数控加工工艺第五讲.ppt

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1、 课程课程:数控加工工艺学数控加工工艺学主讲教师：主讲教师：葛新锋葛新锋Chapter 3、数控加工工艺设计、数控加工工艺设计3.13.1、数控加工的基本概念数控加工的基本概念3.23.2、数控加工工艺概述、数控加工工艺概述3.33.3、数控加工工艺性分析、数控加工工艺性分析 3.43.4、加工内容和机床的选用、加工内容和机床的选用 3.53.5、数控加工工艺路线设计、数控加工工艺路线设计 3.63.6、数控加工工序设计、数控加工工序设计 3.73.7、对刀点与换刀点的确定、对刀点与换刀点的确定 3.83.8、测量方法的确定、测量方法的确定 3.93.9、数控加工工艺文件、数控加工工艺文件 3

2、.103.10、数控加工工艺守则、数控加工工艺守则 3.13.1、数控加工的基本概念、数控加工的基本概念3.1.13.1.1、机械产品生产过程、机械产品生产过程3.1.23.1.2、机械加工工艺过程、机械加工工艺过程3.1.33.1.3、生产类型和生产纲领、生产类型和生产纲领3.1.43.1.4、工件的定位原理、工件的定位原理3.13.1、数控加工的基本概念、数控加工的基本概念3.1.53.1.5、机械加工工艺规程、机械加工工艺规程 机械加工工艺规程简称为工艺规程，是规定零件机械加工工艺机械加工工艺规程简称为工艺规程，是规定零件机械加工工艺过程和方法等的工艺文件。过程和方法等的工艺文件。它是在

3、具体的生产条件下，将最合理或较合理的工艺过程，用它是在具体的生产条件下，将最合理或较合理的工艺过程，用图表（或文字）的形式制成文本，用来指导生产、管理生产的文件图表（或文字）的形式制成文本，用来指导生产、管理生产的文件 一一.工艺规程的内容工艺规程的内容零件的加工工艺路线、各工序基本加工内容、切零件的加工工艺路线、各工序基本加工内容、切削用量、工时定额及采用的机床和工艺装备（刀削用量、工时定额及采用的机床和工艺装备（刀具、夹具、量具、模具）公差和技术要求等。具、夹具、量具、模具）公差和技术要求等。二二.工艺规程的作用工艺规程的作用1.1.工艺规程是指导生产的主要工艺规程是指导生产的主要技术文件

4、。技术文件。2.2.工艺规程是生产组织管理工作、计划工作的工艺规程是生产组织管理工作、计划工作的依据。依据。3.3.工艺规程是新建或扩建工厂或车间的工艺规程是新建或扩建工厂或车间的基本资料。基本资料。u保证加工质量保证加工质量u保证生产效率保证生产效率u降低制造成本降低制造成本u良好劳动条件良好劳动条件u符合生产实际符合生产实际u不断修订完善不断修订完善三三.制订工艺规程的原则制订工艺规程的原则产品整套装配图、零件图产品整套装配图、零件图产品的生产纲领、生产类型产品的生产纲领、生产类型产品验收的质量标准产品验收的质量标准本厂现有生产条件：机床设备、工艺装备、本厂现有生产条件：机床设备、工艺装备

5、、工人技术水平、毛坯生产能力工人技术水平、毛坯生产能力先进技术、工艺先进技术、工艺有关手册、图册有关手册、图册 四四.制订工艺规程设计所需原始资料制订工艺规程设计所需原始资料五五.制订机械加工工艺规程的步骤制订机械加工工艺规程的步骤1.1.分析研究产品图纸分析研究产品图纸2.2.工艺审查工艺审查3.3.选择毛坯选择毛坯4.4.拟订工艺路线拟订工艺路线5.5.选择设备、工装及检验方法选择设备、工装及检验方法6.6.确定工序余量、工序尺寸确定工序余量、工序尺寸7.7.确定切削用量、工时定额确定切削用量、工时定额8.8.技术经济分析技术经济分析9.9.填写工艺文件填写工艺文件六六.常用工艺文件的种类

6、常用工艺文件的种类（1 1）机械加工工艺过程卡片）机械加工工艺过程卡片（2 2）机械加工工艺卡）机械加工工艺卡（3 3）机械加工工序卡）机械加工工序卡3.23.2、数控加工工艺概述、数控加工工艺概述 数控加工工艺数控加工工艺是采用数控机床加工零件时所运用是采用数控机床加工零件时所运用各种方法各种方法和和技术技术手段手段的总和。的总和。毛坯毛坯零件图零件图数控数控数控数控加加加加工特工特工特工特点点点点数控加工零件的生产过程数控加工零件的生产过程(1)(1)选择并确定进行数控加工的选择并确定进行数控加工的零件及内容零件及内容；(2)(2)对零件图纸进行数控加工的对零件图纸进行数控加工的工艺分析工

