1、第4章 工艺规程设计 v4.1 机械加工工艺规程设计 4.1.1 零件图的审查 4.1.2 毛坯的确定 4.1.3 定位基准的选择 4.1.4 加工工艺路线的制定 v4.2 数控加工工艺设计4.2.1 数控加工的基本过程4.2.2 数控加工工艺设计的主要内容4.2.3 数控加工程序编制4.2.4 数控加工工艺文件编制4.1 机械加工工艺规程设计4.1.1 零件图的审查零件图的审查v1分析零件图分析零件图v(1)检查零件图的完整性和正确性检查零件图的完整性和正确性v检查内容：检查内容：v检查零件视图是否正确、足够，检查零件视图是否正确、足够，v表达是否直观、清楚，表达是否直观、清楚，v绘制是否符
2、合国家标准，绘制是否符合国家标准，v尺寸、公差以及技术尺寸、公差以及技术要求要求的标注是否齐全、的标注是否齐全、合理等。合理等。v(2)零件的技术要求分析零件的技术要求分析v包括内容包括内容：v加工表面的尺寸精度；主要加工表面的形状精加工表面的尺寸精度；主要加工表面的形状精度；主要加工表面之间的相互位置精度；加工度；主要加工表面之间的相互位置精度；加工表面的粗糙度以及表面质量方面的其它要求；表面的粗糙度以及表面质量方面的其它要求；热处理要求；其它要求热处理要求；其它要求(如动平衡、未注圆角如动平衡、未注圆角或倒角、去毛刺、毛坯要求等或倒角、去毛刺、毛坯要求等)。要注意分析要注意分析这些要求在保
3、证使用性能的前提下是否经济合这些要求在保证使用性能的前提下是否经济合理，在现有生产条件下能否实现。特别要分析理，在现有生产条件下能否实现。特别要分析主要表面的技术要求主要表面的技术要求 v(3)零件的材料分析零件的材料分析v分析所提供的毛坯材质本身的机械性能和分析所提供的毛坯材质本身的机械性能和热处理状态，毛坯的铸造品质和被加工部热处理状态，毛坯的铸造品质和被加工部位的材料硬度，是否有白口、夹砂、疏松位的材料硬度，是否有白口、夹砂、疏松等。判断其加工的难易程度，为选择刀具等。判断其加工的难易程度，为选择刀具材料和切削用量提供依据材料和切削用量提供依据 v(4)合理的标注尺寸合理的标注尺寸v零件
4、图上的重要尺寸应直接标注，而且在加零件图上的重要尺寸应直接标注，而且在加工时应尽量使工艺基准与设计基准重合，工时应尽量使工艺基准与设计基准重合，并并符合尺寸链最短的原则符合尺寸链最短的原则 图图av零件图上标注的尺寸应便于测量，不要从轴零件图上标注的尺寸应便于测量，不要从轴线、中心线、假想平面等难以测量的基准线、中心线、假想平面等难以测量的基准 标注标注尺寸。尺寸。图图bv零件图上的尺寸不应标注成封闭式，以免产零件图上的尺寸不应标注成封闭式，以免产生矛盾。生矛盾。图图cv零件上非配合的自由尺寸，应按加工顺序尽零件上非配合的自由尺寸，应按加工顺序尽量从工艺基准注出。量从工艺基准注出。图图v 零件
5、上各非加工表面的位置尺寸应直接标注，零件上各非加工表面的位置尺寸应直接标注，而非加工面与加工面之间只能有一个联系尺寸。而非加工面与加工面之间只能有一个联系尺寸。图图v2 零件的结构工艺性分析零件的结构工艺性分析 v、概念概念：零件的结构工艺性是指在满足使用性能：零件的结构工艺性是指在满足使用性能的前提下，是否能以较高的生产率和最低的成本方的前提下，是否能以较高的生产率和最低的成本方便地加工出来的特性。便地加工出来的特性。v、零件的结构工艺性分析应考虑几方面：、零件的结构工艺性分析应考虑几方面：v(1)有利于达到所要求的加工质量有利于达到所要求的加工质量v合理确定零件的加工精度与表面质量合理确定
6、零件的加工精度与表面质量v保证位置精度的可能性保证位置精度的可能性 图图v(2)有利于减少加工劳动量有利于减少加工劳动量 v尽量减少不必要的加工面积尽量减少不必要的加工面积 图图 v尽量避免或简化内表面的加工尽量避免或简化内表面的加工 图图 v(3)有利于提高劳动生产率有利于提高劳动生产率（转下页）（转下页）v(3)有利于提高劳动生产率有利于提高劳动生产率v零件的有关尺寸应力求一致，并能用标准零件的有关尺寸应力求一致，并能用标准刀具加工。刀具加工。图图v减少零件的安装次数减少零件的安装次数 图图v零件的结构应便于加工零件的结构应便于加工 图图v避免在斜面上钻孔和钻头单刃切削避免在斜面上钻孔和钻
