1.1 加工基础.ppt

1、数控加工工艺与编程数控加工工艺与编程课课 程程 目目 录录第一章数控加工工艺基础第一章数控加工工艺基础第二章数控编程基础第二章数控编程基础第三章数控车床加工及其程序编制第三章数控车床加工及其程序编制第四章数控铣床和加工中心加及其程序编制第四章数控铣床和加工中心加及其程序编制第五章数控电火花线切割加工第五章数控电火花线切割加工第六章宏程序在数控编程中的应用第六章宏程序在数控编程中的应用第第1章章 数控加工工艺基础数控加工工艺基础1.11.1数控加工数控加工1.21.2机械加工精度机械加工精度1.31.3机械加工表面质量机械加工表面质量1.41.4工件定位与夹紧工件定位与夹紧1.5 1.5 数控加

2、工工艺分析与设计数控加工工艺分析与设计 1.6 1.6 数控加工工艺文件的编制数控加工工艺文件的编制1.7 1.7 刀具及夹具刀具及夹具数控加工：数控加工：1.1 数控加工数控加工 根据零件图样及工艺要求等原始条件编根据零件图样及工艺要求等原始条件编制零件数控加工程序，并输入到数控机床的制零件数控加工程序，并输入到数控机床的数控系统，以控制数控机床中刀具与工件的数控系统，以控制数控机床中刀具与工件的相对运动，从而完成零件的加工。相对运动，从而完成零件的加工。1.1 数控加工数控加工一、数控加工的特点一、数控加工的特点1.适应性强适应性强2.精度高、质量稳定精度高、质量稳定3.生产效率高生产效率

3、高4.操作者的劳动强度减轻操作者的劳动强度减轻5.良好的经济效益良好的经济效益6.有利于生产管理的现代化有利于生产管理的现代化7.易于建立计算机通信网络易于建立计算机通信网络8.价格较贵，调试和维修需专门的技术人员价格较贵，调试和维修需专门的技术人员1.1 数控加工数控加工二、数控加工对象二、数控加工对象1.多品种、多规格、中小批量的零件生产，新产多品种、多规格、中小批量的零件生产，新产 品的试生产；品的试生产；2.加工精度、表面粗糙度要求高的零件；加工精度、表面粗糙度要求高的零件；3.形状、结构复杂，具有复杂曲线、曲面轮廓的形状、结构复杂，具有复杂曲线、曲面轮廓的 零件；零件；4.加工中的错

4、误会造成浪费严重的贵重零件；加工中的错误会造成浪费严重的贵重零件；5.在加工过程中，必须进行多种加工的零件；在加工过程中，必须进行多种加工的零件；6.在普通机床上加工生产效率低，劳动强度大，在普通机床上加工生产效率低，劳动强度大，质量难以稳定控制的零件；质量难以稳定控制的零件；1.1 数控加工数控加工三、数控加工的步骤三、数控加工的步骤1.2 机械加工精度机械加工精度概念：指零件加工后的实际几何参数与理想概念：指零件加工后的实际几何参数与理想 几何参数相符合的程度几何参数相符合的程度 加工精度加工精度 加工误差加工误差尺寸精度尺寸精度形状精度形状精度位置精度位置精度1.2 机械加工精度机械加工

5、精度一、影响机械加工精度的主要因素一、影响机械加工精度的主要因素工艺系统：工艺系统：机械加工中由机床、夹具、刀具机械加工中由机床、夹具、刀具 和工件组成的统一体和工件组成的统一体系统误差：系统误差：工艺系统中凡是能直接引起加工工艺系统中凡是能直接引起加工 误差的因素误差的因素。工艺系统热变形工艺系统热变形1.2 机械加工精度机械加工精度二、提高机械加工精度的工艺措施二、提高机械加工精度的工艺措施（1）减少误差法减少误差法（2）误差补偿法误差补偿法（3）误差分组法误差分组法（4）误差转移法误差转移法（5）“就地加工就地加工”法法（6）均化误差法均化误差法1.3 机械加工表面质量机械加工表面质量含

6、义：指机械零件加工后表面层的微观几何形状误差含义：指机械零件加工后表面层的微观几何形状误差和物理、化学及力学性能。有两部分：和物理、化学及力学性能。有两部分：表面层的几何特性表面层的几何特性 表面粗糙度：表面粗糙度：是指表面微观几何形状误差，其波高与波长的比是指表面微观几何形状误差，其波高与波长的比值在值在L1/H150的范围内。的范围内。表面纹理方向：表面纹理方向：取决于加工方法及主运动和进给运动的关系取决于加工方法及主运动和进给运动的关系伤痕：伤痕：砂眼、气孔、裂痕和划痕砂眼、气孔、裂痕和划痕表面层的物理机械性能表面层的物理机械性能表面层冷作硬化（简称冷硬）：表面层冷作硬化（简称冷硬）：零

