第二章：數(shù)控加工工藝基礎(chǔ)PPT課件

1、四川機電職業(yè)技術(shù)學(xué)院1本章授課進(jìn)程與主要內(nèi)容：本章授課進(jìn)程與主要內(nèi)容：1、數(shù)控加工技術(shù)概述、數(shù)控加工技術(shù)概述2、數(shù)控加工的工藝設(shè)計、數(shù)控加工的工藝設(shè)計3、零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計與數(shù)控加工工藝性、零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計與數(shù)控加工工藝性 第二章：數(shù)控加工工藝基礎(chǔ)第二章：數(shù)控加工工藝基礎(chǔ)四川機電職業(yè)技術(shù)學(xué)院2第一節(jié)、數(shù)控加工技術(shù)概述第一節(jié)、數(shù)控加工技術(shù)概述一、數(shù)控加工工藝的概念 數(shù)控加工工藝，就是使用數(shù)控加工零件的一種工藝方法。 數(shù)控機床的應(yīng)用使機械加工的全過程產(chǎn)生了大的變化。涉及加工設(shè)備、工藝、工裝和自動加工過程的自動控制。 擬定數(shù)控加工工藝是進(jìn)行數(shù)控加工的一項基礎(chǔ)性工作。設(shè)備使用效果在于用戶數(shù)控加工中技術(shù)的高低

2、和工藝的擬定的正確合理與否 了解工藝的內(nèi)容、特點、適應(yīng)性。四川機電職業(yè)技術(shù)學(xué)院3二、數(shù)控加工工藝的主要內(nèi)容 數(shù)控加工與普通機床加工在方法與內(nèi)容上有相似之處，最大區(qū)別在控制方式上。 以切削加工為例： 通用機床加工零件，某道工序，其工步、機床運動先后次序、位移量、行走路線、切削參數(shù)的選擇等，由操作者自行考慮。手工完成。 數(shù)控加工時，將加工過程中所需的多種操作及刀具的切削用量、走刀方向、切削速度都用數(shù)字化的代碼表示，編成程序。并把這些代碼輸入數(shù)控裝置，通過計算機對輸入的信息進(jìn)行處理與運算，發(fā)出各種指令來控制機床的運動。加工出零件。 四川機電職業(yè)技術(shù)學(xué)院4數(shù)控加工工藝的主要內(nèi)容1）適應(yīng)性分性，選擇加工

3、零件及內(nèi)容2）數(shù)控加工工藝分析3）工藝設(shè)計4）對零件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理5）編寫程序6）校對與修改程序7）首件試加工8）編寫工藝技術(shù)文件 四川機電職業(yè)技術(shù)學(xué)院5三、數(shù)控加工的工藝特點（1）工藝內(nèi)容十分具體 由操作工人靈活掌握并通過適時調(diào)整來處理的許多具體工藝問題和細(xì)節(jié)，在數(shù)控加工時就轉(zhuǎn)變?yōu)榫幊倘藛T必須事先設(shè)計和安排的內(nèi)容。 (2)工藝的設(shè)計非常嚴(yán)密 自動化程度較高，但自適應(yīng)性差，每一環(huán)節(jié)都要考慮（3）注重加工的適應(yīng)性 選擇加工方法和加工對象要注意。要適合機床的加工特點四川機電職業(yè)技術(shù)學(xué)院6四、數(shù)控加工的特點1、優(yōu)點 （1）自動化程度高 （2）加工的零件一致性好 （3）生產(chǎn)效率較高 （4）便于產(chǎn)品研制

4、（5）便于實現(xiàn)計算機輔助設(shè)計與制造一體化2、缺點 （1）加工成本高 （2）只適宜于多品種小批量或中批量生產(chǎn) （3）維修困難四川機電職業(yè)技術(shù)學(xué)院7五、數(shù)控加工的工藝適應(yīng)性1、最適應(yīng)性1）形狀復(fù)雜，加工精度高，通用加工設(shè)備無法達(dá)到質(zhì)量要求的零件2）用數(shù)學(xué)模型描述的復(fù)雜曲線或曲面輪廓零件3）難測量、難控制進(jìn)給、難控制尺寸的不開敞內(nèi)腔的殼體或合型零件；四川機電職業(yè)技術(shù)學(xué)院82、較適應(yīng)類1）通用機床上加工時易受人為因素干擾，造成大經(jīng)濟損失。2）在通用機床上加工必須制造復(fù)雜的專用工裝零件。3）需要多次更該設(shè)計后才能定型的零件4）在通用機床上加工需要作長時間調(diào)整的零件5）通用機床加工，生產(chǎn)率低或勞動強度大的