7、头单刃切削 图图 v便于多刀或多件加工便于多刀或多件加工 图图4.1.2 毛坯的确定v1毛坯的种类毛坯的种类 v(1)铸件铸件v铸件铸件适用于形状较复杂的零件毛坯。其铸造适用于形状较复杂的零件毛坯。其铸造方法有砂型铸造、精密铸造、金属型铸造、方法有砂型铸造、精密铸造、金属型铸造、压力铸造等。压力铸造等。v(2)锻件锻件v锻件锻件适用于强度要求高、形状比较简单的零适用于强度要求高、形状比较简单的零件毛坯。其锻造方法有自由锻和模锻两种。件毛坯。其锻造方法有自由锻和模锻两种。v(3)型材型材v型材型材有热轧和冷拉两种。热轧适用于尺寸较大、有热轧和冷拉两种。热轧适用于尺寸较大、精度较低的毛坯；冷拉适用
8、于尺寸较小、精度精度较低的毛坯；冷拉适用于尺寸较小、精度较高的毛坯。较高的毛坯。v(4)焊接件焊接件v焊接件焊接件是根据需要将型材或钢板等焊接而成的是根据需要将型材或钢板等焊接而成的毛坯件毛坯件 v(5)冷冲压件冷冲压件v冷冲压件冷冲压件毛坯可以非常接近成品要求，在小型毛坯可以非常接近成品要求，在小型机械、仪表、轻工电子产品方面应用广泛。机械、仪表、轻工电子产品方面应用广泛。v2毛坯选择时应考虑的因素毛坯选择时应考虑的因素v(1)零件的材料及机械性能要求零件的材料及机械性能要求 v零件材料的工艺特性和力学性能大致决定了毛零件材料的工艺特性和力学性能大致决定了毛坯的种类。坯的种类。v(2)零件的
9、结构形状与外形尺寸零件的结构形状与外形尺寸v(3)生产纲领的大小生产纲领的大小v(4)现有生产条件现有生产条件v(5)充分利用新工艺、新材料充分利用新工艺、新材料v为节约材料和能源，提高机械加工生产率，应为节约材料和能源，提高机械加工生产率，应充分考虑精密铸造、精锻、冷轧、冷挤压、粉充分考虑精密铸造、精锻、冷轧、冷挤压、粉末冶金、异型钢材及工程塑料等在机械中的应末冶金、异型钢材及工程塑料等在机械中的应用用 4.1.3 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
10、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v定位基准的定位基准的选择原则选择原则：v应先精基准，再粗基准。应先精基准，再粗基准。v1精基准的选择原则精基准的选择原则v(1)基准重合原则基准重合原则 概念概念 图图v(2)基准统一原则基准统一原则 概念概念 v(3)自为基准原则自为基准原则 概念及图概念及图v(4)互为基准原则互为基准原则 概念概念v(5)便于装夹原则便于装夹原则v2粗基准选择原则粗基准选择原则v(1)选择选择重要表面重要表面为粗基准为
11、粗基准 图图v(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v(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 v(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为粗基准粗基准 v(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 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 v3定位基准选择示例定位基准选择示例v例例4-1 右下图所示为车床进刀轴架零件，若右下图所示为车床进刀轴架零件，若已知其工艺过程为：已知其工艺过程为：v(1)划线；划线；v(
12、2)粗精刨底面和凸台；粗精刨底面和凸台；v(3)粗精镗粗精镗32H7孔；孔；v(4)钻、扩、铰钻、扩、铰l 6H9孔。孔。v试选择各工序的定位基准并确定各限制几个试选择各工序的定位基准并确定各限制几个自由度。自由度。车床进刀轴架 v解：第一道工序划线。当毛坯误差较大时，解：第一道工序划线。当毛坯误差较大时，采用划线的方法能同时兼顾到几个不加工面采用划线的方法能同时兼顾到几个不加工面对加工面的位置要求。选择不加工面对加工面的位置要求。选择不加工面R22外圆和外圆和R15外圆为粗基准，同时兼顾不加外圆为粗基准，同时兼顾不加工的上平面与底面距离工的上平面与底面距离18的要求，划出底的要求，划出底面和
13、凸台的加工线。面和凸台的加工线。v第二道工序按划线找正，刨底面和凸台。第二道工序按划线找正，刨底面和凸台。v第三道工序粗精镗第三道工序粗精镗32H7孔。加工要求为尺孔。加工要求为尺寸寸320.1、60.1及凸台侧面及凸台侧面K的平行的平行度度0.03。根据基准重合的原则选择底面和。根据基准重合的原则选择底面和凸台为定位基准，底面限制三个自由度，凸凸台为定位基准，底面限制三个自由度，凸台限制两个自由度，无基准不重合误差。台限制两个自由度，无基准不重合误差。v第四道工序钻、扩、铰第四道工序钻、扩、铰16H9孔。除孔本身的精孔。除孔本身的精度要求外，本工序应保证的位置要求为尺寸度要求外，本工序应保证