7、艺分析，明确加工内容明确加工内容及技术要求及技术要求；(3)(3)设计数控加工的设计数控加工的工艺路线工艺路线；（如划分工序、安排加工；（如划分工序、安排加工工序、处理数控工序与普通工序的衔接等）工序、处理数控工序与普通工序的衔接等）(4)(4)设计数控设计数控加工工序加工工序；（如工步的划分、工件的安装与；（如工步的划分、工件的安装与夹具的选择、刀具的选择、切削用量的选择等）夹具的选择、刀具的选择、切削用量的选择等）(5)(5)处理处理特殊工艺问题特殊工艺问题（如对刀点、换刀点的选择等）；（如对刀点、换刀点的选择等）；(6)(6)数控加工数控加工工艺文件工艺文件的编制与归档。的编制与归档。数

8、控加工工艺的主要内容数控加工工艺的主要内容数控加工的工艺特点数控加工的工艺特点1 1内容十分明确而具体内容十分明确而具体2 2工艺要求相当准确而严密工艺要求相当准确而严密 制定数控加工工艺要进行零件图形的数学处理制定数控加工工艺要进行零件图形的数学处理和编程尺寸设定值的计算和编程尺寸设定值的计算4 4工序集中、工序内容复杂工序集中、工序内容复杂5.5.数控加工程序的编写、校验与修改是数控加工工艺数控加工程序的编写、校验与修改是数控加工工艺的一项特殊内容的一项特殊内容 。数控加工的发展前景数控加工的发展前景3.33.3、数控加工工艺性分析、数控加工工艺性分析包括内容包括内容：产品的：产品的零件图

9、样分析零件图样分析和和结构工艺性分析结构工艺性分析两部分两部分零件图上尺寸标注方法应适应数控加工的特点。即以零件图上尺寸标注方法应适应数控加工的特点。即以同同一基准引注尺寸或直接给出坐标尺寸一基准引注尺寸或直接给出坐标尺寸。图图 构成零件轮廓的构成零件轮廓的几何元素几何元素(点、线、面点、线、面)的条件的条件(如相切、如相切、相交、垂直和平行等相交、垂直和平行等)要完整、准确要完整、准确，是数控编程的重要，是数控编程的重要依据。依据。定位基准可靠定位基准可靠。图图零件图样分析零件图样分析(a)同基准标注 (b)分散标注 零件尺寸标注分析（a）（b）图48结构工艺性示例 零件的零件的内腔内腔与与

10、外形外形应尽量应尽量采用统一的几何采用统一的几何类型类型和和尺寸尺寸，这样可以减少换刀次数，还可能，这样可以减少换刀次数，还可能应用控制程序或专用程序以缩短程序长度应用控制程序或专用程序以缩短程序长度结构工艺性分析结构工艺性分析内槽圆角的大小决定着刀具直径的大小，所以内槽圆角的大小决定着刀具直径的大小，所以内槽圆角半径不应太小内槽圆角半径不应太小 图46内槽结构工艺性对比（a）（b）通常当通常当R0.2H(H为被加工工件轮廓面的最大高为被加工工件轮廓面的最大高度度)时，可以判定零件的该部位工艺性不好。时，可以判定零件的该部位工艺性不好。铣槽底平面时，槽底圆角半径大小要力求铣槽底平面时，槽底圆角

11、半径大小要力求合理，半径尺寸尽可能一致合理，半径尺寸尽可能一致如图d=D-2r铣刀端刃铣削平面的面积越大，则加工平面的能力越强，因而，铣削工艺性越好。零件结构工艺性分析示例a）b）c）d）零件结构工艺性分析示例（续）e）f）g）h）i）j）零件结构工艺性分析示例（续）k）l）m）n）o）p）q）r）s）t）u）v）零件结构工艺性分析示例（续）零件结构工艺性分析示例（续）w）x）y）z）3.4数控加工内容的选择机床的选用数控加工内容的选择机床的选用数控加工零件的选择数控加工零件的选择最适应类最适应类1 1）形状复杂，加工要求精度高，）形状复杂，加工要求精度高，用普通机床无法加工或很难保证质用普通

12、机床无法加工或很难保证质量的零件。量的零件。2 2）具有复杂曲面或曲线轮廓的零）具有复杂曲面或曲线轮廓的零件。件。3 3）具有难测量、难控制进给、难）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控制尺寸的内腔型壳体类零件或盒形零件。形零件。4 4）必须在一次装夹中完成铣、镗、）必须在一次装夹中完成铣、镗、锪、铰或攻螺纹等多道工序的零件锪、铰或攻螺纹等多道工序的零件 各类机床适应的加工范围专用机床数控机床通用机床零件复杂程度零件批量较适应类较适应类1)1)普通机床上技工易受人为因素干扰，价值较高的零件。普通机床上技工易受人为因素干扰，价值较高的零件。2)2)尚未定型（试制中）产品的零

