1、数控机床编程与加工操作数控机床编程与加工操作目录目录(27学时学时)第一章第一章 数控机床加工程序的编程基础数控机床加工程序的编程基础(9学时学时)第二章第二章 数控铣床的编程及加工数控铣床的编程及加工(9学时学时)第三章第三章 数控车床的编程及加工数控车床的编程及加工(9学时学时)1、了解数控程序的基本结构、了解数控程序的基本结构2、了解数控加工工艺分析的目的、了解数控加工工艺分析的目的、内容与步骤内容与步骤3、了解数控加工工艺与传统加工、了解数控加工工艺与传统加工工艺的相同点与区别工艺的相同点与区别4、完成典型零件的数控加工工艺分析、完成典型零件的数控加工工艺分析 要求：熟悉金属切削加工工
2、艺： 理解数控编程概念 为使用CAM技术打好基础第一节第一节 数控编程概述数控编程概述第二节第二节 程序的构成程序的构成第三节第三节 指令代码综述指令代码综述第四节第四节 坐标系统坐标系统第五节第五节 数控加工工艺分析方法数控加工工艺分析方法第六节第六节 数值分析方法数值分析方法第七节第七节 典型零件的数控加工工艺分析实例典型零件的数控加工工艺分析实例分分析析零零件件图图纸纸工工艺艺处处 理理 数数学学处处 理理 编编写写程程序序单单制制作作程程序序介介 质质 程首程首序件序件检试检试验切验切数数控控机机床床数控编程的方法：数控编程的方法： 手工编程手工编程 自动编程自动编程注意：注意： 在编
3、程规则上，不同厂家生产的在编程规则上，不同厂家生产的数控机床并不完全相同，因此编数控机床并不完全相同，因此编程时应按照具体机床的编程手册程时应按照具体机床的编程手册中的有关规定来进行。中的有关规定来进行。 本课程是以本课程是以华中华中I型系统型系统为例介为例介绍编程规则的。绍编程规则的。%0001N01 G92 X0 Y0 Z10N02 G91 X10 Y10N03 G01 Z-15 F200 S300 M03N04 X100N05 Y100N06 X-100N07 Y-100N08 G00 X-10 Y-10N09 M05N10 M30程序名程序名程序结程序结束标志束标志程序段程序段字字固定
4、循环的参数固定循环的参数P，Q，R参数参数子程序和固定循环的重复次数子程序和固定循环的重复次数 L29999L重复次数重复次数子程序号的指定子程序号的指定 P19999P程序号的指定程序号的指定暂停时间的指定暂停时间的指定 sP，（，（X）暂停暂停刀具补偿号的指定刀具补偿号的指定 0099H，D补偿号补偿号机床开机床开/关控制的指定关控制的指定 M099M辅助机能辅助机能刀具编号的指定刀具编号的指定 T099T刀具机能刀具机能主轴旋转速度的指定主轴旋转速度的指定 S09999S主轴机能主轴机能进给速度的指定进给速度的指定 F0F15000F进给速度进给速度圆心与圆弧起点的相对位移量圆心与圆弧起
5、点的相对位移量I，J，K圆弧半径圆弧半径R坐标轴的移动命令坐标轴的移动命令 99999.999X，Y，Z尺寸字尺寸字指令动作方式（直线、圆弧等）指令动作方式（直线、圆弧等） G00G99G准备功能准备功能程序顺序编号程序顺序编号 N19999N程序段号程序段号程序编号程序编号 19999%零件程序号零件程序号意义意义地址符地址符机能机能华中华中I型数控系统指令代码有型数控系统指令代码有:l G代码（准备功能）代码（准备功能）l M代码（辅助功能）代码（辅助功能）l S代码（主轴功能）代码（主轴功能）l T代码（刀具功能）代码（刀具功能）l F代码（进给功能）等。代码（进给功能）等。G代码代码组
6、名组名功能功能 G0001快速定位快速定位G01直线插补直线插补G02顺圆插补顺圆插补G03逆圆插补逆圆插补G33螺纹切削螺纹切削系统默认系统默认状态状态G代码代码特点：特点：p不同组的不同组的G代码可以放在同一程序代码可以放在同一程序段中，其排列顺序不影响加工；段中，其排列顺序不影响加工； G91G00X20Y20G42M03F120p除除00组的组的G代码为非模态代码外，其代码为非模态代码外，其它均为模态代码。它均为模态代码。G代码代码组名组名功能功能G0400暂停暂停G28返回到参考点返回到参考点G29由参考点返回由参考点返回G52局部坐标系设定局部坐标系设定G53机床坐标系设定机床坐标