14、的位置要求为尺寸40.1、510.1及两孔的平行度要求及两孔的平行度要求0.02。根据。根据精基准选择原则，可以有三种不同的方案：精基准选择原则，可以有三种不同的方案：v(1)底面限制三个自由度，底面限制三个自由度，K面限制两个自由度面限制两个自由度v(2)32H7孔限制四个自由度，底面限制一个自由孔限制四个自由度，底面限制一个自由度度 v(3)底面限制三个自由度，底面限制三个自由度，32H7孔限制两个自由孔限制两个自由度度 v此方案可将工件套在一个长的菱形销上来实现，对此方案可将工件套在一个长的菱形销上来实现，对于三个设计要求均为基准重合，唯于三个设计要求均为基准重合，唯32H7孔对于孔对于
15、底面的平行度误差将会影响两孔在垂直平面内的平底面的平行度误差将会影响两孔在垂直平面内的平行度，应当在镗行度，应当在镗32H7孔时加以限制。孔时加以限制。v概念概念：零件机械：零件机械加工的工艺路线加工的工艺路线是指零件生产过是指零件生产过程中，由毛坯到成品所经过的工序先后顺序。程中，由毛坯到成品所经过的工序先后顺序。v拟定工艺路线的基本拟定工艺路线的基本过程图过程图 v1表面加工方法的选择表面加工方法的选择v、概念概念：表面加工方法的选择就是为零件上每：表面加工方法的选择就是为零件上每一个有质量要求的表面选择一套合理的加工方法一个有质量要求的表面选择一套合理的加工方法 v、考虑下列因素考虑下列
16、因素：v(1)工件材料的性质工件材料的性质 v(2)工件的结构和尺寸工件的结构和尺寸 v(3)生产类型生产类型 v(4)具体生产条件具体生产条件 4.1.4 加工工艺路线的制定v2加工阶段的划分加工阶段的划分 v(1)粗加工阶段粗加工阶段主要任务是切除各表面上主要任务是切除各表面上的大部分余量，其关键问题是提高生产率。的大部分余量，其关键问题是提高生产率。v (2)半精加工阶段半精加工阶段完成次要表面的加工，完成次要表面的加工，并为主要表面的精加工做准备。并为主要表面的精加工做准备。v (3)精加工阶段精加工阶段保证各主要表面达到图保证各主要表面达到图样要求，其主要问题是如何保证加工质量。样要
17、求，其主要问题是如何保证加工质量。v (4)光整加工阶段光整加工阶段对于表面粗糙度要求对于表面粗糙度要求很细和尺寸精度要求很高的表面，还需要进行很细和尺寸精度要求很高的表面，还需要进行光整加工阶段。目的光整加工阶段。目的 加工方法加工方法提高表面质量，一提高表面质量，一般不能用于提高形般不能用于提高形状精度和位置精度状精度和位置精度金刚车金刚车(镗镗)、研磨、珩磨、研磨、珩磨、超精加工、镜面磨、抛光超精加工、镜面磨、抛光及无屑加工等及无屑加工等v划分加工阶段的原因划分加工阶段的原因：v(1)保证加工质量保证加工质量 v(2)合理使用设备合理使用设备 v(3)便于安排热处理工序，使冷热加工工序配
18、便于安排热处理工序，使冷热加工工序配合的更好合的更好 v(4)有利于及早发现毛坯的缺陷有利于及早发现毛坯的缺陷(如铸件的砂眼如铸件的砂眼气孔等气孔等)v应当指出：加工阶段的划分不是绝对的，必须应当指出：加工阶段的划分不是绝对的，必须根据工件的加工精度要求和工件的刚性来决定。根据工件的加工精度要求和工件的刚性来决定。v3加工顺序的安排加工顺序的安排v(1)切削加工顺序的安排切削加工顺序的安排v先粗后精先粗后精 v先主后次先主后次 v先面后孔先面后孔 v基面先行基面先行 v(2)热处理工序的安排热处理工序的安排 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
19、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 提高零件的提高零件的硬度和耐磨硬度和耐磨性性 目的目的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v(3)辅助工序的安排辅助工序的安排v 检验工序是主要的辅助工序检验工序是主要的辅助工序v需要检验的地方需要检验的地方 v其它辅助工序有其它辅助工序有：v每道工序由每道工序由操作者自行操作者自行检验检验 在粗加工之在粗加工之后，精加后，精加工之前，工之前，零件转换零件转换车间
