(中职)数控机床加工技术第2章教学课件.ppt
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1、YCF正版可修改PPT(中职)数控机床加工技术第2章教学课件第第2章数控加工工艺章数控加工工艺第一节数控加工工艺的基础知识第一节数控加工工艺的基础知识第二节数控加工工艺分析第二节数控加工工艺分析第三节数控加工刀具和机床夹具第三节数控加工刀具和机床夹具第四节数控加工工艺路线的确定和工艺文第四节数控加工工艺路线的确定和工艺文件的编制件的编制第一节数控加工工艺的基础知识第一节数控加工工艺的基础知识数控加工工艺的特点数控加工工艺的特点数控加工与普通机床加工在方法与内容上有许多不同之处,最数控加工与普通机床加工在方法与内容上有许多不同之处,最大的不同表现在控制方式上。大的不同表现在控制方式上。数控加工工
2、艺的内容十分具体数控加工工艺的内容十分具体数控加工的工艺处理相当严密数控加工的工艺处理相当严密返回下一页第一节数控机床的产生和发展趋势第一节数控机床的产生和发展趋势数控加工工艺的主要内容数控加工工艺的主要内容编程是实现数控加工的重要工作之一。除厂编程之外,数控加编程是实现数控加工的重要工作之一。除厂编程之外,数控加工还包括编程前必须要做的一系列工艺准备工作及编程后的后工还包括编程前必须要做的一系列工艺准备工作及编程后的后置处理工作。一般来说,数控加工工艺主要包括以下几个方面置处理工作。一般来说,数控加工工艺主要包括以下几个方面的内容的内容:通过数控加工的适应性分析,选择并确定进行数控加工的零件
3、通过数控加工的适应性分析,选择并确定进行数控加工的零件的内容的内容;结合加工表面的特点和数控设备的功能对零件进行数控加工的结合加工表面的特点和数控设备的功能对零件进行数控加工的工艺分析,明确加工内容和技术要求,在此基础上确定零件的工艺分析,明确加工内容和技术要求,在此基础上确定零件的加工方案,划分和安排加工工序加工方案,划分和安排加工工序;设计数控加工工序设计数控加工工序(如工步的划分、零件的定位、夹具与刀具的如工步的划分、零件的定位、夹具与刀具的选择、切削用量的确定等选择、切削用量的确定等);下一页返回上一页第一节数控加工工艺的基础知识第一节数控加工工艺的基础知识选择对刀点、换刀点的位置,确
4、定加工路线,考虑刀具的补选择对刀点、换刀点的位置,确定加工路线,考虑刀具的补偿偿;根据编程的需要,对零件图形进行数学处理和计算根据编程的需要,对零件图形进行数学处理和计算;编写加工程序单编写加工程序单(自动编程时为源程序,由计算机自动生成目自动编程时为源程序,由计算机自动生成目标程序标程序加工程序加工程序);按程序单制作控制介质按程序单制作控制介质(如穿孔纸带、磁带、磁盘等如穿孔纸带、磁带、磁盘等);检验与修改加工程序检验与修改加工程序;首件试加工以进一步修改加工程序,并对现场问题进行处理首件试加工以进一步修改加工程序,并对现场问题进行处理;编制数控加工工艺技术文件编制数控加工工艺技术文件(如
5、数控加工工序卡,程序说明卡,如数控加工工序卡,程序说明卡,走刀路线图等走刀路线图等)。下一页上一页返回第一节数控加工工艺的基础知识第一节数控加工工艺的基础知识数控加工工艺的适应性数控加工工艺的适应性根据数控加工的优缺点及国内外大量应用实践,一般可按适根据数控加工的优缺点及国内外大量应用实践,一般可按适应程度将零件分为下列三类应程度将零件分为下列三类:最适应类最适应类形状复杂、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产品质量的零件。加工但很难保证产品质量的零件。能用数学模型描述的复杂曲线或曲面轮廓零件。能用数学模型描述的复杂曲线