7、系设定G60单方向定位单方向定位一、机床坐标轴一、机床坐标轴 直线运动坐标轴用直线运动坐标轴用X、Y、Z（基本（基本坐标轴）表示；坐标轴）表示； 旋转方向坐标轴用旋转方向坐标轴用A、B、C表示；表示；数控车床基本坐标轴的方向定义：数控车床基本坐标轴的方向定义：ZX坐标轴名坐标轴名正方向定义正方向定义X X垂直于垂直于Z Z轴并平行于工件装卡面的轴，面对刀具主轴立轴并平行于工件装卡面的轴，面对刀具主轴立柱方向看，向右切削运动的方向为正方向柱方向看，向右切削运动的方向为正方向Z Z平行于机床主轴的轴，规定刀具远离工件的运动方向为平行于机床主轴的轴，规定刀具远离工件的运动方向为正方向正方向数控铣床基
8、本坐标轴的方向定义：数控铣床基本坐标轴的方向定义：坐标坐标轴名轴名正方向定义正方向定义X X垂直于垂直于Z Z轴并平行于工件轴并平行于工件装卡面的轴，面对刀具主装卡面的轴，面对刀具主轴向立柱方向看，向右切轴向立柱方向看，向右切削运动的方向为正方向削运动的方向为正方向Y Y根据根据X X轴和轴和Z Z轴，按右手定轴，按右手定则确定则确定Z Z平行于机床主轴的轴，规平行于机床主轴的轴，规定刀具远离工件的运动方定刀具远离工件的运动方向为正方向向为正方向1、数控车床、数控车床 机床坐标原点通常由机床制造厂确定的，机床坐标原点通常由机床制造厂确定的，是确定机床固定原点的基准。是确定机床固定原点的基准。
9、数控车床的机床坐标系原点的位置大多数控车床的机床坐标系原点的位置大多规定在其主轴轴心线与装夹卡盘的法兰盘规定在其主轴轴心线与装夹卡盘的法兰盘端面的交点上。端面的交点上。 为车床上的固定点，通常设置在为车床上的固定点，通常设置在X轴和轴和Z轴的正向最大行程处。轴的正向最大行程处。确定工件轮廓坐标值的计算和编程的原点。确定工件轮廓坐标值的计算和编程的原点。 一般将工件坐标原点设在零件的轴心一般将工件坐标原点设在零件的轴心线和零件两端面的交点处。线和零件两端面的交点处。 刀具（刀尖）在加工程序执行时的起点，刀具（刀尖）在加工程序执行时的起点，又称为程序原点，用又称为程序原点，用G92指定。指定。编程
10、原点编程原点 机床启动前，通常要通过自动或手动回机床启动前，通常要通过自动或手动回参考点（回零操作），其作用有：参考点（回零操作），其作用有：1）建立机床坐标系）建立机床坐标系2）消除由于工作台漂移、变形等造）消除由于工作台漂移、变形等造成的误差成的误差目的：目的： 以以最合理或较合理的工艺过最合理或较合理的工艺过程和操作方法程和操作方法指导编程和操作人指导编程和操作人员完成程序编制和加工任务。员完成程序编制和加工任务。一、选择适合数控加工的零件一、选择适合数控加工的零件形状复杂，加工精度要求高，通用机床无形状复杂，加工精度要求高，通用机床无法加工或很难保证加工质量的零件；法加工或很难保证加工
11、质量的零件； 具有复杂曲线或曲面轮廓的零件；具有复杂曲线或曲面轮廓的零件； 具有难测量、难控制进给、难控制尺寸型具有难测量、难控制进给、难控制尺寸型腔的壳体或盒型零件；腔的壳体或盒型零件； 必须在一次装夹中完成铣、镗、锪、铰或必须在一次装夹中完成铣、镗、锪、铰或攻丝等多工序的零件。攻丝等多工序的零件。对于此类零件，首要考虑的是能对于此类零件，首要考虑的是能否加工出来，只要有可能，应把采用否加工出来，只要有可能，应把采用数控加工作为首选方案，而不要过多数控加工作为首选方案，而不要过多地考虑生产率与成本问题。地考虑生产率与成本问题。 2、较适应类、较适应类3、不适应类、不适应类 生产批量大的零件（
12、不排除其中个别工序采用数生产批量大的零件（不排除其中个别工序采用数控加工）；控加工）； 装夹困难或完全靠找正定位来保证加工精度的零装夹困难或完全靠找正定位来保证加工精度的零件；件； 加工余量极不稳定、而且数控机床上无在线检测加工余量极不稳定、而且数控机床上无在线检测系统可自动调整零件坐标位置的零件；系统可自动调整零件坐标位置的零件； 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。 这类零件采用数控加工后，在这类零件采用数控加工后，在生产率和经济性方面一般无明显改生产率和经济性方面一般无明显改善，甚至有可能得不偿失，一般不善，甚至有可能得不偿失，一般不应该把此类零件作为