7、件在机械加工中表面层金属产生强烈的冷态塑零件在机械加工中表面层金属产生强烈的冷态塑性变形后，引起的强度和硬度都有所提高的现象。性变形后，引起的强度和硬度都有所提高的现象。表面层金相组织的变化：表面层金相组织的变化：由于切削热引起工件表面温升过高，表面层金属由于切削热引起工件表面温升过高，表面层金属发生金相组织变化的现象。发生金相组织变化的现象。表面层残余应力：表面层残余应力：由于加工过程中切削变形和切削热的影响，工件由于加工过程中切削变形和切削热的影响，工件表面层产生残余应力。表面层产生残余应力。1.3 机械加工表面质量机械加工表面质量提高机械加工表面质量的工艺措施提高机械加工表面质量的工艺措

8、施1.选择合理的切削用量 2.选择适当的刀具几何参数3.改善工件材料的性能 4.选择合适的切削液 5.选择合理的刀具材料 6.防止或减小工艺系统的振动1.3 机械加工表面质量机械加工表面质量1.4 工件的定位与夹紧工件的定位与夹紧一、工件定位的基本原理一、工件定位的基本原理 工件的安装有两个含义即定位和夹紧工件的安装有两个含义即定位和夹紧定位就是限制自由度定位就是限制自由度二、工件定位的几种情况二、工件定位的几种情况 1.完全定位完全定位2.不完全定位不完全定位3.欠定位欠定位4.过定位过定位1.4 工件的定位与夹紧工件的定位与夹紧0.1AB3 00.12 00.0 56.36 00-0.2A

9、5 0YX6.36.30.1B三、常见定位方式及定位元件三、常见定位方式及定位元件 1.工件以平面定位工件以平面定位(1)(1)固定支承固定支承固定支承有支承钉和支承板两种形式 (2)(2)可调支承可调支承支承点位置可以调整的支承称为可调支承。1.4 工件的定位与夹紧工件的定位与夹紧(4)(4)辅助支承辅助支承 辅助支承是在工件定位后才参与支承的元件，其高度是由工件确定的，因此它不起定位作用，但辅助支承锁紧后就成为固定支承，能承受切削力。(3)(3)浮动支承（自位支承）浮动支承（自位支承）自位支承在定位过程中，支承本身可以随工件定位基准面的变化而自动调整并与之相适应。自位支承常用于毛坯表面、断

10、续表面、阶梯表面的定位以及有角度误差的平面定位。1.4 工件的定位与夹紧工件的定位与夹紧2.2.工件以圆柱孔定位工件以圆柱孔定位(1)(1)定位销定位销 圆柱定位销通常限制工件的2个移动自由度。1.4 工件的定位与夹紧工件的定位与夹紧(2)(2)心轴心轴(3)(3)圆锥销圆锥销1.4 工件的定位与夹紧工件的定位与夹紧3.3.工件以外圆表面定位工件以外圆表面定位1.4 工件的定位与夹紧工件的定位与夹紧4.4.定位表面的组合定位表面的组合平面与平面的组合，平面与圆孔的组合，平面与外圆表面的组合，平面与其它表面的组合，锥面与锥面的组合等。1.4 工件的定位与夹紧工件的定位与夹紧1.4 工件的定位与夹

11、紧工件的定位与夹紧1.4 工件的定位与夹紧工件的定位与夹紧1.4 工件的定位与夹紧工件的定位与夹紧1.4 工件的定位与夹紧工件的定位与夹紧四、工件的夹紧四、工件的夹紧1.加紧装置的组成：力源、传力机构和加紧元件加紧装置的组成：力源、传力机构和加紧元件2.工件的装夹注意事项工件的装夹注意事项3.选择夹具的基本原则选择夹具的基本原则单件小批量单件小批量成批生产成批生产辅助时间辅助时间满足加工精度满足加工精度夹具结构夹具结构1.4 工件的定位与夹紧工件的定位与夹紧1.5 数控加工工艺分析与设计数控加工工艺分析与设计一、数控加工工艺的主要内容一、数控加工工艺的主要内容1.选择适合在数控机床上加工的零件