13、件。尚未定型（试制中）产品的零件。3)3)在普通机床上加工，必须设计和制造复杂专用工装或需要做长时间在普通机床上加工，必须设计和制造复杂专用工装或需要做长时间调整的零件。调整的零件。4)4)在普通机床上加工时，生产率很低或劳动强度大的零件。在普通机床上加工时，生产率很低或劳动强度大的零件。不适应类不适应类1 1）生产批量较大的零件。）生产批量较大的零件。2 2）装夹困难或完全靠找正定位来保证加工精度的零件。）装夹困难或完全靠找正定位来保证加工精度的零件。3 3）加工余量不稳定。）加工余量不稳定。4 4）必需用特定工艺装备协调加工的零件。）必需用特定工艺装备协调加工的零件。数控加工内容的选择数控

14、加工内容的选择1 1）普通机床无法加工的内容应作为优先选择内容。）普通机床无法加工的内容应作为优先选择内容。2 2）普通机床难加工，质量也难以保证的内容应作为重）普通机床难加工，质量也难以保证的内容应作为重点选择内容。点选择内容。3 3）普通机床加工效率低，工人手工操作劳动强度大的）普通机床加工效率低，工人手工操作劳动强度大的内容，可在数控机床尚有加工能力的基础上进行选择。内容，可在数控机床尚有加工能力的基础上进行选择。此外：要考虑此外：要考虑生产批量生产批量、生产周期生产周期、工序间周转情况工序间周转情况等因等因素，要尽量素，要尽量合理使用合理使用数控机床，达到数控机床，达到产品质量产品质量

15、、生产率生产率及及综合经济效益综合经济效益等指标都明显提高的目的，要防止将数控机等指标都明显提高的目的，要防止将数控机床降格为普通机床使用。床降格为普通机床使用。不宜选择数控加工的内容：不宜选择数控加工的内容：1 1）需要用较长时间占机调整的加工内容。需要用较长时间占机调整的加工内容。2 2）加工余量极不稳定，且数控机床上又无法自动调整零加工余量极不稳定，且数控机床上又无法自动调整零件坐标位置的加工内容。件坐标位置的加工内容。3 3）不能在一次安装中加工完成的零星分散部位，采用数）不能在一次安装中加工完成的零星分散部位，采用数控加工很不方便，效果不明显，可以安排普通机床补充加控加工很不方便，效

16、果不明显，可以安排普通机床补充加工。工。4.4.机床的规格与加工工件的尺寸相适应机床的规格与加工工件的尺寸相适应6 6、技术上先进，经济上合理。技术上先进，经济上合理。3.3.机床的生产率与生产类型相适应。机床的生产率与生产类型相适应。2.2.机床的精度应与要求的加工精度相适应机床的精度应与要求的加工精度相适应.5 5、机床的选择应结合现场的实际情况。机床的选择应结合现场的实际情况。一般：一般：单件小批：通用机床、单件小批：通用机床、工装；工装；大批、大量：专机、大批、大量：专机、组机、专用工装组机、专用工装数控机床：可用于各数控机床：可用于各种生产类型。种生产类型。刀具尽可能用标准的。刀具尽

17、可能用标准的。数控机床的合理选用数控机床的合理选用1 1、工艺上适用工艺上适用。1 1、单件小批生产：采用各种通用夹具和机床单件小批生产：采用各种通用夹具和机床附件，如卡盘、虎钳、分度头等。有组合夹附件，如卡盘、虎钳、分度头等。有组合夹具站的，可采用组合夹具。具站的，可采用组合夹具。3 3、多品种中、小批生产可采用可调夹具或成多品种中、小批生产可采用可调夹具或成组夹具。组夹具。2 2、大批大量生产为提高劳动生产率应采用大批大量生产为提高劳动生产率应采用专用高效夹具。专用高效夹具。4 4、采用数控加工时夹具要敞开，其定位、夹采用数控加工时夹具要敞开，其定位、夹紧元件不能影响加工走刀（如碰撞等）。

18、紧元件不能影响加工走刀（如碰撞等）。夹具的选择夹具的选择1 1、一般优先采用标准刀具。一般优先采用标准刀具。3 3、刀具的类型、规格和精度等级应符合加工刀具的类型、规格和精度等级应符合加工要求。要求。2 2、若采用工序集中时，应采用各种高效的专若采用工序集中时，应采用各种高效的专用刀具、复合刀具和多刃刀具等用刀具、复合刀具和多刃刀具等。4 4、数控加工对刀具的刚性及寿命要求较普通数控加工对刀具的刚性及寿命要求较普通加工严格。应合理选择各种刀具、辅具（刀加工严格。应合理选择各种刀具、辅具（刀柄、刀套、夹头等）。柄、刀套、夹头等）。刀具的选择刀具的选择1 1、单件小批生产应广泛采用通用量具，如单件

19、小批生产应广泛采用通用量具，如游标卡尺、百分尺和千分表等。游标卡尺、百分尺和千分表等。3 3、量具的精度必须与加工精度相适应量具的精度必须与加工精度相适应。2 2、大批大量生产应采用各种量规和高效的大批大量生产应采用各种量规和高效的专用检验夹具和量仪等。专用检验夹具和量仪等。量具的选择量具的选择3.5 数控加工工艺路线的设计数控加工工艺路线的设计制定工艺步骤：制定工艺步骤：零件工艺分析零件工艺分析 划分工序和确定加工顺序 设计工艺设计工艺确定装夹方案和选择夹具 确定走刀路线 确定进给路线 选择切削用量 选择加工方法定位基准的选择在加工时用于工件定位的基准称为定位基准。又可进一步分为：使用未经机