20、时车间时 重要工重要工序之后序之后 全部加工全部加工完毕、进完毕、进库之前库之前 表面强化表面强化去毛刺去毛刺倒棱倒棱清洗清洗防锈防锈v4工序的集中与分散工序的集中与分散v(1)工序集中工序集中 v、概念概念：v是将零件的加工集中在少数几道工序中完成，每道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。工序加工内容多，工艺路线短。v、特点特点：v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；v减少了设备数量以及操作工人人数和占地面积，减少了设备数量以及操作工人人数和占地面积，节省人力、物力；节省人力、物力；v减少了工件安装次数，利于保证表面
21、间的位置精减少了工件安装次数，利于保证表面间的位置精度；度；v采用的工装设备结构复杂，调整维修较困难，生采用的工装设备结构复杂，调整维修较困难，生产准备工作量大。产准备工作量大。v(2)工序分散工序分散 v概念概念：v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。v特点特点：v设备和工艺装备比较简单，便于调整，容易适设备和工艺装备比较简单，便于调整，容易适应产品的变换；应产品的变换；v对工人的技术要求较低；对工人的技术要求较低；v可以采用最合理的切削用量，减少机动时间；可以
22、采用最合理的切削用量，减少机动时间；v所需设备和工艺装备的数目多，操作工人多，所需设备和工艺装备的数目多，操作工人多，占地面积大。占地面积大。v工序集中或分散的程度工序集中或分散的程度 分析分析：v考虑的因素考虑的因素：主要取决于生产规模、零件的结构：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特点和技术要求，有时，还要考虑各工序生产节拍的一致性拍的一致性 v具体分析具体分析：一般情况下，单件小批生产时，只能：一般情况下，单件小批生产时，只能工序集中工序集中 大批大量生产时，既可以采用多刀、多大批大量生产时，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
23、工轴等高效、自动机床，将工序集中，也可以将工序分散后组织流水生产。序分散后组织流水生产。对于重型零件，为了减对于重型零件，为了减少工件装卸和运输的劳动量，工序应适当集中；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，则工序应适当对于刚性差且精度高的精密工件，则工序应适当分散。分散。v发展趋势发展趋势：倾向于采用工序集中的方法来组织生：倾向于采用工序集中的方法来组织生产。产。4.2 数控加工工艺设计4.2.1 数控加工的基本过程数控加工的基本过程v概念概念：v数控加工数控加工：就是泛指在数控机床上进行零件加：就是泛指在数控机床上进行零件加工的工艺过程。工的工艺过程。v数
24、控机床数控机床：是一种用计算机来控制的机床：是一种用计算机来控制的机床v数控系统数控系统：用来控制机床的计算机，不管是专：用来控制机床的计算机，不管是专用计算机、还是通用计算机都是。用计算机、还是通用计算机都是。v数控系统的指令数控系统的指令是由程序员根据工件的材质、是由程序员根据工件的材质、加工要求、机床的特性和系统所规定的指令格加工要求、机床的特性和系统所规定的指令格式式(数控语言或符号数控语言或符号)编制的。编制的。v编程编程：就是把被加工零件的工艺过程、工艺参数、：就是把被加工零件的工艺过程、工艺参数、运动要求用数字指令形式运动要求用数字指令形式(数控语言数控语言)记录在介质记录在介质
25、上，并输入数控系统。上，并输入数控系统。v数控加工程序编制方法分类数控加工程序编制方法分类：v手工手工(人工人工)编程和自动编程之分。编程和自动编程之分。v概念概念：v手工编程手工编程：程序的全部内容是由人工按数控系统：程序的全部内容是由人工按数控系统所规定的指令格式编写的。所规定的指令格式编写的。v自动编程自动编程：即计算机编程可分为以语言和绘画为：即计算机编程可分为以语言和绘画为基础的自动编程方法。基础的自动编程方法。v数控机床加工数控机床加工过程框图过程框图 v数控加工工艺的内容数控加工工艺的内容：v(1)选择并确定进行数控加工的零件及内容；选择并确定进行数控加工的零件及内容；v(2)对