5、零件四川機電職業(yè)技術(shù)學(xué)院93、不適應(yīng)類1）生產(chǎn)批量大的零件2）裝夾困難或完全靠找正定位來保證加工精度的零件3）加工余量不穩(wěn)定，且數(shù)控機床無在線檢測系統(tǒng)可自動調(diào)整零件坐標(biāo)位置的4）必須用特定的工藝裝備協(xié)調(diào)加工的零件四川機電職業(yè)技術(shù)學(xué)院10第二節(jié) 數(shù)控加工的工藝設(shè)計 一、數(shù)控加工工藝設(shè)計的主要內(nèi)容 工藝設(shè)計是對工件進(jìn)行數(shù)控加工的前期工藝工作，工藝方案確定以后，編程才有依據(jù)1）根據(jù)適應(yīng)性，選擇零件數(shù)控加工內(nèi)容2）對零件進(jìn)行數(shù)控工藝性分析3）擬定加工工藝路線4）設(shè)計數(shù)控加工工序5）編寫數(shù)控加工專用技術(shù)文件四川機電職業(yè)技術(shù)學(xué)院11二、數(shù)控加工工藝的設(shè)計1、選擇并決定進(jìn)行數(shù)控加工的內(nèi)容 選擇數(shù)控加工不等于

6、零件全部都如此，需對零件圖紙進(jìn)行工藝分析，選擇性的數(shù)控加工，選擇順序如下1）普通機床無法加工的2）普通機床難加工，質(zhì)量又難保證3）普通機床效率低，勞動強度大四川機電職業(yè)技術(shù)學(xué)院12 下列加工內(nèi)容則不宜采用數(shù)控加工（1）需要通過較長時間占機調(diào)整的加工內(nèi)容（毛坯的粗基準(zhǔn)定位加工第一個精基準(zhǔn)的工序）（2）必須按專用工裝協(xié)調(diào)的孔及其它加工內(nèi)容（3）不能在一次安裝中加工完成的其它零星部位，采用數(shù)控加工效果不明顯，可安排普通機床加工四川機電職業(yè)技術(shù)學(xué)院13 2、選擇數(shù)控加工方法（1）旋轉(zhuǎn)體零件的加工 數(shù)控車床或數(shù)控磨床來加工 車削零件毛坯多為棒料或鍛坯，加工余量較大且不均勻，因此在編程中，粗車的加工路線往

7、往是要考慮的主要問題。（2）孔系零件的加工 孔數(shù)多，孔位置精度要求較高，宜采用點位直線控制的數(shù)控鉆與鏜床加工。減輕工人勞動強度、提高生產(chǎn)率，易于保證精度。四川機電職業(yè)技術(shù)學(xué)院14 （3）平面與曲面輪廓零件的加工 平面輪廓多為直線和圓弧組成，兩坐標(biāo)聯(lián)動的銑床上加工。 曲面輪廓的零件，多采用三個或三個以上坐標(biāo)聯(lián)動的銑床或加工中心。（4）模具型腔的加工 型腔表面復(fù)雜、不規(guī)則，表面質(zhì)量及尺寸精度要求高，且常采用硬、韌的難加工材料，此時考慮選用粗銑后數(shù)控電火花成形加工。四川機電職業(yè)技術(shù)學(xué)院15 （5）板材零件的加工 該類零件根據(jù)零件形狀采用數(shù)控剪板機，數(shù)控板料折彎機及數(shù)控沖壓機加工。 傳統(tǒng)沖壓工藝是按模

8、具生產(chǎn)工件的形狀，模具結(jié)構(gòu)復(fù)雜，易磨損，價格昂貴，生產(chǎn)率低。 數(shù)控沖壓設(shè)備，能使加工過程按程序要求自動控制，采用小模具沖壓加工形狀復(fù)雜的大工件，一次裝夾集中完成多工序加工。 采用軟件排樣，即能保證加工精度，又能獲得高的材料利用率。 （6）平板形零件的加工 選數(shù)控電火花線切割機床加工，工件內(nèi)側(cè)角部的最小半徑由金屬絲直徑限制外，任何復(fù)雜的內(nèi)外側(cè)形狀都可以加工。 四川機電職業(yè)技術(shù)學(xué)院16三、數(shù)控加工零件的工藝性分析 從可能性和方便性分析1、零件圖樣上尺寸數(shù)據(jù)的給出應(yīng)符合編程方便的原則（1）零件圖上尺寸標(biāo)注方法應(yīng)適應(yīng)數(shù)控加工的特點 同一基準(zhǔn)引注尺寸或直接給出坐標(biāo)尺寸。便于編程，便于尺寸之間的相互協(xié)調(diào)。