12、，确定数控选择适合在数控机床上加工的零件，确定数控 加工内容加工内容2.对被加工零件的图样进行工艺分析，明确加工对被加工零件的图样进行工艺分析，明确加工内容及技术要求，并根据数控编程的要求对零件内容及技术要求，并根据数控编程的要求对零件图作图作数学处理数学处理3.确定零件的加工方案，设计确定零件的加工方案，设计数控加工工艺路线数控加工工艺路线4.具体进行工序设计具体进行工序设计5.特殊工艺问题，如对刀点、换刀点的选择，刀特殊工艺问题，如对刀点、换刀点的选择，刀具补偿等具补偿等6.编制工艺文件编制工艺文件注意的问题：注意的问题：1.数控加工工序与普通工序的衔接数控加工工序与普通工序的衔接2.数控

13、加工工艺内容要十分明确而具体数控加工工艺内容要十分明确而具体3.数控加工工艺要相当准确而严密数控加工工艺要相当准确而严密1.5 数控加工工艺分析与设计数控加工工艺分析与设计二、数控加工工艺分析二、数控加工工艺分析（一）数控加工内容的选择（一）数控加工内容的选择适合数控加工：适合数控加工：普通机床无法加工的内容；通用普通机床无法加工的内容；通用机床难加工，质量难保证；通用机床加工效率低、机床难加工，质量难保证；通用机床加工效率低、人工操作劳动强度大。人工操作劳动强度大。不适合数控加工：不适合数控加工：占机调整时间长的加工内容；占机调整时间长的加工内容；加工余量大、而又不均匀的粗加工；加工部位分加

14、工余量大、而又不均匀的粗加工；加工部位分散，不能在一次安装中完成加工的零件表面。散，不能在一次安装中完成加工的零件表面。1.5 数控加工工艺分析与设计数控加工工艺分析与设计（二）数控加工的零件图样分析（二）数控加工的零件图样分析1.零件图的完整性和正确性分析零件图的完整性和正确性分析2.零件的技术要求分析零件的技术要求分析3.零件材料分析零件材料分析4.零件尺寸标注分析零件尺寸标注分析（三）零件的结构工艺性分析（三）零件的结构工艺性分析 零件在满足使用性能的前提下，制造的可行性零件在满足使用性能的前提下，制造的可行性和加工的经济性。和加工的经济性。1.5 数控加工工艺分析与设计数控加工工艺分析

15、与设计三、数控加工工艺设计三、数控加工工艺设计 数控加工工艺设计主要包括数控加工工艺设计主要包括定位基准的选择定位基准的选择，各表面加工方法及步骤的确定各表面加工方法及步骤的确定，加工阶段的划分加工阶段的划分，加工顺序的安排和工序集中与分散的程度加工顺序的安排和工序集中与分散的程度等问题。等问题。直接影响机械加工质量、生产效率和经济性直接影响机械加工质量、生产效率和经济性1.5 数控加工工艺分析与设计数控加工工艺分析与设计（一）毛坯种类及选择（一）毛坯种类及选择常用毛坯的种类有铸、锻、压制、常用毛坯的种类有铸、锻、压制、冲压、焊接、型材和板材等冲压、焊接、型材和板材等。毛坯种类毛坯种类铸件铸件

16、适用于形状复杂的毛坯。薄壁零件，适用于形状复杂的毛坯。薄壁零件，不可用砂型铸造；尺寸大的铸件宜用不可用砂型铸造；尺寸大的铸件宜用砂型铸造；中、小型零件可用较先进砂型铸造；中、小型零件可用较先进的铸造方法的铸造方法锻件锻件适用于强度较高、形状较简单的零适用于强度较高、形状较简单的零件。尺寸大的零件一般用自由锻；件。尺寸大的零件一般用自由锻；中、小型零件选模锻；形状复杂的中、小型零件选模锻；形状复杂的钢质零件不宜自由锻钢质零件不宜自由锻1.5 数控加工工艺分析与设计数控加工工艺分析与设计热轧型材的尺寸较大，精度低，热轧型材的尺寸较大，精度低，多用作一般零件的毛坯；冷轧材多用作一般零件的毛坯；冷轧材

17、尺寸较小，精度较高，多用于毛尺寸较小，精度较高，多用于毛坯精度要求较高的中、小零件，坯精度要求较高的中、小零件，适用于自动机床加工适用于自动机床加工对于大件来说，焊接件简单、方便，对于大件来说，焊接件简单、方便，特别是单件小批生产可大大缩短生特别是单件小批生产可大大缩短生产周期。但焊接后变形大，需经时产周期。但焊接后变形大，需经时效处理效处理适用于形状复杂的板料零件，多用适用于形状复杂的板料零件，多用于中、小尺寸件的大批大量生产于中、小尺寸件的大批大量生产焊接件焊接件冷冲压件冷冲压件毛坯种类毛坯种类型材型材1.5 数控加工工艺分析与设计数控加工工艺分析与设计大型齿轮毛坯 连杆毛坯毛坯种类选毛坯