20、械加工表面作为定位基准，称为粗基准。零件上根据机械加工工艺需要而专门设计的定位基准。如用作轴类零件定位的顶尖孔，用作壳体类零件定位的工艺孔或工艺凸台等。定位基准概念定位基准概念使用经过机械加工表面作为定位基准，称为精基准。qq 精基准qq 粗基准qq 附加基准定位基准选择定位基准选择工艺凸台A向A小刀架上的工艺凸台正确选择定位基准，特别是主要的精基准，对保证零件加正确选择定位基准，特别是主要的精基准，对保证零件加工精度、合理安排加工顺序起决定性的作用。工精度、合理安排加工顺序起决定性的作用。精基准的选择精基准的选择qq 基准重合原则选用被加工面设计基准作为精基准主轴箱零件精基准选择p152qq

21、 统一基准原则当工件以某一表面作精基准定位，可以方便地加工大多数（或全部）其余表面时，应尽早将这个基准面加工出来，并达到一定精度，以后大多数（或全部）工序均以它为精基准进行加工 精基准的选择精基准的选择以顶面和两销孔定位 镗 孔 支架置于箱体中部的吊架支承 吊架精基准的选择精基准的选择 在实际生产中，经常使用的统一基准形式有：1）轴类零件常使用两顶尖孔作统一基准；2）箱体类零件常使用一面两孔（一个较大的平面和两个距离较远的销孔）作统一基准；3）盘套类零件常使用止口面（一端面和一短圆孔）作统一基准；4）套类零件用一长孔和一止推面作统一基准。采用统一基准原则好处：1）有利于保证各加工表面之间的位置

22、精度；2）可以简化夹具设计，减少工件搬动和翻转次数。注意：采用统一基准原则常常会带来基准不重合问题。此时，需针对具体问题进行具体分析，根据实际情况选择精基准。精基准的选择精基准的选择 qq 互为基准原则 轴径轴径锥孔主轴零件精基准选择p153【例】主轴零件精基准选择qq 自为基准原则【例】床身导轨面磨削加工）导轨磨削基准选择精基准的选择精基准的选择 浮动镗刀块1工件 2镗刀块 3镗杆qq 便于装夹原则所选择的精基准，应能保证工件定位准确、可靠，并尽可能使夹具结构简单、操作方便。外圆研磨示意图【例】铰孔、拉孔、研磨【例】浮动镗刀块镗孔精基准的选择精基准的选择粗基准的选择粗基准的选择a a）b b

23、）c c）粗基准选择比较摇杆零件图4012H7铸造圆角R3其余倒角145600.059.520H71.63.23.23.21.64018M83.2R127100.1ABDC1545【例】选择图示摇杆零件的定位基准。零件材料为HT200，毛坯为铸件，生产批量：5000件。qq 保证相互位置要求原则如果首先要求保证工件上加工面与不加工面的相互位置要求，则应以不加工面作为粗基准。床身粗基准选择比较工序1工序1工序2工序2 qq 便于工件装夹原则要求选用的粗基准面尽可能平整、光洁，且有足够大的尺寸，不允许有锻造飞边、铸造浇、冒口或其它缺陷。也不宜选用铸造分型面作粗基准。qq 粗基准一般不得重复使用原则

24、 qq 余量均匀分配原则如果首先要求保证工件某重要表面加工余量均匀时，应选择该表面的毛坯面作为粗基准。a）以不加工外圆面定位加工孔，再以不加工外圆面定位加工螺钉过孔粗基准重复使用错误示例及改进b）以不加工外圆面定位加工孔，再以加工过的孔定位加工螺钉过孔粗基准的选择粗基准的选择制定工艺步骤：制定工艺步骤：零件工艺分析零件工艺分析 划分工序和确定加工顺序 设计工艺设计工艺确定装夹方案和选择夹具 确定走刀路线 确定进给路线 选择切削用量 选择加工方法定位基准的选择3.5 数控加工工艺路线的设计数控加工工艺路线的设计表面加工方案选择表面加工方案选择p104-105p104-105表表加工误差与成本关系

25、C0AB 经济精度随年代增长和技术进步而不断提高经济精度随年代增长和技术进步而不断提高 在在正正常常加加工工条条件件下下（采采用用符符合合质质量量标标准准的的设设备备和和工工艺艺装装备备，使使用用标标准准技技术术等等级级工工人人，不不延延长长加加工工时时间间），一一种种加加工工方方法法所所能能保保证证的的加加工工精度和表面粗糙度（图中精度和表面粗糙度（图中ABAB段）段）加工经济精度加工经济精度 加工误差（m）196010-110-210-319202000102101100年代加工精度与年代的关系 一般加工精密加工超精密加工1）零件加工表面的精度和表面粗糙度要求2）零件材料的加工性3）生产批