9、（2）構(gòu)成零件輪廓的幾何元素的條件應(yīng)充分 手工編程，要計算每個接點坐標(biāo)。在自動編程時，要對構(gòu)成零件輪廓的所有幾何元素進(jìn)行定義 。 四川機電職業(yè)技術(shù)學(xué)院17 2 2、零件各加工部位的結(jié)構(gòu)工藝性應(yīng)符合數(shù)控加工的特點、零件各加工部位的結(jié)構(gòu)工藝性應(yīng)符合數(shù)控加工的特點 1 1）零件的內(nèi)腔和外形最好采用統(tǒng)一的幾何類型）零件的內(nèi)腔和外形最好采用統(tǒng)一的幾何類型, ,減少刀具減少刀具規(guī)格和換刀次數(shù)規(guī)格和換刀次數(shù) 2 2）內(nèi)槽圓角的大小決定刀具直徑的大小，因而內(nèi)槽圓角）內(nèi)槽圓角的大小決定刀具直徑的大小，因而內(nèi)槽圓角半徑不應(yīng)太小。半徑不應(yīng)太小。 3 3）零件銑削底平面時，槽底圓角半徑不應(yīng)過大。圖）零件銑削底平面時，

10、槽底圓角半徑不應(yīng)過大。圖7-47-4 4 4）應(yīng)采用統(tǒng)一的基準(zhǔn)定位）應(yīng)采用統(tǒng)一的基準(zhǔn)定位 保證兩次裝夾加工其相對位置保證兩次裝夾加工其相對位置的準(zhǔn)確性。的準(zhǔn)確性。 零件上最好有合適的孔作為定位孔作為定位基準(zhǔn)孔零件上最好有合適的孔作為定位孔作為定位基準(zhǔn)孔四川機電職業(yè)技術(shù)學(xué)院18四、數(shù)控加工的工藝路線設(shè)計四、數(shù)控加工的工藝路線設(shè)計1、工序劃分、工序劃分 數(shù)控加工零件，工序可以集中，盡可能一次裝夾中完成大數(shù)控加工零件，工序可以集中，盡可能一次裝夾中完成大部分或全部工序。根據(jù)零件圖樣，分析是否可以在一臺數(shù)控部分或全部工序。根據(jù)零件圖樣，分析是否可以在一臺數(shù)控機床機床完成全部工序。機床機床完成全部工序。

11、（1）按零件裝夾定位方式劃分工序）按零件裝夾定位方式劃分工序 零件結(jié)構(gòu)形狀不同，定位方式不同。加工外形，以內(nèi)形零件結(jié)構(gòu)形狀不同，定位方式不同。加工外形，以內(nèi)形定位；加工內(nèi)形，以外形定位。定位；加工內(nèi)形，以外形定位。 四川機電職業(yè)技術(shù)學(xué)院19 （2）按粗、精加工劃分工序）按粗、精加工劃分工序 根據(jù)零件的加工精度、剛度和變形等因素來劃分工序，先粗根據(jù)零件的加工精度、剛度和變形等因素來劃分工序，先粗加工在精加工。加工在精加工。 用不同的機床或不同的刀具進(jìn)行。一次安裝中，不允許將用不同的機床或不同的刀具進(jìn)行。一次安裝中，不允許將零件某一部分表面加工完畢后，再加工零件的其它的表面。零件某一部分表面加工完

12、畢后，再加工零件的其它的表面。 如圖如圖7-6，先切出除整個零件的大部分余量，再將其表面精，先切出除整個零件的大部分余量，再將其表面精車一遍，以保證加工精度和表面粗糙度的要求。車一遍，以保證加工精度和表面粗糙度的要求。 （3）按所用刀具劃分工序）按所用刀具劃分工序 在一次裝夾中，盡可能用同一把刀具加工出可能加工的所有在一次裝夾中，盡可能用同一把刀具加工出可能加工的所有部位部位四川機電職業(yè)技術(shù)學(xué)院20 2 2、工步的劃分、工步的劃分 主要從加工精度和效率兩方面考慮。一個工序內(nèi)往往采用主要從加工精度和效率兩方面考慮。一個工序內(nèi)往往采用不同的刀具和切削用量，對不同的表面進(jìn)行加工。工序又細(xì)分不同的刀具

13、和切削用量，對不同的表面進(jìn)行加工。工序又細(xì)分為工步。以加工中心為例說明工步劃分原則為工步。以加工中心為例說明工步劃分原則 1 1）同一表面按粗加工、半精加工、精加工依次完成，或）同一表面按粗加工、半精加工、精加工依次完成，或全部加工表面按先粗后精加工分開進(jìn)行。全部加工表面按先粗后精加工分開進(jìn)行。 2 2）對于又銑又鏜的零件，可先銑面后鏜孔。）對于又銑又鏜的零件，可先銑面后鏜孔。 此法可提高孔的加工精度。銑削時切削力較大，工件易發(fā)此法可提高孔的加工精度。銑削時切削力較大，工件易發(fā)生變形。生變形。 3 3）按刀具劃分工步。某些機床工作臺回轉(zhuǎn)時間比換刀時）按刀具劃分工步。某些機床工作臺回轉(zhuǎn)時間比換刀