18、种类选择的依据择的依据零件材料及机械性能零件材料及机械性能零件的结构形状和外形尺寸零件的结构形状和外形尺寸 生产类型生产类型 具体生产条件具体生产条件1.5 数控加工工艺分析与设计数控加工工艺分析与设计（二）定位基准的选择（二）定位基准的选择1.基准的概念及分类基准的概念及分类零件上用来确定其它点、线、面的位置所依据的点、线、面零件上用来确定其它点、线、面的位置所依据的点、线、面设计基准设计基准工序基准工序基准定位基准定位基准测量基准测量基准装配基准装配基准工艺基准工艺基准1.5 数控加工工艺分析与设计数控加工工艺分析与设计2.定位基准的选择定位基准的选择应采用同一组基准应采用同一组基准定位加

19、工零件上尽定位加工零件上尽可能多的表面，就可能多的表面，就是基准统一原则。是基准统一原则。当对工件上两个相当对工件上两个相互位置精度要求很互位置精度要求很高的表面进行加工高的表面进行加工时，需要用两个表时，需要用两个表面互相作为基准，面互相作为基准，反复进行加工，以反复进行加工，以保证位置精度要求保证位置精度要求应先精基准，再粗基准。应先精基准，再粗基准。1 1精基准的选择原则精基准的选择原则(1)(1)基准重合原则基准重合原则,图图(2)(2)基准统一原则基准统一原则,概念概念 (3)(3)自为基准原则自为基准原则(4)(4)互为基准原则互为基准原则,概念概念(5)(5)便于装夹原则便于装夹

20、原则定位基准的选择原则：定位基准的选择原则：1.5 数控加工工艺分析与设计数控加工工艺分析与设计重要表面一般是重要表面一般是工件上加工精度工件上加工精度以及表面质量要以及表面质量要求较高的表面求较高的表面(1)(1)选择选择重要表面重要表面为粗基准为粗基准,图图(2)(2)选择选择不加工表面不加工表面为粗基准为粗基准,图图(3)(3)选择选择加工余量最小的表面加工余量最小的表面为粗基准为粗基准 (4)(4)选择选择较为平整光洁、加工面积较大的表面较为平整光洁、加工面积较大的表面为粗基准为粗基准 (5)(5)粗基准在同一尺寸方向上只能使用一次粗基准在同一尺寸方向上只能使用一次 2 2粗基准选择原

21、则粗基准选择原则1.5 数控加工工艺分析与设计数控加工工艺分析与设计（三）表面加工方法的选择（三）表面加工方法的选择1.外圆加工方案外圆加工方案1.5 数控加工工艺分析与设计数控加工工艺分析与设计精细车精细车IT6IT5IT6IT5Ra0.40.2Ra0.40.2精车精车IT8IT7IT8IT7Ra1.60.8Ra1.60.8半精车半精车IT10-IT9IT10-IT9Ra6.3-3.2Ra6.3-3.2粗车粗车IT13-IT11IT13-IT11Ra50-12.5Ra50-12.5车削类方案车削类方案粗车粗车IT13IT11Ra50-12.5IT13IT11Ra50-12.5精磨精磨IT6I

22、T5 Ra0.4-0.2IT6IT5 Ra0.4-0.2半精车半精车IT10IT9 Ra6.3-3.2IT10IT9 Ra6.3-3.2粗磨粗磨IT7IT6 Ra0.8-0.4IT7IT6 Ra0.8-0.4研磨研磨IT5IT3 Ra0.1-0.008IT5IT3 Ra0.1-0.008精细磨精细磨IT6IT5 Ra0.3-0.08IT6IT5 Ra0.3-0.08精车精车IT7IT6 Ra1.6-0.8IT7IT6 Ra1.6-0.8精细车精细车IT6IT5 Ra1.25-0.32IT6IT5 Ra1.25-0.32车磨类方案车磨类方案1.5 数控加工工艺分析与设计数控加工工艺分析与设计2.

23、2.孔的加工方案孔的加工方案1)1)钻钻 IT10IT10以上精度以上精度2)2)钻、镗类钻、镗类 钻粗镗半精镗精镗精细镗钻粗镗半精镗精镗精细镗 未淬硬钢件孔，特别是有色金属零件上的精加工未淬硬钢件孔，特别是有色金属零件上的精加工3)3)钻、扩、铰类钻、扩、铰类 钻扩粗铰精铰钻孔钻扩粗铰精铰钻孔未淬硬的孔、批量、小孔未淬硬的孔、批量、小孔4)4)钻、镗、磨类钻、镗、磨类 钻粗镗半精磨精磨研磨珩磨钻粗镗半精磨精磨研磨珩磨加工加工 淬硬和未淬硬钢件上的孔。不能用来精加工有色金属件淬硬和未淬硬钢件上的孔。不能用来精加工有色金属件5)5)钻、拉类钻、拉类 钻拉精拉钻拉精拉用于大批量生产中未淬硬钢件、结