26、零件图纸进行数控加工的工艺分析；对零件图纸进行数控加工的工艺分析；v(3)数控加工的工艺设计；数控加工的工艺设计；v(4)对零件图纸的数学处理；对零件图纸的数学处理；v(5)编写加工程序单；编写加工程序单；v(6)按程序单制作控制介质；按程序单制作控制介质；v(7)程序的校验与修改；程序的校验与修改；v(8)首件试加工与现场问题处理；首件试加工与现场问题处理；v(9)数控加工工艺文件的定型与归档。数控加工工艺文件的定型与归档。4.2.2 数控加工工艺设计的主要内容v1数控加工内容的选择数控加工内容的选择v、选择原则及内容选择原则及内容：v(1)普通机床无法加工的内容应作为优先选择内普通机床无法
27、加工的内容应作为优先选择内容。容。v(2)普通机床难加工，质量也难以保证的内容应普通机床难加工，质量也难以保证的内容应作为重点选择内容。作为重点选择内容。v(3)普通机床加工效率低，工人手工操作劳动强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。上进行选择。v、不宜选择数控加工的内容不宜选择数控加工的内容：v(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。v(2)加工余量极不稳定，且数控机床上又无法自加工余量极不稳定，且数控机床上又无法自动调整零件坐标位置的加工内容。动调整零件坐标
28、位置的加工内容。v(3)不能在一次安装中加工完成的零星分散部位，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工。排普通机床补充加工。v此外：要考虑生产批量、生产周期、工序间周此外：要考虑生产批量、生产周期、工序间周转情况等因素，要尽量合理使用数控机床，达转情况等因素，要尽量合理使用数控机床，达到产品质量、生产率及综合经济效益等指标都到产品质量、生产率及综合经济效益等指标都明显提高的目的，要防止将数控机床降格为普明显提高的目的，要防止将数控机床降格为普通机床使用。通机床使用。v2数控加工零件的工艺性分析数
29、控加工零件的工艺性分析 v包括内容包括内容：产品的零件图样分析和结构工艺性：产品的零件图样分析和结构工艺性分析两部分。分析两部分。v(1)零件图样分析零件图样分析 v零件图上尺寸标注方法应适应数控加工的特零件图上尺寸标注方法应适应数控加工的特点点 图图 v分析被加工零件的设计图纸分析被加工零件的设计图纸 v构成零件轮廓的几何元素构成零件轮廓的几何元素(点、线、面点、线、面)的条的条件件(如相切、相交、垂直和平行等如相切、相交、垂直和平行等)，是数控编，是数控编程的重要依据。程的重要依据。v(2)零件的结构工艺性分析零件的结构工艺性分析v零件的内腔与外形应尽量采用统一的几何类零件的内腔与外形应尽
30、量采用统一的几何类型和尺寸型和尺寸 v内槽圆角的大小决定着刀具直径的大小，所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以内槽圆角半径不应太小 图图1v零件铣槽底平面时，槽底圆角半径零件铣槽底平面时，槽底圆角半径r不要过大。不要过大。图图2v应尽可能在一次装夹中完成所有能加工表面应尽可能在一次装夹中完成所有能加工表面的加工，为此要选择便于各个表面都能加工的的加工，为此要选择便于各个表面都能加工的定位方式；若需要二次装夹，应采用统一的基定位方式；若需要二次装夹，应采用统一的基准定位。准定位。v3数控加工的工艺路线设计数控加工的工艺路线设计v数控加工的工艺路线设计与普通机床加工的常
31、规工数控加工的工艺路线设计与普通机床加工的常规工艺路线拟定的艺路线拟定的区别区别主要在于它仅是几道数控加工工主要在于它仅是几道数控加工工艺过程的概括，而不是指从毛坯到成品的整个工艺艺过程的概括，而不是指从毛坯到成品的整个工艺过程，而且要兼顾常规工序的安排，使之与整个工过程，而且要兼顾常规工序的安排，使之与整个工艺过程协调吻合。艺过程协调吻合。v(1)工序的划分工序的划分 v划分方法划分方法：v按安装次数划分工序按安装次数划分工序 v按所用刀具划分工序按所用刀具划分工序 v按粗、精加工划分工序按粗、精加工划分工序 v按加工部位划分工序按加工部位划分工序 v(2)加工顺序的安排加工顺序的安排v尽量