13、数控加工的选应该把此类零件作为数控加工的选择对象。择对象。 另外，数控加工零件的选择，还另外，数控加工零件的选择，还应该结合本单位拥有的数控机床的具应该结合本单位拥有的数控机床的具体情况来选择加工对象。体情况来选择加工对象。u选择并确定零件的数控加工内容；选择并确定零件的数控加工内容；u零件工艺性分析；零件工艺性分析；u加工方法的选择与加工方案的确定；加工方法的选择与加工方案的确定；u工序和工步的划分；工序和工步的划分；u切削用量的选择；切削用量的选择；u进给路线的确定与加工顺序的安排；进给路线的确定与加工顺序的安排；u对刀点和换刀点的确定等。对刀点和换刀点的确定等。 对于一个零件来说，并非全
14、部加工工艺对于一个零件来说，并非全部加工工艺过程都适合在数控机床上完成过程都适合在数控机床上完成,而往往只而往往只是其中的一部分工艺内容适合数控加工。是其中的一部分工艺内容适合数控加工。这就需要对这就需要对零件结构零件结构进行仔细的工艺分析，进行仔细的工艺分析，选择那些最适合、最需要进行数控加工的选择那些最适合、最需要进行数控加工的内容和工序。在考虑选择内容时，应结合内容和工序。在考虑选择内容时，应结合本企业设备的实际，立足于解决难题、攻本企业设备的实际，立足于解决难题、攻克关键问题和提高生产效率，充分发挥数克关键问题和提高生产效率，充分发挥数控加工的优势。控加工的优势。1）通用机床无法加工的
15、内容应作为优）通用机床无法加工的内容应作为优先选择内容；先选择内容；2）通用机床难加工，质量也难以保证）通用机床难加工，质量也难以保证的内容应作为重点选择内容；的内容应作为重点选择内容； 3）通用机床加工效率低、工人手工操）通用机床加工效率低、工人手工操作劳动强度大的内容，可在数控机床作劳动强度大的内容，可在数控机床尚存在富裕加工能力时选择。尚存在富裕加工能力时选择。 此外此外，在选择和决定加工内在选择和决定加工内容时，也要考虑容时，也要考虑生产批量、生产生产批量、生产周期、工序间周转情况周期、工序间周转情况等等。总等等。总之，要尽量做到合理，达到多、之，要尽量做到合理，达到多、快、好、省的目
16、的，要防止把数快、好、省的目的，要防止把数控机床降格为通用机床使用。控机床降格为通用机床使用。 包括：包括： 零件图纸分析零件图纸分析 结构工艺性分析结构工艺性分析 1）尺寸标注方法分析）尺寸标注方法分析 应以同一基准标注尺寸或直接给应以同一基准标注尺寸或直接给出坐标尺寸。出坐标尺寸。DABCEFDABCEF 几何图素条件要求充分。几何图素条件要求充分。3）零件技术要求分析）零件技术要求分析目的：目的： 正确合理地选择加工方法、装夹方式、正确合理地选择加工方法、装夹方式、刀具及切削用量等。刀具及切削用量等。 在满足零件功能的前提下，在满足零件功能的前提下，应选用廉价、切削性能好的材应选用廉价、
17、切削性能好的材料。料。 零件结构工艺性是指所设计的零件结构工艺性是指所设计的零件在满足使用要求的前提下制造零件在满足使用要求的前提下制造的的可行性和经济性可行性和经济性。 可减少刀具规格和换刀可减少刀具规格和换刀次数，使编程方便。次数，使编程方便。通常通常R0.2H时，可判定零件该部位的工艺性不好时，可判定零件该部位的工艺性不好作用：减少定位误差。作用：减少定位误差。零件上最好有合适的定位基准孔零件上最好有合适的定位基准孔。35不合理不合理33合理合理（3）选择合适的零件安装方式）选择合适的零件安装方式 应尽量采用通用夹具或组合夹具，应尽量采用通用夹具或组合夹具，必要时才设计专用夹具。夹具设计
18、必要时才设计专用夹具。夹具设计的原理和方法与普通机床所用夹具的原理和方法与普通机床所用夹具相同，但应使其结构简单，便于装相同，但应使其结构简单，便于装卸，操作灵活。卸，操作灵活。 此外，还应分析零件所要求此外，还应分析零件所要求的加工精度、尺寸公差等是否可的加工精度、尺寸公差等是否可以得到保证，有没有引起矛盾的以得到保证，有没有引起矛盾的多余尺寸或影响加工安排的封闭多余尺寸或影响加工安排的封闭尺寸等。尺寸等。 选择原则：选择原则： 应根据零件的加工精度、表应根据零件的加工精度、表面粗糙度、材料、结构形状、尺面粗糙度、材料、结构形状、尺寸和生产类型等因素选择相应的寸和生产类型等因素选择相应的加工
19、方法和加工方案。加工方法和加工方案。主要加工方法：主要加工方法： 车削车削 磨削磨削半精车半精车粗磨粗磨磨削磨削精车精车粗车粗车精磨精磨抛光抛光精细车精细车研磨研磨超精加工超精加工超精磨超精磨不适用于有色金属不适用于有色金属不适用于淬火钢不适用于淬火钢适合有色适合有色金属加工金属加工1）选择原则）选择原则 加工方法：加工方法：钻孔钻孔铰孔铰孔镗孔镗孔拉孔拉孔磨孔磨孔光整加工光整加工等等毛坯上无孔毛坯上无孔钻孔钻孔铰孔铰孔粗铰粗铰扩孔扩孔精镗精镗半精镗半精镗粗镗（或扩孔）粗镗（或扩孔）毛坯上有孔毛坯上有孔精铰精铰拉孔拉孔精细镗精细镗磨孔磨孔粗磨粗磨精磨精磨手铰手铰珩磨或研磨珩磨或研磨要求加工内孔