24、构适于拉削的孔用于大批量生产中未淬硬钢件、结构适于拉削的孔6)6)特种加工特种加工 电火花加工等电火花加工等 淬火件淬火件 硬度高硬度高1.5 数控加工工艺分析与设计数控加工工艺分析与设计扩扩 IT10-9 IT10-9 Ra6.3-3.2Ra6.3-3.2钻钻IT13-11 Ra50-12.5IT13-11 Ra50-12.5粗磨粗磨IT8 Ra3.2-1.6IT8 Ra3.2-1.6拉拉IT9-IT7IT9-IT7Ra1.6-0.4Ra1.6-0.4粗粗 镗镗IT10-9 Ra6.3-3.2IT10-9 Ra6.3-3.2粗铰粗铰 IT9 IT8 IT9 IT8 Ra3.2-1.6Ra3.

25、2-1.6精铰精铰 IT7IT7Ra1.6-0.8Ra1.6-0.8精磨精磨IT8 Ra3.2-1.6IT8 Ra3.2-1.6半精磨半精磨IT7 Ra1.6-0.8IT7 Ra1.6-0.8精磨精磨IT7 Ra1.6-0.8IT7 Ra1.6-0.8精磨精磨IT7-6 Ra0.8-0.1IT7-6 Ra0.8-0.1精磨精磨IT6 Ra0.4-0.2IT6 Ra0.4-0.2手铰手铰IT6 Ra0.6-0.1IT6 Ra0.6-0.1精磨精磨IT7-6 Ra1.6-0.8IT7-6 Ra1.6-0.8精细磨精细磨IT6 Ra0.8-0.1IT6 Ra0.8-0.11.5 数控加工工艺分析与设

26、计数控加工工艺分析与设计3.3.平面加工方案平面加工方案1)粗刨或粗铣粗刨或粗铣：适于加工低精度的表面。2)粗铣（粗刨）粗铣（粗刨）精铣（精刨）精铣（精刨）刮研：刮研：适用于精度要求较高且未淬硬的平面。3)粗铣（粗刨）粗铣（粗刨）精铣（精刨）精铣（精刨）磨削：磨削：适用于精度要求较高且淬硬的平面。不宜加工塑性大的有色金属工件。4)粗铣粗铣半精铣半精铣高速精铣：高速精铣：适用于有色金属件的加工。5)粗车粗车精车：精车：主要用于轴套盘类零件的端面，大型盘类零件的端面。6)粗拉粗拉精拉：精拉：用于大批量生产中未淬硬的零件、结构适于拉 削的表面。1.5 数控加工工艺分析与设计数控加工工艺分析与设计拉拉

27、IT6 IT6 Ra0.8-0.2Ra0.8-0.2粗铣粗铣IT11 IT11 Ra50-12.5Ra50-12.5高速精铣高速精铣IT6 IT6 Ra0.8-0.2Ra0.8-0.2 刮研刮研IT5 IT5 Ra0.8-0.1Ra0.8-0.1宽刀精刨宽刀精刨IT6 IT6 Ra0.8-0.2Ra0.8-0.2车车IT11 IT11 Ra50-12.5Ra50-12.5 精精 铣铣IT7 IT7 Ra6.3-1.6Ra6.3-1.6精刨精刨IT7IT7Ra6.3-1.6Ra6.3-1.6研磨或超级光磨研磨或超级光磨IT4IT4Ra0.4-0.025Ra0.4-0.025磨磨IT6 IT6 R

28、a0.8-0.2Ra0.8-0.2粗刨粗刨IT11 IT11 Ra50-12.5Ra50-12.5平面加工方案框图平面加工方案框图1.5 数控加工工艺分析与设计数控加工工艺分析与设计（四）加工阶段的划分（四）加工阶段的划分1.粗加工阶段粗加工阶段2.半精加工阶段半精加工阶段3.精加工阶段精加工阶段4.光整加工阶段光整加工阶段5.超精密加工阶段超精密加工阶段1 1）为了保证加工质量。）为了保证加工质量。2 2）可以及早发现毛坯缺陷，以便及时报废或修补，）可以及早发现毛坯缺陷，以便及时报废或修补，避免继续加工造成浪费。避免继续加工造成浪费。3 3）可以合理使用机床设备。）可以合理使用机床设备。划分