32、使工件的装夹次数、工作台转动次数、刀尽量使工件的装夹次数、工作台转动次数、刀具更换次数及所有空行程时间减至最少，提高加具更换次数及所有空行程时间减至最少，提高加工精度和生产率。工精度和生产率。v先内后外原则先内后外原则v精度要求较高的主要表面的粗加工应安排在次精度要求较高的主要表面的粗加工应安排在次要表面粗加工之前；大表面加工时，一般也需先要表面粗加工之前；大表面加工时，一般也需先加工大表面。加工大表面。v在同在同次安装中进行的多个工步，应先安排对次安装中进行的多个工步，应先安排对工件刚性破坏较小的工步。工件刚性破坏较小的工步。v在保证加工质量的前提下，可将粗加工和半精在保证加工质量的前提下，
33、可将粗加工和半精加工合为一道工序。加工合为一道工序。v加工中容易损伤的表面加工中容易损伤的表面(如螺纹等如螺纹等)，应放在加，应放在加工路线的后面。工路线的后面。v实例实例：如右图：如右图：v可以先在普通机床上把底面和四个轮廓面加工好可以先在普通机床上把底面和四个轮廓面加工好(“基面先行基面先行”)，其余的顶面、孔及沟槽安排在立，其余的顶面、孔及沟槽安排在立式加工中心上完成式加工中心上完成(工序集中原则工序集中原则)，加工中心工，加工中心工序按序按“先粗后精先粗后精”、“先主后次先主后次”、“先面后孔先面后孔”等原则可以划分为如下等原则可以划分为如下15个工步：个工步：v1、粗铣顶面。、粗铣顶
34、面。v2、钻、钻32、12等孔的中心孔（预钻凹坑）。等孔的中心孔（预钻凹坑）。v3、钻、钻32、12孔至孔至11.5。v4、扩、扩32孔至孔至30。v5、钻、钻36的孔至尺寸。的孔至尺寸。v6、粗铣、粗铣60沉孔及沟槽。沉孔及沟槽。v7、钻、钻4M8底孔至底孔至6.8。v8、镗、镗32孔至孔至31.7。v9、精铣顶面。、精铣顶面。v10、铰、铰12孔至尺寸。孔至尺寸。v11、精镗、精镗32孔至尺寸。孔至尺寸。v12、精铣、精铣60沉孔及沟槽至尺寸。沉孔及沟槽至尺寸。v13、12孔口倒角。孔口倒角。v14、36、4M8孔口倒角。孔口倒角。v15、攻、攻4M8螺纹完成。螺纹完成。v(3)数控加工工
35、序与普通工序的衔接数控加工工序与普通工序的衔接 v概念概念：v普通工序普通工序是指常规的加工工序、热处理工序和是指常规的加工工序、热处理工序和检验等辅助工序。检验等辅助工序。v例如是否预留加工余量，留多少、定位基准的例如是否预留加工余量，留多少、定位基准的要求、零件的热处理等要求、零件的热处理等 v4数控加工工序的设计数控加工工序的设计v数控加工工序设计的数控加工工序设计的主要任务主要任务是为每一道工序是为每一道工序选择机床、夹具、刀具及量具，确定定位夹紧选择机床、夹具、刀具及量具，确定定位夹紧方案、走刀路线、工步顺序、加工余量、工序方案、走刀路线、工步顺序、加工余量、工序尺寸及其公差、切削用
36、量和工时定额等尺寸及其公差、切削用量和工时定额等v(1)确定走刀路线和工步顺序确定走刀路线和工步顺序vA、走刀路线概念走刀路线概念：刀具在整个加工工序中相对：刀具在整个加工工序中相对于工件的运动轨迹。于工件的运动轨迹。vB、确定走刀路线时遵循的原则确定走刀路线时遵循的原则：v保证零件的加工精度和表面粗糙度保证零件的加工精度和表面粗糙度 图图v使走刀路线最短，减少刀具空行程时间，提使走刀路线最短，减少刀具空行程时间，提高加工效率。高加工效率。图图v最终轮廓一次走刀完成最终轮廓一次走刀完成 图图v(2)工件的定位与夹紧方案的确定工件的定位与夹紧方案的确定v首先应遵循前面所述有关定位基准的选择原则与
37、首先应遵循前面所述有关定位基准的选择原则与工件夹紧的基本要求。同时工件夹紧的基本要求。同时注意注意下列三点：下列三点：v力求设计基准、工艺基准与编程原点统一，以力求设计基准、工艺基准与编程原点统一，以减少基准不重合误差和数控编程中的计算工作量。减少基准不重合误差和数控编程中的计算工作量。v设法减少装夹次数，尽可能做到在一次定位装设法减少装夹次数，尽可能做到在一次定位装夹中，能加工出工件上全部或大部分待加工表面，夹中，能加工出工件上全部或大部分待加工表面，以减少装夹误差，提高加工表面之间的相互位置以减少装夹误差，提高加工表面之间的相互位置精度，充分发挥数控机床的效率。精度，充分发挥数控机床的效率