26、量和生产节拍要求4）企业现有加工设备和加工能力5）经济性 外圆表面、孔及平面加工方案参见教材表外圆表面、孔及平面加工方案参见教材表4-74-7，4-84-8，4-94-9。应考虑以下因素表面加工方案选择表面加工方案选择典型表面加工路线典型表面加工路线外圆表面加工路线外圆表面加工路线研 磨IT5Ra 0.0080.32超 精 加 工IT5Ra 0.010.32砂 带 磨IT5Ra 0.010.16精 密 磨 削IT5Ra 0.0080.08抛 光Ra 0.0081.25金 刚 石 车IT56Ra 0.021.25滚 压IT67Ra 0.161.25精 磨IT67Ra 0.161.25精 车IT7

27、8Ra1.2 55粗 磨IT89Ra 1.2510半 精 车IT1011Ra 2.512.5粗 车IT1213Ra 1080外圆表面的典型加工工艺路线 孔的典型加工工艺路线 珩 磨IT56Ra0.041.25研 磨IT56Ra0.0080.63粗 镗IT1213Ra 520钻IT1013Ra 580半 精 镗IT1011Ra 2.510粗 拉IT910Ra 1.255扩IT913Ra 1.2540精 镗IT79Ra 0.635粗 磨IT911Ra1.2510精 拉IT79Ra0.160.63推IT68Ra0.081.25饺IT69Ra 0.3210金 刚 镗IT57Ra0.161.25精 磨I

28、T78Ra0.080.63滚 压IT68Ra0.011.25手 饺IT5Ra0.081.25孔加工路线孔加工路线典型表面加工路线典型表面加工路线平面典型加工工艺路线 抛 光Ra0.0081.25研 磨IT56Ra0.0080.63精 密 磨IT56Ra 0.040.32半 精 铣IT811Ra 2.510精 铣IT68Ra 0.635高 速 精 铣IT67Ra 0.161.25导 轨 磨IT6Ra0.161.25精 磨IT68Ra 0.161.25宽 刀 精 刨IT6Ra 0.161.25粗 磨IT810Ra 1.2510精 刨IT68Ra 0.635半 精 刨IT811Ra 2.510半 精

29、 车IT811Ra 2.510粗 铣IT1113Ra 520粗 刨IT1113Ra 520砂 带 磨IT56Ra0.010.32金 刚 石 车IT6Ra0.021.25刮 研Ra 0.041.25精 车IT68Ra 1.255粗 车IT1213Ra 1080精 拉IT69Ra 0.322.5粗 拉IT1011Ra 520平面加工路线平面加工路线典型表面加工路线典型表面加工路线制定工艺步骤：制定工艺步骤：零件工艺分析零件工艺分析 划分工序和确定加工顺序 设计工艺设计工艺确定装夹方案和选择夹具 确定走刀路线 确定进给路线 选择切削用量 选择加工方法定位基准的选择3.5 数控加工工艺路线的设计数控加

30、工工艺路线的设计加工阶段的划分加工阶段的划分粗加工阶段粗加工阶段光整加工阶段光整加工阶段精加工阶段精加工阶段半精加工阶段半精加工阶段加工阶段加工阶段划分加工阶段的原因划分加工阶段的原因切除大量多余材切除大量多余材料，主要提高生料，主要提高生产率。产率。完成次要表面加工完成次要表面加工(钻、钻、攻丝、铣键槽等攻丝、铣键槽等)，主要，主要表面达到一定要求，为表面达到一定要求，为精加工作好余量准备安精加工作好余量准备安排在热处理前。排在热处理前。主要表面达到图纸要求，主要表面达到图纸要求，目的是保证加工质量。目的是保证加工质量。进一步提高尺寸精度进一步提高尺寸精度降低粗糙度，但不能降低粗糙度，但不能

31、提高形状、位置精度提高形状、位置精度1 1、合理分配加工余量和合理、合理分配加工余量和合理选择切削用量，选择切削用量，2 2、充分提高粗加工机床的效率、充分提高粗加工机床的效率3 3、长期保证精加工机床的精度、长期保证精加工机床的精度4 4、便于安排热处理工序、便于安排热处理工序5 5、便于及时发现毛坯缺陷、便于及时发现毛坯缺陷6 6、避免重要表面损伤。、避免重要表面损伤。工序集中与工序分散工序集中与工序分散v 使每个工序中包括尽可能多的工步内容，从而使总的工序数目减少，夹具的数目和装夹的次数也相应的减少。v 优点：v 使每个工序的工步内容相对较少，从而使总的工序数目较多，工艺路线加长。v 工

32、序分散优点：每个工序使用的设备和工艺装备相对简单，调整、对刀比较容易，对操作工人技术水平要求不高工序集中工序集中工序分散工序分散1）有利于保证工件各加工面之间的位置精度；2）有利于采用高效机床，可节省工件装夹时间，减少工件搬运次数；3）可减小生产面积，并有利于管理。传统的流水线、自动线生产，多采用工序分散的组织形式（个别工传统的流水线、自动线生产，多采用工序分散的组织形式（个别工序亦有相对集中的情况）序亦有相对集中的情况）工序集中与工序分散的应用工序集中与工序分散的应用 由于市场需求的多变性，由于市场需求的多变性，对生产过程的柔性要求越对生产过程的柔性要求越来越高，加之加工中心等来越高，加之加