29、加工阶段的原因有划分加工阶段的原因有1.5 数控加工工艺分析与设计数控加工工艺分析与设计（五）加工顺序的安排（五）加工顺序的安排消除组织的不均匀，消除组织的不均匀，细化晶粒，改善金细化晶粒，改善金属的加工性能属的加工性能 消除内应消除内应力、减少力、减少工件变形工件变形 消除内应力、改善加消除内应力、改善加工性能并能获得较好工性能并能获得较好的综合力学性能的综合力学性能 目的:提高零件的硬度和耐磨性 退火与正火退火与正火目的目的时效处理时效处理调质调质淬火淬火、渗碳淬火和渗氮、渗碳淬火和渗氮 目的目的目的目的先粗后精先粗后精 先主后次先主后次 先面后孔先面后孔 基面先行基面先行 (2)(2)热

30、处理工序的安排热处理工序的安排(1)(1)切削加工顺序的安排切削加工顺序的安排1.5 数控加工工艺分析与设计数控加工工艺分析与设计自检重要工序的前后送往外车间加工之前全部加工工序完成淬火工序之前全部加工工序完成检验去毛刺倒棱清洗防锈去磁和平衡辅辅助助工工序序1.5 数控加工工艺分析与设计数控加工工艺分析与设计基准先行先主后次先粗后精先面后孔切削加工工序切削加工工序热热处处理理工工序序预备热处理消除残余应力处理最终热处理表面装饰性镀层和发兰处理一般安排在粗加工前粗加工、半精加工和精加工之间一般安排在精加工前一般都安排在机械加工完毕后1.5 数控加工工艺分析与设计数控加工工艺分析与设计（六）工序的

31、划分（六）工序的划分1.1.工序划分原则工序划分原则(1)(1)工序集中工序集中 概念概念：是将零件的加工集中在少数几道工序中完成，每：是将零件的加工集中在少数几道工序中完成，每道工序加工内容多，工艺路线短。道工序加工内容多，工艺路线短。特点特点：可以采用高效机床和工艺装备，生产率高；：可以采用高效机床和工艺装备，生产率高；减少减少了设备数量以及操作工人人数和占地面积，节省人力、物了设备数量以及操作工人人数和占地面积，节省人力、物力；力；减少了工件安装次数，利于保证表面间的位置精度；减少了工件安装次数，利于保证表面间的位置精度；采用的工装设备结构复杂，调整维修较困难，生产准备工采用的工装设备结

32、构复杂，调整维修较困难，生产准备工作量大。作量大。1.5 数控加工工艺分析与设计数控加工工艺分析与设计(2)(2)工序分散工序分散 概念概念：工序分散工序分散就是将零件的加工分散到很多道工序内就是将零件的加工分散到很多道工序内完成，每道工序加工的内容少，工艺路线很长。完成，每道工序加工的内容少，工艺路线很长。特点特点：设备和工艺装备比较简单，便于调整，容易适应产设备和工艺装备比较简单，便于调整，容易适应产品的变换；品的变换；对工人的技术要求较低；对工人的技术要求较低；可以采用最合理的切削用量，减少机动时间；可以采用最合理的切削用量，减少机动时间；所需设备和工艺装备的数目多，操作工人多，占地所需

33、设备和工艺装备的数目多，操作工人多，占地面积大。面积大。1.5 数控加工工艺分析与设计数控加工工艺分析与设计工序集中或分散的程度工序集中或分散的程度 考虑的因素考虑的因素：主要取决于生产规模、零件的结构特点：主要取决于生产规模、零件的结构特点和技术要求，有时，还要考虑各工序生产节拍的一致性和技术要求，有时，还要考虑各工序生产节拍的一致性 具体分析具体分析：一般情况下，单件小批生产时，只能工序：一般情况下，单件小批生产时，只能工序集中；大批大量生产时，既可以采用多刀、多轴等高效、集中；大批大量生产时，既可以采用多刀、多轴等高效、自动机床，将工序集中，也可以将工序分散后组织流水生自动机床，将工序集

34、中，也可以将工序分散后组织流水生产。产。对于重型零件，为了减少工件装卸和运输的劳动量，对于重型零件，为了减少工件装卸和运输的劳动量，工序应适当集中；对于刚性差且精度高的精密工件，则工工序应适当集中；对于刚性差且精度高的精密工件，则工序应适当分散。序应适当分散。发展趋势发展趋势：倾向于采用工序集中的方法来组织生产。：倾向于采用工序集中的方法来组织生产。1.5 数控加工工艺分析与设计数控加工工艺分析与设计2.2.工序划分方法工序划分方法按安装次数划分按安装次数划分按所用刀具划分按所用刀具划分按加工部位划分按加工部位划分按粗、精加工划分按粗、精加工划分1.5 数控加工工艺分析与设计数控加工工艺分析与

