工艺基准、编程计算基准的）尽可能做到设计基准、工艺基准、编程计算基准的）尽可能做到设计基准、工艺基准、编程计算基准的“三统一三统一三统一三统一”。（2 2）尽可能做到工序集中，最好一次装夹完成全部加工）尽可能做到工序集中，最好一次装夹完成全部加工）尽可能做到工序集中，最好一次装夹完成全部加工）尽可能做到工序集中，最好一次装夹完成全部加工（3 3）避免采用人工调整时间较长的装夹方案）避免采用人工调整时间较长的装夹方案）避免采用人工调整时间较长的装夹方案）避免采用人工调整时间较长的装夹方案（4 4）工件刚度较大的地方才是较好的夹紧点工件刚度较大的地方才是较好的

10、夹紧点工件刚度较大的地方才是较好的夹紧点工件刚度较大的地方才是较好的夹紧点!如图所示如图所示加个内套加个内套增加刚度增加刚度不夹空心地不夹空心地对称对称挟持挟持12/22/202212/22/202211113.确定刀具与工件的相对位置 （确认对刀点）n n 对刀点是通过对刀点是通过对刀对刀来确定刀具与工件相对位置的来确定刀具与工件相对位置的基准基准点点，可以设置在工件上，也能设置在夹具上。工件大，可以设置在工件上，也能设置在夹具上。工件大致为圆形时，其对刀点往往与工件的坐标原点一致。致为圆形时，其对刀点往往与工件的坐标原点一致。立式立式车床车床12/22/202212/22/20221212

11、4.确定切削用量n n 与普通机床不同数控机床必须由编程人员规定切削与普通机床不同数控机床必须由编程人员规定切削用量。其原则是：用量。其原则是：保证刀具能加工一个完整的工件保证刀具能加工一个完整的工件n n在零件的加工过程中最好不要换刀在零件的加工过程中最好不要换刀在零件的加工过程中最好不要换刀在零件的加工过程中最好不要换刀 n n用类比法确定切削用量，见下表：用类比法确定切削用量，见下表：用类比法确定切削用量，见下表：用类比法确定切削用量，见下表：车削加工的切削速度表车削加工的切削速度表车削加工的切削速度表车削加工的切削速度表n n 被切材料被切材料轻切轻切切深切深0.50.51.01.0进

12、给量进给量0.050.050.3/r0.3/r中切中切切深切深1 14 4进给量进给量0.20.20.5/r0.5/r重切重切切深切深5 51212进给量进给量0.40.40.8/r0.8/r10#10#100-250100-250150-250150-25080-22080-22045#45#60-23060-23070-22070-22080-18080-180以上是主轴的转速以上是主轴的转速/12/22/202212/22/202213132.2.3 填写数控加工技术文件文件n n 数控编程任务书n n 工件安装和原点设定卡n n数控技术文件 数控加工工艺卡n n 数控加工走刀路线图n

13、n 数控刀具卡n n 即：把前面的内容用文字及表格记录下来把前面的内容用文字及表格记录下来12/22/202212/22/202214141.数控编程任务书工工艺艺处处数控编程数控编程任务书任务书产品零件图号产品零件图号任务书编号任务书编号零件名称零件名称使用数控设备使用数控设备主要工序说明及技术要求：主要工序说明及技术要求：收任务书收任务书的时间的时间经手人：经手人：编制编制审审核核编程编程批准批准12/22/202212/22/202215152.数控加工工件安装和原点设定卡 （简称装夹图或零件设定卡）数控加工工件安装及原点设定卡数控加工工件安装及原点设定卡数控加工工件安装及原点设定卡数控

14、加工工件安装及原点设定卡3 3T T形螺栓形螺栓2 2压板压板1 1镗铣夹具板镗铣夹具板12/22/202212/22/202216163.数控加工工序卡单位单位数控加工数控加工数控加工数控加工工序卡工序卡工序卡工序卡产品名称或代号产品名称或代号零件名称零件名称零件零件图号图号 工序简图工序简图工序简图工序简图车间车间使用设备使用设备工序员工序员程序编号程序编号夹具名称夹具名称夹具编号夹具编号12/22/202212/22/202217174.数控走刀路线图数控走刀路线图数控走刀路线图数控走刀路线图数控走刀路线图零件零件号号工序号工序号工步号工步号机床型号机床型号XK1XK10 0程序起止程序

15、起止0 0100100内容内容铣凸轮轮廓周边铣凸轮轮廓周边铣凸轮轮廓周边铣凸轮轮廓周边12/22/202212/22/202218185.数控刀具卡零件图号零件图号JB30102-JB30102-4 4数控刀具卡数控刀具卡数控刀具卡数控刀具卡使用设备使用设备刀具名称刀具名称镗刀镗刀Tc-30Tc-30序号序号刀具编号刀具编号刀具部件名刀具部件名规格规格1 1T013960T013960拉钉拉钉M10X1M10X12 2392.1392.1刀柄刀柄3 3392.4392.4接杆接杆50 x10050 x10012/22/202212/22/202219192.3 数控机床用刀具的特点 2.3.1