33、工中心等先进设备的采用，工序集先进设备的采用，工序集中将越来越成为生产的主中将越来越成为生产的主流方式流方式 多品种、中小批量生产，多品种、中小批量生产，为便于转换和管理，多采为便于转换和管理，多采用工序集中方式用工序集中方式五面体加工中心基面先行基面先行先面后孔先面后孔先主后次先主后次先粗后精先粗后精机械加工顺序的安排机械加工顺序的安排换刀次数少换刀次数少加工顺序的安排加工顺序的安排热处理工序的安排热处理工序的安排退火：用于高碳钢、退火：用于高碳钢、合金钢等，降低硬度，合金钢等，降低硬度，便于切削；便于切削；正火：用于低碳钢，正火：用于低碳钢，提高硬度，便于切削；提高硬度，便于切削；调质：淬

34、火后高温回调质：淬火后高温回火火预备热处理预备热处理最终热处理最终热处理去除内应力处理去除内应力处理位置：粗加工前位置：粗加工前目的：改善切削性能，目的：改善切削性能，消除内应力消除内应力位置：半精加工后，精位置：半精加工后，精加工前加工前目的：提高表面强度、目的：提高表面强度、硬度硬度 位置：粗加工前、后，半位置：粗加工前、后，半 精加工后，精加工前精加工后，精加工前 目的：消除内应力，防止目的：消除内应力，防止 变形、开裂。变形、开裂。淬火、渗碳、氮化等淬火、渗碳、氮化等自然时效自然时效人工时效人工时效（3 3）.辅助工序的安排辅助工序的安排金属镀层金属镀层非金属镀层非金属镀层氧化膜氧化膜

35、表面处理工序表面处理工序检验工序检验工序其它工序安排其它工序安排位置：工艺过程最后位置：工艺过程最后目的：美观目的：美观位置：位置：去毛刺、倒钝锐边应去毛刺、倒钝锐边应在淬火在淬火前前目的：安全目的：安全 位置：粗加工后、位置：粗加工后、关键工序关键工序 后、送往外车间加工前后、后、送往外车间加工前后、零件全部加工结束之后零件全部加工结束之后 目的：质量控制。目的：质量控制。质量检验质量检验特种检验（无损探伤、特种检验（无损探伤、磁力探伤、水压、超磁力探伤、水压、超速试验）速试验）去毛刺、倒钝锐边去毛刺、倒钝锐边去磁去磁清洗清洗涂防锈油涂防锈油3.5 数控加工工艺路线的设计数控加工工艺路线的设

36、计制定工艺步骤：制定工艺步骤：零件工艺分析零件工艺分析 划分工序和确定加工顺序 设计工艺设计工艺确定装夹方案和选择夹具 确定走刀路线 确定进给路线 选择切削用量 选择加工方法定位基准的选择 在确定定位和夹紧方案时应注意以下几个问题：（1 1）尽尽可可能能做做到到设设计计基基准准、工工艺艺基基准准与与编编程程基基准准统一；统一；（2 2）尽尽量量将将工工序序集集中中，减减少少装装夹夹次次数数，尽尽可可能能在在一次装夹后能加工出全部待加工表面；一次装夹后能加工出全部待加工表面；（3 3）避免）避免采用占机人工调整时间长采用占机人工调整时间长的装夹方案；的装夹方案；（4 4）夹紧力的作用点夹紧力的作

37、用点应落在工件刚性较好的部位。应落在工件刚性较好的部位。a)b)c)夹紧力作用点与夹紧变形的关系夹紧力作用点与夹紧变形的关系制定工艺步骤：制定工艺步骤：零件工艺分析零件工艺分析 划分工序和确定加工顺序 设计工艺设计工艺确定装夹方案和选择夹具 确定走刀路线 确定进给路线 选择切削用量 选择加工方法定位基准的选择3.5 数控加工工艺路线的设计数控加工工艺路线的设计确定走刀路线确定走刀路线走走刀刀路路线线就就是是刀刀具具在在整整个个加加工工工工序序中中的的运运动动轨轨迹迹，它它不不但但包包括括了了工工步步的的内内容容，也也反反映映出出工工步步顺顺序序。走走刀刀路路线线是是编编写写程程序序的的依据之一

38、依据之一走刀路线走刀路线（简称刀路）是在数控加工中（简称刀路）是在数控加工中刀具的刀具的刀位点刀位点相对于工件运动的轨迹。相对于工件运动的轨迹。（1 1 1 1）走走走走刀刀刀刀路路路路线线线线应应应应保保保保证证证证被被被被加加加加工工工工零零零零件件件件的的的的精精精精度度度度和和和和表表表表面面面面粗粗粗粗糙度，且效率较高糙度，且效率较高糙度，且效率较高糙度，且效率较高。（2 2 2 2）使）使）使）使数值计算简单数值计算简单数值计算简单数值计算简单，以减少编程工作量。，以减少编程工作量。，以减少编程工作量。，以减少编程工作量。（3 3 3 3）应应应应使使使使走走走走刀刀刀刀路路路路线