20、要求加工内孔 40H7，阶梯孔，阶梯孔 13和和 22等三种不同等三种不同规格和精度的孔，零件材料为规格和精度的孔，零件材料为HT200。钻孔钻孔-粗镗（或扩孔）粗镗（或扩孔）-半精镗半精镗-精镗方案。精镗方案。钻孔钻孔-锪孔锪孔1）平面轮廓常用的加工方法有：）平面轮廓常用的加工方法有： 铣削铣削 刨削刨削 车削车削 拉削拉削 研磨或刮削研磨或刮削拉拉 削削粗铣（粗刨）粗铣（粗刨）粗粗 磨磨粗粗 车车精精 磨磨半精半精 车车刮研刮研研磨研磨精精 车车精铣（精刨）精铣（精刨）宽刃细刨宽刃细刨1）平面轮廓常用的加工方法有：）平面轮廓常用的加工方法有： 数控铣削数控铣削 线切割线切割 磨削等磨削等
21、粗加工阶段粗加工阶段 半精加工阶段半精加工阶段 精加工阶段精加工阶段 光整加工阶段光整加工阶段 切除毛坯上大部分多余的金切除毛坯上大部分多余的金属，主要目标是提高生产率。属，主要目标是提高生产率。 使主要表面达到一定的精度，使主要表面达到一定的精度，留有一定的精加工余量，完成一留有一定的精加工余量，完成一些次要表面加工；些次要表面加工； 保证各主要表面达到规定的保证各主要表面达到规定的尺寸精度和表面粗糙要求。主要尺寸精度和表面粗糙要求。主要目标是全面保证加工质量。目标是全面保证加工质量。 对零件上精度和表面粗糙度要对零件上精度和表面粗糙度要求很高（求很高（IT6级以上，表面粗糙度级以上，表面粗
22、糙度为为Ra 0.2m以下）的表面，需进行以下）的表面，需进行光整加工，其主要目标是提高尺寸光整加工，其主要目标是提高尺寸精度、减小表面粗糙度。一般不用精度、减小表面粗糙度。一般不用来提高位置精度。来提高位置精度。划分加工阶段的目的在于：划分加工阶段的目的在于： 保证加工质量保证加工质量 合理使用设备合理使用设备 便于及时发现毛坯缺陷便于及时发现毛坯缺陷 便于安排热处理工序便于安排热处理工序（1）工序划分的原则）工序划分的原则 工序集中原则工序集中原则 工序分散原则工序分散原则 指每道工序包括尽可能多的加工内容，从指每道工序包括尽可能多的加工内容，从而使工序的总数减少。而使工序的总数减少。特点
23、：特点： 有利于采用高效的专用设备和数控机床，有利于采用高效的专用设备和数控机床，提高生产效率；减少工序数目，缩短工艺路提高生产效率；减少工序数目，缩短工艺路线，简化生产计划和生产组织工作；减少机线，简化生产计划和生产组织工作；减少机床数量、操作工人数和占地面积；减少工件床数量、操作工人数和占地面积；减少工件装夹次数，不仅保证了各加工表面间的相互装夹次数，不仅保证了各加工表面间的相互位置精度，而且减少了夹具数量和装夹工件位置精度，而且减少了夹具数量和装夹工件的辅助时间。但专用设备和工艺装备投资大、的辅助时间。但专用设备和工艺装备投资大、调整维修比较麻烦、生产准备周期较长，不调整维修比较麻烦、生
24、产准备周期较长，不利于转产。利于转产。 2）工序分散原则：）工序分散原则： 将工件的加工分散在较多的工序内进行，将工件的加工分散在较多的工序内进行，每道工序的加工内容很少。每道工序的加工内容很少。特点：特点： 加工设备和工艺装备结构简单，调整和加工设备和工艺装备结构简单，调整和维修方便，操作简单，转产容易；有利于选维修方便，操作简单，转产容易；有利于选择合理的切削用量，减少机动时间。但工艺择合理的切削用量，减少机动时间。但工艺路线较长，所需设备及工人人数多，占地面路线较长，所需设备及工人人数多，占地面积大。积大。 考虑生产纲领、设备、零件结构和技术要求。考虑生产纲领、设备、零件结构和技术要求。
25、要求遵循以下原则：要求遵循以下原则：1）按所用刀具划分。如加工中心，减少换刀次数。）按所用刀具划分。如加工中心，减少换刀次数。2）按安装次数划分。减少定位误差。）按安装次数划分。减少定位误差。3）按粗、精加工划分。减少误差复映，提高加工）按粗、精加工划分。减少误差复映，提高加工精度。精度。4）按加工部位划分。减少空行程，提高效率。）按加工部位划分。减少空行程，提高效率。6、定位与夹紧方式的确定、定位与夹紧方式的确定 正确选用定位方案和夹紧方式是保证加正确选用定位方案和夹紧方式是保证加工精度的条件。工精度的条件。 要求：要求：基准重合、减少安装次数、基准重合、减少安装次数、避免采用占机调整方式。