6、或曲面轮廓零件。具有难测量、难控制进给、难控制尺寸的不开敞内腔的壳体具有难测量、难控制进给、难控制尺寸的不开敞内腔的壳体或盒形零件。或盒形零件。必须在一次装夹中合并完成铣、锁必须在一次装夹中合并完成铣、锁,惚、铰或攻螺纹等多工序惚、铰或攻螺纹等多工序的零件。的零件。下一页上一页返回第一节数控加工工艺的基础知识第一节数控加工工艺的基础知识较适应类较适应类在普通机床上加工时极易受人为因素在普通机床上加工时极易受人为因素(如情绪波动、体力强弱、如情绪波动、体力强弱、技术水平高低等技术水平高低等)干扰、零件价值又高、一旦质量失控便造成干扰、零件价值又高、一旦质量失控便造成重大经济损失的零件。重大经济损
7、失的零件。在普通机床上加工时必须制造复杂的专用工装的零件。在普通机床上加工时必须制造复杂的专用工装的零件。需要多次更改设计后才能定型的零件。需要多次更改设计后才能定型的零件。在普通机床上加工需要作长时间调整的零件。在普通机床上加工需要作长时间调整的零件。用普通机位加工时生产率很低或体力劳动强度很大的零件。用普通机位加工时生产率很低或体力劳动强度很大的零件。下一页上一页返回第一节数控加工工艺的基础知识第一节数控加工工艺的基础知识不适应类不适应类生产批量大的零件生产批量大的零件(当然不排除其中个别工序用数控机床加工当然不排除其中个别工序用数控机床加工)。需要通过较长占机时间调整加工内容需要通过较长
8、占机时间调整加工内容(如如:以毛坯的粗基准定位以毛坯的粗基准定位来加工第一个精基准的工序等来加工第一个精基准的工序等)。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。上一道工序加工余量很不稳定的零件。上一道工序加工余量很不稳定的零件。必须用特定的工艺装备协调加工的零件必须用特定的工艺装备协调加工的零件(如必须按专用工装协如必须按专用工装协调的孔及采集编程用的数据有困难的零件调的孔及采集编程用的数据有困难的零件)。按某些特定的制造依据按某些特定的制造依据(如样板、样件、模胎等如样板、样件、模胎等)加工的型面轮加工的型面轮廓廓(主要原因是取数据难,易与
9、检验依据发生矛盾,增加编程主要原因是取数据难,易与检验依据发生矛盾,增加编程难度难度)。上一页返回第二节数控加工工艺分析第二节数控加工工艺分析被加工对象的工艺分析被加工对象的工艺分析为了减少失误和返工,在选择和决定数控加工内容、制定零为了减少失误和返工,在选择和决定数控加工内容、制定零件加工工艺的过程中,编程人员应根据数控加工基本特点及件加工工艺的过程中,编程人员应根据数控加工基本特点及所用数控机床的功能和实际工作经验,对零件图进行工艺性所用数控机床的功能和实际工作经验,对零件图进行工艺性分析。分析。被加工对象轮廓要素分析被加工对象轮廓要素分析被加工对象的尺寸分析被加工对象的尺寸分析被加工对象
10、的基准分析被加工对象的基准分析被加工对象的结构工艺性分析被加工对象的结构工艺性分析零件的结构设计与数控加工的工艺性零件的结构设计与数控加工的工艺性下一页返回第二节数控加工工艺分析第二节数控加工工艺分析数控加工工艺方案的确定数控加工工艺方案的确定确定加工方案时,首先应根据主要表面的精度和表面粗糙度确定加工方案时,首先应根据主要表面的精度和表面粗糙度的要求,初步确定为达到这些要求所需要的加工方法。零件的要求,初步确定为达到这些要求所需要的加工方法。零件上精度较高表面的加工,常常是通过粗加工、半精加工和精上精度较高表面的加工,常常是通过粗加工、半精加工和精加工逐步达到的。例如,对于孔径不大的加工逐步
11、达到的。例如,对于孔径不大的IT7级精度的孔,最级精度的孔,最终加工方法取精铰时,则精铰孔前通常要经过钻孔、扩孔和终加工方法取精铰时,则精铰孔前通常要经过钻孔、扩孔和粗铰孔等加工。但对这些表面仅仅根据质量要求选择相应的粗铰孔等加工。但对这些表面仅仅根据质量要求选择相应的最终加工方法是不够的,还应正确地确定从毛坯到最终成形最终加工方法是不够的,还应正确地确定从毛坯到最终成形的加工方案。的加工方案。表表2-1列出了孔的钻、锁、铰等几种加工方法所列出了孔的钻、锁、铰等几种加工方法所能达到的精度等级,仅供参考。能达到的精度等级,仅供参考。下一页上一页返回第二节数控加工工艺分析第二节数控加工工艺分析数控