38、。v避免采用占机人工调整方案，以免占机时间太避免采用占机人工调整方案，以免占机时间太多，影响加工效率。多，影响加工效率。v(3)夹具的选择夹具的选择 v1、数控加工的特点对夹具提出的、数控加工的特点对夹具提出的基本要求基本要求：v一是保证夹具的坐标方向与机床的坐标方向相对固一是保证夹具的坐标方向与机床的坐标方向相对固定；定；v二是要能协调零件与机床坐标系的尺寸。二是要能协调零件与机床坐标系的尺寸。v2、应考虑的应考虑的其他几点：其他几点：v单件小批量生产时，优先选用组合夹具、可调夹单件小批量生产时，优先选用组合夹具、可调夹具和其他通用夹具，以缩短生产准备时间和节省生具和其他通用夹具，以缩短生产
39、准备时间和节省生产费用；产费用；v在成批生产时，才考虑采用专用夹具，并力求结在成批生产时，才考虑采用专用夹具，并力求结构简单；构简单；v零件的装卸要快速、方便、可靠，以缩短机零件的装卸要快速、方便、可靠，以缩短机床的停顿时间，减少辅助时间床的停顿时间，减少辅助时间v为满足数控加工精度，要求夹具定位、夹紧为满足数控加工精度，要求夹具定位、夹紧精度高；精度高；v夹具上各零部件应不妨碍机床对零件各表面夹具上各零部件应不妨碍机床对零件各表面的加工，即夹具要敞开，其定位、夹紧元件不的加工，即夹具要敞开，其定位、夹紧元件不能影响加工中的走刀能影响加工中的走刀(如产生碰撞等如产生碰撞等)；v为提高数控加工的
40、效率，批量较大的零件加为提高数控加工的效率，批量较大的零件加工可采用气动或液压夹具、多工位夹具。工可采用气动或液压夹具、多工位夹具。v(4)刀具的选择刀具的选择v刀具选择刀具选择总的原则总的原则是：既要求精度高、强度大、是：既要求精度高、强度大、刚性好、耐用度高，又要求尺寸稳定，安装调整刚性好、耐用度高，又要求尺寸稳定，安装调整方便。方便。v在满足加工要求的前提下，尽量选择较短的刀柄在满足加工要求的前提下，尽量选择较短的刀柄 v当代所使用的当代所使用的金属切削刀具材料金属切削刀具材料有：有：高速钢高速钢硬质合金硬质合金立方氮化硼立方氮化硼(CBN)陶瓷陶瓷聚晶金刚石聚晶金刚石v对上面五材料分别
41、介绍对上面五材料分别介绍：v根据数控加工对刀具的要求，选择刀具材料的一根据数控加工对刀具的要求，选择刀具材料的一般原则是尽可能选用般原则是尽可能选用 刀具。刀具。v 刀具不仅用于加工各种铸铁和不同钢刀具不仅用于加工各种铸铁和不同钢料，也适用于加工有色金属和非金属材料。料，也适用于加工有色金属和非金属材料。v 和和 都属于超硬刀都属于超硬刀具材料，它们可用于加工任何硬度的工件材料，具具材料，它们可用于加工任何硬度的工件材料，具有很高的切削性能，加工精度高，表面粗糙度值小有很高的切削性能，加工精度高，表面粗糙度值小v 一般仅用于加工有色金属和非金属材料一般仅用于加工有色金属和非金属材料 硬质合金硬
42、质合金陶瓷陶瓷金刚石金刚石聚晶金刚石聚晶金刚石金刚石金刚石v 一般适用加工硬度一般适用加工硬度450HBS的冷硬铸铁、合金结构钢、工具钢、的冷硬铸铁、合金结构钢、工具钢、高速钢、轴承钢以及硬度高速钢、轴承钢以及硬度350HBS的镍基合金、的镍基合金、钴基合金和高钴粉末冶金零件。钴基合金和高钴粉末冶金零件。v从刀具的结构应用方面，数控加工应尽可能从刀具的结构应用方面，数控加工应尽可能采用镶块式机夹可转位刀片以减少刀具磨损后采用镶块式机夹可转位刀片以减少刀具磨损后的更换和预调时间。的更换和预调时间。v选用涂层刀具以提高耐磨性和耐用度选用涂层刀具以提高耐磨性和耐用度。聚晶金刚石聚晶金刚石v(5)切削
43、用量的确定切削用量的确定v1、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(进给速度进给速度)。v2、切削用量的合理选择将、切削用量的合理选择将直接影响直接影响加工精度、加工精度、表面质量、生产率和经济性表面质量、生产率和经济性 v3、切削用量应遵循切削用量应遵循“2.3.3 切削用量的选择切削用量的选择”及以下及以下：v刀具差异刀具差异v机床特性机床特性 v数控机床的生产率数控机床的生产率 v5数控加工工艺守则数控加工工艺守则v数控加工应遵守普通加工通用工艺守则的有关规数控加工应遵守普通加工通用工艺守则的有关规定遵守下表定遵守下表“数控加工工
44、艺守则数控加工工艺守则”的规定的规定 项项 目目要要 求求 内内 容容加工前加工前的准的准备备(1)操作者必须根据机床使用说明书熟悉机床的性能、加工范围和精操作者必须根据机床使用说明书熟悉机床的性能、加工范围和精度，并要熟练地掌握机床及其数控装置或计算机各部分的作用及操作度，并要熟练地掌握机床及其数控装置或计算机各部分的作用及操作方法。方法。(2)检查各开关、旋钮和手柄是否在正确位置。检查各开关、旋钮和手柄是否在正确位置。(3)启动控制电气部分，按规定进行预热。启动控制电气部分，按规定进行预热。(4)开动机床使其空运转，并检查各开关、按钮、旋钮和手柄的灵敏开动机床使其空运转，并检查各开关、按钮