26、避免采用占机调整方式。（1）基面先行原则）基面先行原则用作精基准的表面应优先加工出来。用作精基准的表面应优先加工出来。减少不必要的浪费。减少不必要的浪费。526080避免切削变形，保证孔的加工精度。避免切削变形，保证孔的加工精度。减少空行程，提高效率。减少空行程，提高效率。 34 36 38 40 20 30 走刀路线是刀具刀位点在整个加工工走刀路线是刀具刀位点在整个加工工序中的运动轨迹，它不但包含了工步的内序中的运动轨迹，它不但包含了工步的内容，也反映了工步的顺序。容，也反映了工步的顺序。 走刀路线确定原则：走刀路线确定原则：（1）应能保证零件的加工精度和表）应能保证零件的加工精度和表面粗糙
27、度要求面粗糙度要求1）切入切出路径）切入切出路径 铣削平面零件外轮廓时，铣削平面零件外轮廓时，刀具的切刀具的切入、切出应沿轮廓切线方向进行入、切出应沿轮廓切线方向进行，避，避免在工件表面形成接刀痕。且注意留有切免在工件表面形成接刀痕。且注意留有切入长度和切出长度。入长度和切出长度。 铣削平面零件内轮廓时，刀具切入、铣削平面零件内轮廓时，刀具切入、切出点应选择在轮廓两几何元素的交点切出点应选择在轮廓两几何元素的交点处。若无交点，刀具切入、切出点应远处。若无交点，刀具切入、切出点应远离拐角，或选择圆弧切入、切出。离拐角，或选择圆弧切入、切出。起刀点起刀点错误的切入切出点错误的切入切出点G41起刀点
28、起刀点G41正确的切入切出点正确的切入切出点G41 G00 XB YBAB错误错误CAB零件轮廓轨迹零件轮廓轨迹刀具中心轨迹刀具中心轨迹 确定孔加工路线时，若孔确定孔加工路线时，若孔的位置精度要求较高，加工路线的位置精度要求较高，加工路线的定位方向应保持一致。的定位方向应保持一致。不好不好XYXY3）车螺纹时，为保证螺距的准确，应避免在进）车螺纹时，为保证螺距的准确，应避免在进给机构的加速和减速过程中切削，故应有引入距给机构的加速和减速过程中切削，故应有引入距离和超越距离。离和超越距离。 行切法行切法 刀具沿某一方向（如刀具沿某一方向（如X）进行切削，沿另）进行切削，沿另一方向进给，来回往复切
29、削去除加工余量。一方向进给，来回往复切削去除加工余量。行切法切削进给路线行切法切削进给路线 刀具沿与精加工轮廓平行的路线进行切刀具沿与精加工轮廓平行的路线进行切削，从外向内或从内向外，呈环状逐步去削，从外向内或从内向外，呈环状逐步去除加工余量。除加工余量。环切法切削进给路线环切法切削进给路线行切法行切法刀位点计算简单，程刀位点计算简单，程序少，可准确保证母序少，可准确保证母线的直线度线的直线度准确度高，且便于准确度高，且便于加工后的检测，但加工后的检测，但程序较多程序较多注意：注意： 应选择使工件加工变形小的走刀路线。应选择使工件加工变形小的走刀路线。 对薄板类零件应采用分层切削或对薄板类零件
30、应采用分层切削或对称切削的走刀路线。对称切削的走刀路线。5）采用顺铣加工方式）采用顺铣加工方式 逆铣时切削力逆铣时切削力F的水平分力的水平分力FX的方向与进给运动的方向与进给运动Vf方方向相反，顺铣时切削力向相反，顺铣时切削力F的水平分力的水平分力FX的方向与进给运动的方向与进给运动Vf的方向相同。铣削方式的选择应视零件图样的加工要求，的方向相同。铣削方式的选择应视零件图样的加工要求，工件材料的性质、特点以及机床、刀具等条件综合考虑。工件材料的性质、特点以及机床、刀具等条件综合考虑。通常，由于数控机床传动采用滚珠丝杠结构，其进给传动通常，由于数控机床传动采用滚珠丝杠结构，其进给传动间隙很小，顺
31、铣的工艺性就优于逆铣。间隙很小，顺铣的工艺性就优于逆铣。 为了降低表面粗糙度值，提高刀具为了降低表面粗糙度值，提高刀具耐用度，对于耐用度，对于铝镁合金、钛合金和铝镁合金、钛合金和耐热合金等材料耐热合金等材料，尽量采用，尽量采用顺铣顺铣加加工。但如果零件毛坯为工。但如果零件毛坯为黑色金属锻件黑色金属锻件或铸件或铸件，表皮硬而且余量一般较大，表皮硬而且余量一般较大，这时采用这时采用逆铣逆铣较为合理。较为合理。 工步起点与工步起点与对刀点分离，对刀点分离，空行程短。空行程短。对刀点工步起点工步起点对刀点粗车矩形循环进给路线选择粗车矩形循环进给路线选择应使数值计算简单，程序段数量少。应使数值计算简单，