12、加工方法的选择数控加工方法的选择加工方法的选择原则是保证加工表面的加工精度和表面粗糙加工方法的选择原则是保证加工表面的加工精度和表面粗糙度的要求。由于获得同一级精度及表面粗糙度的加工方法有度的要求。由于获得同一级精度及表面粗糙度的加工方法有许多,因而在实际选择时,要结合零件的形状、尺寸大小和许多,因而在实际选择时,要结合零件的形状、尺寸大小和热处理要求等全面考虑。此外,还应考虑生产率和经济性的热处理要求等全面考虑。此外,还应考虑生产率和经济性的要求,以及工厂的生产设备等实际情况。要求,以及工厂的生产设备等实际情况。孔系零件的加工孔系零件的加工这类零件孔数较多,孔间位置精度要求较高,宜用直线控制
13、这类零件孔数较多,孔间位置精度要求较高,宜用直线控制的数控钻与镗床加工。的数控钻与镗床加工。下一页上一页返回第二节数控加工工艺分析第二节数控加工工艺分析旋转体零件的加工旋转体零件的加工这类零件适用于数控车床或数控磨床加工。这类零件适用于数控车床或数控磨床加工。模具型腔的加工模具型腔的加工一般情况下,该类零件型腔表面复杂、不规则,表面质量及一般情况下,该类零件型腔表面复杂、不规则,表面质量及尺寸精度要求高,且常采用硬、韧的难加工材料,此时可考尺寸精度要求高,且常采用硬、韧的难加工材料,此时可考虑选用数控电火花机床成形加工。虑选用数控电火花机床成形加工。平面与曲面轮廓零件的加工平面与曲面轮廓零件的
14、加工平面轮廓零件的轮廓多由直线和圆弧组成,一般在平面轮廓零件的轮廓多由直线和圆弧组成,一般在2轴联动的轴联动的铣床上加工。铣床上加工。下一页上一页返回第二节数控加工工艺分析第二节数控加工工艺分析平板形零件的加工平板形零件的加工该类零件可选择数控电火花线切割机床加工。该类零件可选择数控电火花线切割机床加工。板材零件的加工板材零件的加工这类零件可根据零件形状考虑采用数控剪板机,数控板料折这类零件可根据零件形状考虑采用数控剪板机,数控板料折弯机及数控冲压机加工。弯机及数控冲压机加工。上一页返回第三节数控加工刀具和机床夹具第三节数控加工刀具和机床夹具数控加工刀具数控加工刀具切削用量的确定切削用量的确定
15、数控切削用量主要包括背吃刀量、主轴转速及进给速度等。数控切削用量主要包括背吃刀量、主轴转速及进给速度等。对车、铣、钻、铰、锁孔与攻螺纹等的不同切削用量都应编对车、铣、钻、铰、锁孔与攻螺纹等的不同切削用量都应编入加工程序。入加工程序。数控机械加工的背吃刀量、切削速度和进给速度的确定原则数控机械加工的背吃刀量、切削速度和进给速度的确定原则如下如下:切削速度提高切削速度是提高生产率的一个措施。但切削速切削速度提高切削速度是提高生产率的一个措施。但切削速度与刀具耐用度的关系比较密切,随着切削速度的增大,刀度与刀具耐用度的关系比较密切,随着切削速度的增大,刀具的耐用度将急剧下降。故切削速度的选择主要取决
16、于刀具具的耐用度将急剧下降。故切削速度的选择主要取决于刀具耐用度。耐用度。下一页返回第三节数控加工刀具和机床夹具第三节数控加工刀具和机床夹具进给速度进给速度应根据零件的加工精度和表面粗糙度要求进给速度进给速度应根据零件的加工精度和表面粗糙度要求以及刀具和工件材料来选择。以及刀具和工件材料来选择。背吃刀量在机床、工件和刀具的刚度允许的情况下,背吃刀背吃刀量在机床、工件和刀具的刚度允许的情况下,背吃刀量等于加工余量。这是提高生产率的一个有效措施。量等于加工余量。这是提高生产率的一个有效措施。确定对刀点与换刀点确定对刀点与换刀点对刀点就是刀具相对于工件运动的起点。在编程时不管实际对刀点就是刀具相对于
17、工件运动的起点。在编程时不管实际上是刀具相对工件移动,还是工件相对刀具移动,都是把工上是刀具相对工件移动,还是工件相对刀具移动,都是把工件看做静止,而刀具在运动。对刀点可以设在被加下零件上,件看做静止,而刀具在运动。对刀点可以设在被加下零件上,也可以设在与零件定位基准有固定尺寸联系的夹具上的某一也可以设在与零件定位基准有固定尺寸联系的夹具上的某一位置。选择对刀点时要考虑到找正容易,编程方便,对刀误位置。选择对刀点时要考虑到找正容易,编程方便,对刀误差小,加工时检查方便、可靠。具体选择原则如下差小,加工时检查方便、可靠。具体选择原则如下:下一页上一页返回第三节数控加工刀具和机床夹具第三节数控加工