35、设计（七）确定对刀点和换刀点（七）确定对刀点和换刀点对刀点：是数控加工时刀具相对零件运动的起点对刀点：是数控加工时刀具相对零件运动的起点 对刀点选择原则，主要考虑对刀点在机床上对刀点选择原则，主要考虑对刀点在机床上对刀方便、便于观测和测量，以及编程时便于数对刀方便、便于观测和测量，以及编程时便于数学处理和有利于简化编程。学处理和有利于简化编程。换刀点换刀点1.5 数控加工工艺分析与设计数控加工工艺分析与设计（八）走刀路线的确定（八）走刀路线的确定 在数控加工中，刀具刀位点相对于工件运动的轨迹称为进给路线进给路线，也称走刀路线走刀路线。它不但包括了工步的内容，而且也反映出工步的顺序。工步的划分与

36、安排，一般可随走刀路线来进行，在确定走刀路工步的划分与安排，一般可随走刀路线来进行，在确定走刀路线时，主要遵循线时，主要遵循以下几点原则：以下几点原则：（1）加工路线应保证被加工工件的精度和表面粗糙度。（2）应使加工路线最短，以减少空行程时间，提高加工效 率。（3）尽量简化数学处理时的数值计算，以简化编程工作（4）当某段进给路线重复使用时，为了简化编程，应使用子程序1.5 数控加工工艺分析与设计数控加工工艺分析与设计（九）加工余量的确定（九）加工余量的确定（1）工序余量）工序余量 工序余量工序余量是指某一个表面在一道工序中被切除的金属层的厚度，即为前后相邻两工序的工序尺寸之差。1.加工余量的概

37、念加工余量的概念 加工余量加工余量是指加工时从加工表面上切去的金属层厚度。加工余量可分为工序余量和总余量。（2）总加工余量）总加工余量 是指由毛坯加工成成品过程中，从某一加工表面上切除的金属层总厚度。其值等于某一表面的毛坯尺寸与成品零件图的设计尺寸之差，即等于各工序余量之和。1.5 数控加工工艺分析与设计数控加工工艺分析与设计2.2.加工余量的确定加工余量的确定 加工余量的大小对工件的加工质量和生产效率加工余量的大小对工件的加工质量和生产效率有较大的影响。余量过大，会造成浪费工时，增加有较大的影响。余量过大，会造成浪费工时，增加成本；余量过小，会造成废品。确定加工余量的基成本；余量过小，会造成

38、废品。确定加工余量的基本原则是在保证加工质量的前提下，尽可能减小加本原则是在保证加工质量的前提下，尽可能减小加工余量。工余量。1.5 数控加工工艺分析与设计数控加工工艺分析与设计确确定定加加工工余余量量的的方方法法查表法查表法根据各工厂的生产实践和试验研究积累的根据各工厂的生产实践和试验研究积累的数据，先制成各种表格，再汇集成手册。数据，先制成各种表格，再汇集成手册。确定加工余量时，查阅这些手册，再结合确定加工余量时，查阅这些手册，再结合工厂的实际情况进行适当修改后确定工厂的实际情况进行适当修改后确定经验估经验估计法计法根据实际经验确定加工余量。一般情根据实际经验确定加工余量。一般情况，为防止

39、因余量过小而产生废品，况，为防止因余量过小而产生废品，经验估计的数值总是偏大经验估计的数值总是偏大分析计分析计算法算法根据上述的加工余量计算公式和一定的试根据上述的加工余量计算公式和一定的试验资料，对影响加工余量的各项因素进行验资料，对影响加工余量的各项因素进行分析，并计算确定加工余量分析，并计算确定加工余量1.5 数控加工工艺分析与设计数控加工工艺分析与设计（十）切削用量的确定（十）切削用量的确定选择切选择切削用量削用量的原则的原则在工艺系统刚性允许时，应首先选择一个尽可能大的 ap，其次选择一个较大的 f，最后在刀具耐用度和机床功率允许条件下选择一个合理的Vc ap的选择：主要根据加工余量

40、和工艺系统的刚度确定 粗加工时，在留下精加工、半精加工的余量后，尽可能一次走刀将剩下的余量切除；当冲击载荷较大（如断续表面）或工艺系统刚度较差（如细长轴、镗刀杆、机床陈旧）时，可适当降低，使切削力减小；精加工时，应根据粗加工留下的余量确定，采用逐渐降低的方法，逐步提高加工精度和表面质量；一般精加工时，取0.050.8；半精加工时，取1.03.01.5 数控加工工艺分析与设计数控加工工艺分析与设计 f的选择 粗加工时，f主要受刀杆、刀片和机床、工件等强度、刚度所承受的切削力限制，一般根据刚度来选。工艺系统刚度好时，可用大些的f；反之，适当降低f；精加工、半精加工时，f应根据工件的Ra要求选。Ra