32、程序段数量少。切削用量包括：切削用量包括： 主轴转速主轴转速 切削速度切削速度 背吃刀量背吃刀量 进给量进给量 在保证加工质量和刀具耐在保证加工质量和刀具耐用度的前提下，使切削效率最用度的前提下，使切削效率最高，加工成本最低。高，加工成本最低。 尽可能大的背吃刀量尽可能大的背吃刀量 根据机床限制条件选取尽可能大的进给量根据机床限制条件选取尽可能大的进给量 根据刀具耐用度确定最佳的切削速度根据刀具耐用度确定最佳的切削速度根据粗加工后的余量确定背吃刀量根据粗加工后的余量确定背吃刀量根据已加工表面粗糙度的要求，选取根据已加工表面粗糙度的要求，选取较小的进给量较小的进给量尽可能选取较高的切削速度尽可能
33、选取较高的切削速度粗加工：粗加工：一次进给应尽可能切除全部余量。一次进给应尽可能切除全部余量。半精加工：半精加工：取：取：0.52mm精加工：精加工：取：取：0.20.4mm1）背吃刀量的选择（常规加工条件下）背吃刀量的选择（常规加工条件下）CK6140机床车削工艺时：机床车削工艺时： 粗车：粗车：3mm 半精加工：半精加工：30.5mm 精加工：精加工： 0.50.05mmXK714机床铣削工艺时：机床铣削工艺时：p 粗铣：粗铣：X、Y方向取刀具直径的方向取刀具直径的75% Z方向取刀具半径的方向取刀具半径的1/41/6p 半精加工：半精加工：X、Y方向取刀具直径的方向取刀具直径的50% Z
34、方向取刀具半径的方向取刀具半径的1/41/6p 精加工：精加工：X、Y方向取方向取0.10.5mm Z方向取方向取0.10.3mm 应根据零件表面粗糙度、应根据零件表面粗糙度、加工精度要求、刀具及工件加工精度要求、刀具及工件材料等因素，参考切削用量材料等因素，参考切削用量设计手册选取。设计手册选取。车削加工时：车削加工时： 粗加工：粗加工：0.30.5mm/r 半精加工：半精加工：0.150.25mm/r 精加工：精加工：0.050.15mm/r铣削加工时：铣削加工时：进给速度进给速度=每刃切削量每刃切削量刀具刃数刀具刃数主轴转速主轴转速 刀具小时取小端数值，刀具大时取大端数值。刀具小时取小端
35、数值，刀具大时取大端数值。每种规格的刀具每刃切削量变化在每种规格的刀具每刃切削量变化在0.010.03的范的范围内，刃数少时取偏大的值，刃数多时取偏小的围内，刃数少时取偏大的值，刃数多时取偏小的数值。精加工时取刃数多的刀具，粗加工时取刃数值。精加工时取刃数多的刀具，粗加工时取刃数少的刀具。数少的刀具。 可由经验公式计算可由经验公式计算 或查手册确定或查手册确定 根据已经选定的背吃刀量、进给量、刀根据已经选定的背吃刀量、进给量、刀具材料和刀具耐用度等选择。具材料和刀具耐用度等选择。 n =1000 Vc/D 主轴转速主轴转速=1000切削线速度切削线速度/（刀具刀具直径或工件直径）直径或工件直径
36、） 高速钢刀具：高速钢刀具：u 粗加工：粗加工：V 15m/min u 半精加工：半精加工：V 25m/min u 精加工：精加工：V 45m/min 硬质合金刀具：硬质合金刀具：u 粗加工：粗加工：V 30m/min u 半精加工：半精加工：V 50m/min u 精加工：精加工：V 100m/min 陶瓷刀具：陶瓷刀具：510倍的硬质合金刀具倍的硬质合金刀具 对刀点是程序的起点对刀点是程序的起点换刀点是指换刀时刀架位置换刀点是指换刀时刀架位置1）便于用数学处理和简化程序编程）便于用数学处理和简化程序编程2）在机床上找正容易，加工中便于）在机床上找正容易，加工中便于检查检查3）引起的加工误差
37、小）引起的加工误差小 以刀架转位时不碰工件及其它以刀架转位时不碰工件及其它部件位准。部件位准。 根据零件图给出的参数计根据零件图给出的参数计算出编程所需的各相关点的坐算出编程所需的各相关点的坐标值。标值。v 数值换算数值换算v 基点、节点计算基点、节点计算（1）选择原点）选择原点 尽可能让部分点的指令值与零件尽可能让部分点的指令值与零件图上的尺寸值相同。图上的尺寸值相同。 若为对称的零件，原点应选在若为对称的零件，原点应选在对称平面中的对称中心。对称平面中的对称中心。 将零件图纸上的基准尺寸换将零件图纸上的基准尺寸换算为编程坐标系中的尺寸。算为编程坐标系中的尺寸。 包括：包括： 直接换算直接换