18、刀具和机床夹具对刀点应尽量选在零件的设计基准或工艺基准上对刀点应尽量选在零件的设计基准或工艺基准上对刀点应选在便于观察、检测和对刀方便的位置上对刀点应选在便于观察、检测和对刀方便的位置上对于建立了绝对坐标系的数控机床,对刀点最好选在该坐标对于建立了绝对坐标系的数控机床,对刀点最好选在该坐标系系.的原点上,或者选在已知坐标值的点上,以便于坐标值的的原点上,或者选在已知坐标值的点上,以便于坐标值的计算,对刀误差可以通过试切加工结果进行调整计算,对刀误差可以通过试切加工结果进行调整下一页上一页返回第三节数控加工刀具和机床夹具第三节数控加工刀具和机床夹具数控机床夹具数控机床夹具数控机床是先进的高精度、
19、高效率、高自动化程度的加工设数控机床是先进的高精度、高效率、高自动化程度的加工设备。为了充分、有效地发挥数控机床本身的效能,要求工件备。为了充分、有效地发挥数控机床本身的效能,要求工件的定位夹紧装置能满足数控机床的要求,即具有高精度、高的定位夹紧装置能满足数控机床的要求,即具有高精度、高效率和高自动化程度。效率和高自动化程度。数控机床夹具的设计要求数控机床夹具的设计要求空间要求数控机床能一次安装工件后加工多个表面,因此要空间要求数控机床能一次安装工件后加工多个表面,因此要求夹具能在空间上满足各刀具均有可能接近所有待加工表面。求夹具能在空间上满足各刀具均有可能接近所有待加工表面。此外,夹具也应不
20、与机床有任何干涉。此外,夹具也应不与机床有任何干涉。快速重调要求,在更换加工工件时,要求夹具具有快速重调快速重调要求,在更换加工工件时,要求夹具具有快速重调或更换定位夹紧元件的功能。将夹具设计成能在机床工作区或更换定位夹紧元件的功能。将夹具设计成能在机床工作区外也可作工件更换外也可作工件更换下一页上一页返回第三节数控加工刀具和机床夹具第三节数控加工刀具和机床夹具定位要求工件在夹具中应完全定位,且工件的基准相对于机定位要求工件在夹具中应完全定位,且工件的基准相对于机床原点应有严格的确定位置,夹具在机床上也应完全定位,床原点应有严格的确定位置,夹具在机床上也应完全定位,夹具上的每个定位面相对机床原
21、点均应有精确的坐标尺寸,夹具上的每个定位面相对机床原点均应有精确的坐标尺寸,以满足在数控加工中定位和安装的要求。以满足在数控加工中定位和安装的要求。精度要求由于数控机床具有连续多型面自动加工的特点,所精度要求由于数控机床具有连续多型面自动加工的特点,所以对数控机床夹具的要求比一般机床夹具精度与刚度都高,以对数控机床夹具的要求比一般机床夹具精度与刚度都高,这样可减少工件在夹具中的定位误差、夹紧误差及粗加工中这样可减少工件在夹具中的定位误差、夹紧误差及粗加工中的变形误差。的变形误差。下一页上一页返回第三节数控加工刀具和机床夹具第三节数控加工刀具和机床夹具夹具的选择要求夹具的选择要求数控加工的特点对
22、夹具提出厂两个基本要求数控加工的特点对夹具提出厂两个基本要求:一是要保证夹具一是要保证夹具的坐标方向与机床的坐标方向相对固定的坐标方向与机床的坐标方向相对固定;二是能协调零件与机二是能协调零件与机床坐标系的尺寸。除此之外,尚需考虑下列几点床坐标系的尺寸。除此之外,尚需考虑下列几点:当零件加工批量小时,尽量采用组合夹具、可调式夹具及其当零件加工批量小时,尽量采用组合夹具、可调式夹具及其他通用夹具他通用夹具;当成批生产时,考虑采用专用夹具,但应力求结构简单当成批生产时,考虑采用专用夹具,但应力求结构简单;夹具尽量要开敞,其定位、夹紧机构元件不能影响加工中的夹具尽量要开敞,其定位、夹紧机构元件不能影
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