45、、旋钮和手柄的灵敏性及润滑系统是否正常等。性及润滑系统是否正常等。(5)熟悉被加工件的加工程序和编程原点。熟悉被加工件的加工程序和编程原点。刀刀具与具与工工 件件的装的装夹夹(1)安放刀具时应注意刀具的使用顺序，刀具的安放位置必须与程序安放刀具时应注意刀具的使用顺序，刀具的安放位置必须与程序要求的顺序和位置一致。要求的顺序和位置一致。(2)工件的装夹除应牢固可靠外，还应注意避免在工作中刀具与工件工件的装夹除应牢固可靠外，还应注意避免在工作中刀具与工件或刀具与夹具发生干涉。或刀具与夹具发生干涉。加加 工工(1)进行首件加工前，必须经过程序检查进行首件加工前，必须经过程序检查(试走程序试走程序)、
46、轨迹检查、单程、轨迹检查、单程序段试切及工件尺寸检查等步骤。序段试切及工件尺寸检查等步骤。(2)在加工时，必须正确输人程序，不得擅自更改程序。在加工时，必须正确输人程序，不得擅自更改程序。(3)在加工过程中操作者应随时监视显示装置，发现报警信号时应及在加工过程中操作者应随时监视显示装置，发现报警信号时应及时停车排除故障。时停车排除故障。(4)零件加工完后，应将程序纸带、磁带或磁盘等收藏起来妥善保管零件加工完后，应将程序纸带、磁带或磁盘等收藏起来妥善保管，以备再用。，以备再用。4.2.3 数控加工程序编制v1坐标系统坐标系统v(1)机床坐标系与运动方向机床坐标系与运动方向v概念概念：为了确定机床
47、的运动方向和移动距离，：为了确定机床的运动方向和移动距离，就要在机床上建立一个坐标系，该坐标系就叫就要在机床上建立一个坐标系，该坐标系就叫机床坐标系，也叫标准坐标系。机床坐标系，也叫标准坐标系。v数控机床上的坐标系采用数控机床上的坐标系采用右手直角笛卡尔坐标右手直角笛卡尔坐标系系 图图v右手的大拇指、食指和中指保持相互垂直，拇右手的大拇指、食指和中指保持相互垂直，拇指的方向为指的方向为X轴的正方向，食指为轴的正方向，食指为Y轴的正方向，轴的正方向，中指为中指为Z轴的正方向。轴的正方向。vA、B、C分别表示其轴线平行于分别表示其轴线平行于X、Y和和Z坐标坐标的旋转运动。根据的旋转运动。根据右手螺
48、旋定则右手螺旋定则，分别以大拇，分别以大拇指指向指指向+X、+Y、+Z方向，其余四指则分别指方向，其余四指则分别指向向+A、+B、+C轴的旋转方向。轴的旋转方向。v介绍介绍X，Y，Z三个坐标轴三个坐标轴：vZ轴轴 通常把传递切削力的主轴定为通常把传递切削力的主轴定为Z轴轴 vX轴轴 X轴一般平行于工件装夹面且与轴一般平行于工件装夹面且与Z轴垂直轴垂直vY轴轴 当当X轴与轴与Z轴确定之后，轴确定之后，Y轴垂直于轴垂直于X轴和轴和Z轴，其方向可按右手定则确定。轴，其方向可按右手定则确定。v(2)工件坐标系工件坐标系v工件坐标系工件坐标系是由编程人员根据零件图样及加工是由编程人员根据零件图样及加工工
49、艺，以零件上某一固定点为原点建立的坐标工艺，以零件上某一固定点为原点建立的坐标系。又称为编程坐标系或工作坐标系。系。又称为编程坐标系或工作坐标系。v(3)附加坐标系附加坐标系v为了编程和加工的方便，如果还有平行于为了编程和加工的方便，如果还有平行于X、Y、Z坐标轴的坐标，有时还需设置附加坐标系，坐标轴的坐标，有时还需设置附加坐标系，可以采用的附加坐标系有：第二组可以采用的附加坐标系有：第二组U、V、W坐标，第三组坐标，第三组P、Q、R坐标。坐标。v(6)换刀点换刀点v(2)机床参考点机床参考点v2几个重要术语几个重要术语 v机床参考点是机床上的一个机床参考点是机床上的一个固定点，用于对机床工作
50、台、固定点，用于对机床工作台、滑板与刀具相对运动的测量系滑板与刀具相对运动的测量系统进行标定和控制。统进行标定和控制。v在机床接通电源后，通常都在机床接通电源后，通常都要做回零操作，使刀具或工作要做回零操作，使刀具或工作台退离到机床参考点。台退离到机床参考点。又叫增量坐标，指运动终点又叫增量坐标，指运动终点的坐标值是以前一个点的坐的坐标值是以前一个点的坐标作为起点来计量的标作为起点来计量的 为防止换刀时碰伤零件、刀为防止换刀时碰伤零件、刀具或夹具，换刀点常设置在具或夹具，换刀点常设置在被加工零件的轮廓之外，并被加工零件的轮廓之外，并留有一定的安全量留有一定的安全量v(5)对刀与对刀点对刀与对刀