38、算 间接换算间接换算 直接通过图样上的标注尺寸，直接通过图样上的标注尺寸，即可获得编程尺寸。即可获得编程尺寸。 若有公差时，编程尺寸取两若有公差时，编程尺寸取两极限尺寸平均值后得到编程尺寸。极限尺寸平均值后得到编程尺寸。 20140.08 59.94 16 通过平面几何、三角函数等通过平面几何、三角函数等计算方法进行必要的解算后，才计算方法进行必要的解算后，才能得到其编程尺寸的一种方法。能得到其编程尺寸的一种方法。 20 59.94140.08 1642.1确定某些重要尺寸的允许变动量。确定某些重要尺寸的允许变动量。 20 59.94 1642.11 . 01 . 040 （1）基点）基点 直
39、线段和圆弧段的交点和切点；直线段和圆弧段的交点和切点；（2）节点）节点 用来逼近直线或圆弧小段与轮用来逼近直线或圆弧小段与轮廓曲线的交点或切点。廓曲线的交点或切点。 20 59.94140.08 16-基点基点-节点节点 根据被加工曲线的形状、根据被加工曲线的形状、逼近线段的形状和允许的插补逼近线段的形状和允许的插补误差来决定。误差来决定。切线逼近法切线逼近法弦线逼近法弦线逼近法割线逼近法割线逼近法圆弧逼近法等。圆弧逼近法等。一、数控车削加工典型零件工艺分析实例一、数控车削加工典型零件工艺分析实例轴承套数控轴承套数控车削加工工车削加工工艺（单件小艺（单件小批量生产），批量生产），所用机床为所用
40、机床为CJK6240。 该零件表面由外圆柱面、内圆锥面、顺圆弧、逆圆弧及外该零件表面由外圆柱面、内圆锥面、顺圆弧、逆圆弧及外螺纹等表面组成，其中多个直径尺寸与轴向尺寸有较高的螺纹等表面组成，其中多个直径尺寸与轴向尺寸有较高的尺寸精度和表面粗糙度要求。尺寸精度和表面粗糙度要求。 零件图尺寸标注完整，符合数控加工尺寸标注要求；轮廓零件图尺寸标注完整，符合数控加工尺寸标注要求；轮廓描述清楚完整；描述清楚完整； 零件材料为零件材料为45钢，切削性能较好，无热处理和硬度要求。钢，切削性能较好，无热处理和硬度要求。1）零件图样上带公差的尺寸，因公差值较小，）零件图样上带公差的尺寸，因公差值较小，故编程时不
41、必取其平均值，而取基本尺寸。故编程时不必取其平均值，而取基本尺寸。2）左右端面均为多个尺寸的设计基准，相应）左右端面均为多个尺寸的设计基准，相应工序加工前，应先加工左、右端面。工序加工前，应先加工左、右端面。3）内孔尺寸较小，镗）内孔尺寸较小，镗120锥孔与镗锥孔与镗32孔及孔及15斜面时需掉头装夹。斜面时需掉头装夹。2、确定装夹方案、确定装夹方案1）内孔加工时以外圆定位，用三爪自动定心卡盘夹紧。）内孔加工时以外圆定位，用三爪自动定心卡盘夹紧。2）加工外轮廓时，需要设一圆锥心轴装置，用三爪卡盘）加工外轮廓时，需要设一圆锥心轴装置，用三爪卡盘夹持心轴左端，心轴右端留有中心孔并用尾座顶尖顶紧。夹持
42、心轴左端，心轴右端留有中心孔并用尾座顶尖顶紧。 先加工内孔各表面，再加工外轮廓表面。先加工内孔各表面，再加工外轮廓表面。由于该零件为单件小批量生产，外轮廓表面由于该零件为单件小批量生产，外轮廓表面车削走刀路线可沿零件轮廓顺序进行。车削走刀路线可沿零件轮廓顺序进行。 序序号号刀具刀具号号刀具规格名称刀具规格名称加工表面加工表面刀尖刀尖半径半径1T01450硬质合金端硬质合金端面车刀面车刀车端面车端面0.52T02 5 中心钻中心钻钻钻 5中心孔中心孔 3T03 26钻头钻头钻底孔钻底孔4T04 镗刀镗刀镗内孔各表面镗内孔各表面0.45T05 930右手偏刀右手偏刀自右至左车外表面自右至左车外表面
43、0.26T06 930左手偏刀左手偏刀自左至右车外表面自左至右车外表面0.27T07 600外螺纹车刀外螺纹车刀车车M45螺纹螺纹0.1工步工步号号工步内容工步内容刀具刀具号号刀具刀具规格规格主轴主轴转速转速进给进给速度速度背吃背吃刀量刀量1平端面平端面T0125253201工步工步号号工步内容工步内容刀具刀具号号刀具刀具规格规格主轴主轴转速转速进给进给速度速度背吃背吃刀量刀量2钻钻 5中心孔中心孔T02 59502.5工步工步号号工步内容工步内容刀具刀具号号刀具刀具规格规格主轴主轴转速转速进给进给速度速度背吃背吃刀量刀量3钻底孔钻底孔T03 2622013工步工步号号工步内容工步内容刀具刀具