41、要求小的，取较小的f，但又不能过小，因为f过小，切削厚度过薄，Ra反而增大，且刀具磨损加剧。若刀具的刀尖圆弧半径愈大，则f可选较大值Vc的选择 主要根据工件材料、刀具材料和机床功率来选 刀具材料好，可选得高些；Ra值要求小的，要避开积屑瘤、鳞刺产生的Vc，高速钢刀取小Vc5 mmin，硬质合金取较高的Vc=130160 m/min；表面有硬皮或断续切削时，应适当降低；工艺系统刚性差的，应减小Vc 1.5 数控加工工艺分析与设计数控加工工艺分析与设计1.6 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常用工艺文件 数控编程任务书 数控加工工件装夹和 加工原点设定卡片 数控加工工序卡片 数

42、控加工走刀路线图 数控刀具卡片数控编程任务书：主要包含数控加工工序说明和技术要求，是编程人员和工艺人员协调工作编制数程序的重要依据之一数控加工工件装夹和加工原点设定卡片：主要表示出加工原点，定位方法和夹紧方法，并注明加工原点设置位置和坐标方向，使用的夹具名称的编号等数控加工工序卡片：数控加工工序卡片与普通加工工序卡片有许多相似之处，只是数控加工工序卡片应注明编程原点和对刀点，并要进行简要编程说明（如：所用机床型号，程序介质，程序编号，刀具半径补偿等）及刀具参数（如：主轴速度，进给速度，最大背吃刀量或刀宽等）的选择数控加工走刀路线图：在数控加工中，常常要注意并防止刀具在运动过程中与夹具或工件发生

43、意外碰撞，为次必须告诉操作者关于编程中的刀具运动路线（如：从哪里下刀、在哪里抬刀等）数控刀具卡片：反映刀具编号、刀具结构、尾柄规格、组合件名称代号、刀型号和材料等。它是组装刀具和调整刀具的依据数控加工程序单：是编程员根据工艺分析情况，按照机床特点的指令代码编制的。它是记录数控加工工艺过程、工艺参数的清单，有助于操作员正确理解加工程序内容。表一 数控编程任务书孔加工路线孔加工路线 同心圆加工同心圆加工 最短加工路线最短加工路线(a)行切法 (b)环切法 (c)先行切再环切 挖槽加工路线挖槽加工路线轮廓加工路线轮廓加工路线顺、逆铣对加工质量的影响 铣刀的切入和切出铣刀的切入和切出点应沿零件轮廓曲点

44、应沿零件轮廓曲线的延长线上切入线的延长线上切入和切出零件表面，和切出零件表面，而不应沿法向直接而不应沿法向直接切入零件，以避免切入零件，以避免加工表面产生划痕，加工表面产生划痕，保证零件轮廓光滑。保证零件轮廓光滑。刀具切入和切出时的外延 刀具只能沿内轮刀具只能沿内轮廓曲线的法向切廓曲线的法向切入切出，并将其入切出，并将其切入、切出点选切入、切出点选在零件轮廓两几在零件轮廓两几何元素的交点处。何元素的交点处。内轮廓加工刀具的切入和切出 外圆铣削 内圆铣削 曲面加工路线曲面加工路线符合这类零件数据给出情况，符合这类零件数据给出情况，便于加工后检验，叶形的准便于加工后检验，叶形的准确度高，但程序较多

45、确度高，但程序较多每次沿直线加工，刀位点计每次沿直线加工，刀位点计算简单，程序少，加工过程算简单，程序少，加工过程符合直纹面的形成符合直纹面的形成(a)沿直线进给 (b)沿曲线进给 直纹曲面的加工路线 表二 数控加工工件安装和加工原点设定卡片表三表三 数控加工工序卡片数控加工工序卡片表四表四 数控加工走刀路线图数控加工走刀路线图表五表五 数控刀具卡片数控刀具卡片表六表六 数控加工程序单数控加工程序单转换法兰齿轮各种汽车锻件焊接件各种冲压件(a)工序简图 (b)加工示意图 (c)加工误差 床身加工的粗基准选择 粗基准选择的实例 为保证皮带的轮缘厚度均匀，以不加工表面1为粗基准为保证零件的壁厚均匀，以不加工的外圆表面A为粗基准(a)同基准标注 (b)分散标注 零件尺寸标注分析 (a)错误 (b)正确(a)错误 (b)正确(a)错误 (b)正确(a)错误 (b)正确