16、 数控刀具必须有较长的使用寿命：n n（1 1）足够的强度及刚度）足够的强度及刚度）足够的强度及刚度）足够的强度及刚度 （2 2）高的刀具耐用度）高的刀具耐用度）高的刀具耐用度）高的刀具耐用度n n（3 3）高的可靠度）高的可靠度）高的可靠度）高的可靠度 （4 4）较高的精度）较高的精度）较高的精度）较高的精度n n（5 5）可靠的断屑能力）可靠的断屑能力）可靠的断屑能力）可靠的断屑能力 （6 6）可以快速更换刀具）可以快速更换刀具）可以快速更换刀具）可以快速更换刀具非回转非回转型刀具型刀具回转型刀回转型刀具具组合刀具组合刀具12/22/202212/22/20222020n n回转型刀具主要

17、由3部分组成（a）连接刀柄n n（b）接杆（c）复合刀具。n n 拉钉螺纹孔拉钉螺纹孔精度及光精度及光洁度很高洁度很高12/22/202212/22/202221212.3.2 数控加工刀具特点n n1）广泛采用可转位刀头（刀刃部分）刀刃钝了，换个方向又是新的刀刃钝了，换个方向又是新的12/22/202212/22/202222222）应用工具系统n n数控机床能进行多种加工，所用刀具也就很多种类，必须使刀具系列化、标准化系列化、标准化和和模块化模块化-建立工具系统。建立工具系统。n n1）车削类工具系统车刀刀柄车刀刀柄可可换换位位刀刀片片12/22/202212/22/202223232）镗

18、铣类工具系统 （1）整体式 （2）模块式（1）（2）12/22/202212/22/20222424n n模块式工具系统已成气候。我国已开发模块式工具系统已成气候。我国已开发TMGTMG系统。系统。系统。系统。12/22/202212/22/202225252.3.3对刀具材料的基本要求 所谓刀具材料是指刀具切削部分的材料所谓刀具材料是指刀具切削部分的材料n n1.1.刀具材料的种类及其选用刀具材料的种类及其选用n n 刀具材料应具备下列性能：刀具材料应具备下列性能：n n（1 1）高硬度及高耐磨性）高硬度及高耐磨性 （2 2）高强度及高韧性）高强度及高韧性 （3 3）良好的耐热性及传热性）良

19、好的耐热性及传热性n n（4 4）良好的热加工及机加工性能）良好的热加工及机加工性能n n2.2.常用刀具材料常用刀具材料1 1）高速钢（）高速钢（62-67HRC62-67HRC2 2）硬质合金（）硬质合金（7882HRC7882HRC，耐热），耐热）牌号：牌号：W18Cr4V(W18Cr4V(普通普通)牌号：牌号：YG8;YG6;YG3(KYG8;YG6;YG3(K类类)韧性好韧性好韧性好韧性好 9W18Cr4V(9W18Cr4V(高级高级)YT15;YT5;YT10(P)YT15;YT5;YT10(P类类)耐磨好耐磨好耐磨好耐磨好 YW1;YW2(MYW1;YW2(M类类)综合素质好综合

20、素质好综合素质好综合素质好12/22/202212/22/202226262.3.4数控刀具的选用车床类刀具的选用简单，主要介绍旋转类刀具（铣镗类刀具）车床类刀具的选用简单，主要介绍旋转类刀具（铣镗类刀具）车床类刀具的选用简单，主要介绍旋转类刀具（铣镗类刀具）车床类刀具的选用简单，主要介绍旋转类刀具（铣镗类刀具）n n1.1.铣刀的种类及选择铣刀的种类及选择铣刀的种类及选择铣刀的种类及选择n n铣刀用来加工面、槽、键、斜面等。常用铣刀如下图所示：铣刀用来加工面、槽、键、斜面等。常用铣刀如下图所示：铣刀用来加工面、槽、键、斜面等。常用铣刀如下图所示：铣刀用来加工面、槽、键、斜面等。常用铣刀如下图

21、所示：球球球球铣铣铣铣刀刀刀刀立立立立铣铣铣铣刀刀刀刀鼓鼓鼓鼓形形形形刀刀刀刀锥锥锥锥形形形形刀刀刀刀面面面面铣铣铣铣刀刀刀刀12/22/202212/22/202227272.孔加工刀具 孔加工或有孔加工或有孔加工或有孔加工或有2 2个步骤：个步骤：个步骤：个步骤：钻孔钻孔钻孔钻孔-扩孔扩孔扩孔扩孔n n1 1）钻孔主要用麻花钻）钻孔主要用麻花钻n n2 2）扩孔的刀具较多）扩孔的刀具较多（孔的直径（孔的直径20mm20mm一般由扩一般由扩孔完成）孔完成）12/22/202212/22/202228283）镗孔刀具n n镗孔刀具有单刃刀具及双刃刀具中心线半径半径12/22/202212/22/202229294）铰孔刀具n n铰孔能使孔的光洁度达到较高的程度（定位孔）n n通用铰刀图通用铰刀图通用铰刀图通用铰刀图n n硬质合金单刃铰刀硬质合金单刃铰刀硬质合金单刃铰刀硬质合金单刃铰刀12/22/202212/22/202230302.4 数控机床的使用与维修12/22/202212/22/2022313112/22/202212/22/20223232