44、号号刀具刀具规格规格主轴主轴转速转速进给进给速度速度背吃背吃刀量刀量4粗镗粗镗 32内孔、内孔、150斜面及斜面及0.5450倒角倒角T042020400.8工步工步号号工步内容工步内容刀具刀具号号刀具刀具规格规格主轴主轴转速转速进给进给速度速度背吃背吃刀量刀量5精镗精镗 32内孔、内孔、150斜面及斜面及0.5450倒角倒角T042020250.2工步工步号号工步内容工步内容刀具刀具号号刀具刀具规格规格主轴主轴转速转速进给进给速度速度背吃背吃刀量刀量6掉头装夹粗镗掉头装夹粗镗1：20锥孔锥孔T042020320400.8工步工步号号工步内容工步内容刀具刀具号号刀具刀具规格规格主轴主轴转速转速
45、进给进给速度速度背吃背吃刀量刀量7精镗精镗1：20锥孔锥孔T042020400200.2工步工步号号工步内容工步内容刀具刀具号号刀具刀具规格规格主轴主轴转速转速进给进给速度速度背吃背吃刀量刀量8心轴装夹自右至左心轴装夹自右至左粗车外轮廓粗车外轮廓T052525320401工步工步号号工步内容工步内容刀具刀具号号刀具刀具规格规格主轴主轴转速转速进给进给速度速度背吃背吃刀量刀量9自左至右粗车外轮自左至右粗车外轮廓廓T062525320401工步工步号号工步内容工步内容刀具刀具号号刀具刀具规格规格主轴主轴转速转速进给进给速度速度背吃背吃刀量刀量10自右至左精车外轮自右至左精车外轮廓廓T0525254
46、00200.1工步工步号号工步内容工步内容刀具刀具号号刀具刀具规格规格主轴主轴转速转速进给进给速度速度背吃背吃刀量刀量11自左至右精车外轮自左至右精车外轮廓廓T062525400200.1工步工步号号工步内容工步内容刀具刀具号号刀具刀具规格规格主轴主轴转速转速进给进给速度速度背吃背吃刀量刀量12卸心轴改为三爪装卸心轴改为三爪装粗车粗车M45螺纹螺纹T0725253204800.4工步工步号号工步内容工步内容刀具刀具号号刀具刀具规格规格主轴主轴转速转速进给进给速度速度背吃背吃刀量刀量13精车精车M45螺纹螺纹T0725253204800.1二、数控铣削加工典型零件工艺分析实例二、数控铣削加工典型
47、零件工艺分析实例 加工平面加工平面凸轮零件上的凸轮零件上的槽与孔，外部槽与孔，外部轮廓已加工完，轮廓已加工完，零件材料为零件材料为HT200。1、零件图工艺分析、零件图工艺分析1） 凸轮槽内外轮廓及凸轮槽内外轮廓及20、12两个孔的加工应分两个孔的加工应分粗、精加工两个阶段进行，以保证表面粗糙度要粗、精加工两个阶段进行，以保证表面粗糙度要求。求。2） 应以底面应以底面A定位，提高装夹刚度以满足垂直度定位，提高装夹刚度以满足垂直度要求。要求。2、确定装夹方案、确定装夹方案1） 加工加工20、12两个孔时，以底面两个孔时，以底面A定位（必要定位（必要时可设工艺孔），采用螺旋压板机构夹紧。时可设工艺
48、孔），采用螺旋压板机构夹紧。2） 加工凸轮槽内外轮廓时，采用加工凸轮槽内外轮廓时，采用“一面两孔一面两孔”方式定位，即以底面方式定位，即以底面A和和20、12两个孔两个孔两个孔两个孔为定位基准。为定位基准。3、确定加工顺序及走刀路线、确定加工顺序及走刀路线1）加工顺序的确定加工顺序的确定先加工用作定位基准的先加工用作定位基准的20、12两个孔；两个孔； 再加工凸轮槽内外轮廓表面。且粗、精加再加工凸轮槽内外轮廓表面。且粗、精加工分开工分开; 其中其中20、12两个孔的加工采用钻孔一粗两个孔的加工采用钻孔一粗铰一精铰方案。铰一精铰方案。2）走刀路线的确定）走刀路线的确定走刀路线包括平面进给和深度进
49、给两部分。走刀路线包括平面进给和深度进给两部分。u平面内进给时，采用顺铣方式铣削。平面内进给时，采用顺铣方式铣削。外凸轮廓从切外凸轮廓从切线方向切入。线方向切入。内凹轮廓从过内凹轮廓从过渡圆弧切入。渡圆弧切入。在在xz平面（或平面（或yz平面）来回铣削逐渐进刀到既定平面）来回铣削逐渐进刀到既定深度。深度。先打一个工艺孔，再从工艺孔进刀到既定深度。先打一个工艺孔，再从工艺孔进刀到既定深度。4、刀具选择、刀具选择5、切削用量选择、切削用量选择 凸轮槽内、外轮廓精加工时留凸轮槽内、外轮廓精加工时留0.1 mm铣削余量，铣削余量，精铰精铰20、12两个孔时留两个孔时留0.1mm铰削余量。铰削余量。 选择主轴转速与进给速度时，选择主轴转速与进给速度时，先查切削用量手册，确定切削速先查切削用量手册，确定切削速度与每齿进给量，再计算主轴转度与每齿进给量，再计算主轴转速与进给速度。速与进给速度。6、填写数控加工工艺卡片、填写数控加工工艺卡片