39、线线线最最最最短短短短，这这这这样样样样既既既既可可可可减减减减少少少少程程程程序序序序段段段段，又可减少空刀时间。又可减少空刀时间。又可减少空刀时间。又可减少空刀时间。走刀路线的确定原则：走刀路线的确定原则：先加工完外先加工完外先加工完外先加工完外圈孔后，再圈孔后，再圈孔后，再圈孔后，再加工内圈孔加工内圈孔加工内圈孔加工内圈孔交错加工内、交错加工内、交错加工内、交错加工内、外圈孔外圈孔外圈孔外圈孔 零件样零件样零件样零件样图图图图 确定走刀路线时应注意以下几点：确定走刀路线时应注意以下几点：1 1、寻求最短加工路线、寻求最短加工路线 最短加工路线选择 行切法在两次走行切法在两次走行切法在两次

40、走行切法在两次走刀的起点和终点刀的起点和终点刀的起点和终点刀的起点和终点间留下残留高度，间留下残留高度，间留下残留高度，间留下残留高度，达不到要求的表达不到要求的表达不到要求的表达不到要求的表面粗糙度。面粗糙度。面粗糙度。面粗糙度。先用行切法，最先用行切法，最先用行切法，最先用行切法，最后沿周向环切一后沿周向环切一后沿周向环切一后沿周向环切一刀，光整轮廓表刀，光整轮廓表刀，光整轮廓表刀，光整轮廓表面，能获得较好面，能获得较好面，能获得较好面，能获得较好的效果的效果的效果的效果环切法，效果环切法，效果环切法，效果环切法，效果也较好，但加也较好，但加也较好，但加也较好，但加工时间较长。工时间较长。

41、工时间较长。工时间较长。铣削封闭内腔的三种走刀路线铣削封闭内腔的三种走刀路线 2 2、最终轮廓一次走刀完成、最终轮廓一次走刀完成 （a）法向切入（b）切向切入切入方向切入方向铣刀铣刀3 3、精加工时刀具的切入、切出路径、精加工时刀具的切入、切出路径 （1）加工平面外轮廓时刀具的切入、切出路径精加工面平外轮廓时：精加工面平外轮廓时：刀具应沿零件轮廓曲刀具应沿零件轮廓曲线延长线上的线延长线上的切向切入、切向切入、切出切出避免法向切入、切出避免法向切入、切出尽量减少尽量减少在轮廓加工在轮廓加工切削过程中的切削过程中的暂停暂停（切（切削力突然变化造成弹性削力突然变化造成弹性变形），以免留下刀痕变形），

42、以免留下刀痕（2）加工平面内轮廓时刀具的切入、切出路径4 4、选择使工件在加工后变形小的路线、选择使工件在加工后变形小的路线 对对横横截截面面积积小小的的细细长长零零件件或或薄薄板板零零件件应应采采用用分分几几次次走走刀刀加加工工到到最最后后尺尺寸寸或或对对称称去去除除余余量量法法安安排排走走刀刀路路线线。安安排排工工步步时时，应应先先安安排对工件刚性破坏较小的工步。排对工件刚性破坏较小的工步。5 5 定位准确、避免反向间隙对孔位精度的影响定位准确、避免反向间隙对孔位精度的影响定位准确、避免反向间隙对孔位精度的影响定位准确、避免反向间隙对孔位精度的影响例如，镗削下图所示零件上的例如，镗削下图所

43、示零件上的4 4个孔。图个孔。图c c所示加工所示加工路线避免反向间隙的引入，提高了路线避免反向间隙的引入，提高了4 4孔的定位精度。孔的定位精度。制定工艺步骤：制定工艺步骤：零件工艺分析零件工艺分析 划分工序和确定加工顺序 设计工艺设计工艺确定装夹方案和选择夹具 确定走刀路线 确定进给路线 选择切削用量 选择加工方法定位基准的选择3.5 数控加工工艺路线的设计数控加工工艺路线的设计加工余量的确定加工余量的确定qq 加工余量加工过程中从加工表面切去材料层厚度加工过程中从加工表面切去材料层厚度式中 Zi本工序余量；li-1 前工序尺寸；li 本工序尺寸。(1).(1).加工总余量与工序余量的概念

44、加工总余量与工序余量的概念 对于被包容表面对于被包容表面 对于包容表面对于包容表面Zi li-1 liqq 工序（工步）余量某一表面在某一工序（工某一表面在某一工序（工步）中所切去的材料层厚度步）中所切去的材料层厚度Zi li li-1a）b）c）d）Zili-1li工序加工余量Zilili-1li-1liZi2Zi2Zi2Zi2li-1liqq 总加工余量零件从毛坯变为成品切除材料层总厚度零件从毛坯变为成品切除材料层总厚度式中 Z0 总加工余量；Zi 第 I 道工序加工余量；n 该表面加工工序数。v 最大余量v 最小余量（被包容尺寸）（包容尺寸）（被包容尺寸）（包容尺寸）li-1(li-1m

45、ax)li(limax)li-1M LiMTiTi-1ZMZZmaxZmin被包容件工序尺寸、余量及公差式中 Zmax，Zmin，ZM 最大、最小、平均余量；TZ 余量公差；li-1max，li-1min，li-1M 上工序最大、最小、平均尺寸；limax，limin，liM 本工序最大、最小、平均尺寸；Ti-1 上工序尺寸公差；Ti 本工序尺寸公差。v 平均余量（被包容尺寸）（包容尺寸）v 余量公差最小余量构成最小余量构成 采用浮动镗刀块镗孔采用浮动镗刀块镗孔式中 Ry上一工序表面粗糙度；Ha上一工序表面缺陷层；ea 上一工序形位误差；b本工序装夹误差。无心磨床磨外圆无心磨床磨外圆 研磨、抛

46、光平面研磨、抛光平面RyHaeab最小加工余量构成1 1）上工序留下的表面粗糙度值）上工序留下的表面粗糙度值R Ry y和表面缺陷和表面缺陷 层深度层深度H Ha a 本工序必须把上工序留下的表面粗糙度和表面缺陷层本工序必须把上工序留下的表面粗糙度和表面缺陷层 全部切去，因此本工序余量必须包括这两项因素。全部切去，因此本工序余量必须包括这两项因素。2 2）上工序的尺寸公差）上工序的尺寸公差T Ta a 上工序加工表面存在形状误差，如平面度、圆柱度等，上工序加工表面存在形状误差，如平面度、圆柱度等，其总和不超过其总和不超过Ta ，为使本工序能切去这些误差，工序为使本工序能切去这些误差，工序 余量

47、应包括余量应包括Ta项。项。（2 2）影响加工余量的因素影响加工余量的因素3 3）上工序留下的空间位置误差）上工序留下的空间位置误差 ea工件上有些形位误差未包括在尺寸公差范围之内工件上有些形位误差未包括在尺寸公差范围之内,在确定在确定加工余量时，须考虑它们的影响，否则将无法去除上工序加工余量时，须考虑它们的影响，否则将无法去除上工序留下的表面缺陷层。留下的表面缺陷层。4 4）本工序的装夹误差）本工序的装夹误差1）计算法）计算法 掌握影响加工余量的各种因素具体数据的条件下，掌握影响加工余量的各种因素具体数据的条件下，计算法比较科学，但目前统计资料较少。计算法比较科学，但目前统计资料较少。2）经

48、验估计法）经验估计法 为避免出现废品，估计余量一般偏大，用于单件小为避免出现废品，估计余量一般偏大，用于单件小 批生产。批生产。3）查表法）查表法 以生产实践和实验研究为基础制成数据表格，查表以生产实践和实验研究为基础制成数据表格，查表 并结合实际情况加以修正。查表法确定加工余量，并结合实际情况加以修正。查表法确定加工余量，方法简便，较接近实际，应用广泛。方法简便，较接近实际，应用广泛。（3 3）加工余量的确定加工余量的确定确定工序尺寸一般方法确定工序尺寸一般方法1）确定各工序加工余量；2）从最终加工工序开始，即从设计尺寸开始，逐次加上（对于被包容面）或减去（对于包容面）每道工序的加工余量，可

49、分别得到各工序的基本尺寸；3）除最终加工工序取设计尺寸公差外，其余各工序按各自采用的加工方法所对应的加工经济精度确定工序尺寸公差；4）除最终工序外，其余各工序按“入体原则”标注工序尺寸公差；5）毛坯余量通常由毛坯图给出，故第1工序余量由计算确定。工序尺寸与公差确定工序尺寸与公差确定轴径工序尺寸及公差的确定 研磨 0.01 50 5 Ra 0.04 精磨 0.1 500.01=50.01 6 Ra 0.16 粗磨 0.3 50.010.1=50.11 8 Ra 1.25半精车 1.1 50.110.3=50.41 11 Ra 5 粗车 4.49 50.411.1=51.51 13 Ra 16 毛

50、坯孔 55.514.49=56 2工序名称加工余量工序基本尺寸加工经济精度(IT)工序尺寸及公差表面 粗糙度 轴径加工，要求直径50mm，精度IT5，表面粗糙度Ra0.04m，高频淬火，毛坯锻件。加工过程：粗车半精车高频淬火粗磨精磨研磨【例】主轴孔工序尺寸及公差的确定浮动镗 0.1 100 7 Ra 0.8 精镗 0.5 100-0.1=99.9 8 Ra 1.6半精镗 2.4 99.9-0.5=99.4 10 Ra 3.2 粗镗 5 99.4-2.4=97 12 Ra 6.3 毛坯孔 100-8=92工序名称加工余量工序基本尺寸加工经济精度(IT)工序尺寸及公差表面 粗糙度 主轴孔工序尺寸及