14、時間短，以刀具劃分工步，減少換刀次數(shù)，提高效率。間短，以刀具劃分工步，減少換刀次數(shù)，提高效率。 四川機電職業(yè)技術(shù)學(xué)院21 3、加工順序的安排、加工順序的安排 根據(jù)零件的結(jié)構(gòu)和毛坯狀況，以及定位安裝與夾緊的需根據(jù)零件的結(jié)構(gòu)和毛坯狀況，以及定位安裝與夾緊的需要來考慮，重點是保證定位夾緊時工件的剛度和有利于保要來考慮，重點是保證定位夾緊時工件的剛度和有利于保證加工精度。證加工精度。1）上道工序的加工不能影響下道工序的定位與夾緊）上道工序的加工不能影響下道工序的定位與夾緊2）先進(jìn)行外型加工工序，后進(jìn)行內(nèi)型加工工序）先進(jìn)行外型加工工序，后進(jìn)行內(nèi)型加工工序3）以相同定位、夾緊方式或同一把刀具加工的工序、最

15、好）以相同定位、夾緊方式或同一把刀具加工的工序、最好連續(xù)進(jìn)行，以減少重復(fù)定位次數(shù)，換刀次數(shù)與挪動壓緊元連續(xù)進(jìn)行，以減少重復(fù)定位次數(shù)，換刀次數(shù)與挪動壓緊元件次數(shù)。件次數(shù)。4）在同一次安裝中進(jìn)行的多道工序，應(yīng)先安排對工件剛性）在同一次安裝中進(jìn)行的多道工序，應(yīng)先安排對工件剛性破壞較小的工序。破壞較小的工序。 四川機電職業(yè)技術(shù)學(xué)院224、數(shù)控加工工序與普通工序的銜接、數(shù)控加工工序與普通工序的銜接 數(shù)控加工的工藝路線設(shè)計僅是幾道數(shù)控加工工藝過程，數(shù)控加工的工藝路線設(shè)計僅是幾道數(shù)控加工工藝過程，而不是毛坯到成品的整個工藝過程。數(shù)控加工工序穿插與整而不是毛坯到成品的整個工藝過程。數(shù)控加工工序穿插與整個工藝過

16、程的中間，則工藝路線設(shè)計應(yīng)與整個工藝過程協(xié)調(diào)。個工藝過程的中間，則工藝路線設(shè)計應(yīng)與整個工藝過程協(xié)調(diào)。 建立相互狀態(tài)要求，如：留多少加工余量；定位面與定建立相互狀態(tài)要求，如：留多少加工余量；定位面與定位孔的精度要求及形位公差；對毛坯的熱處理狀態(tài)要求；目位孔的精度要求及形位公差；對毛坯的熱處理狀態(tài)要求；目的是達(dá)到相互能滿足加工需要，且質(zhì)量目標(biāo)及技術(shù)要求明確，的是達(dá)到相互能滿足加工需要，且質(zhì)量目標(biāo)及技術(shù)要求明確，交接驗收有依據(jù)。交接驗收有依據(jù)。 數(shù)控工藝路線設(shè)計是下一步工序設(shè)計的基礎(chǔ)，設(shè)計質(zhì)量直數(shù)控工藝路線設(shè)計是下一步工序設(shè)計的基礎(chǔ)，設(shè)計質(zhì)量直接影響零件的加工質(zhì)量與生產(chǎn)效率。接影響零件的加工質(zhì)量與生

17、產(chǎn)效率。四川機電職業(yè)技術(shù)學(xué)院23五、數(shù)控加工工序設(shè)計五、數(shù)控加工工序設(shè)計 主要任務(wù)：擬定本工序的具體加工內(nèi)容、切削用量、定位主要任務(wù)：擬定本工序的具體加工內(nèi)容、切削用量、定位夾緊方式及刀具運動軌跡，選擇刀具、夾具、量具等工藝裝備，夾緊方式及刀具運動軌跡，選擇刀具、夾具、量具等工藝裝備，為編制加工程序作充分準(zhǔn)備。為編制加工程序作充分準(zhǔn)備。 注意幾點注意幾點1、確定走刀路線和安排工步順序、確定走刀路線和安排工步順序 走刀路線是刀具在整個加工工序中的運動軌跡，包括工步內(nèi)走刀路線是刀具在整個加工工序中的運動軌跡，包括工步內(nèi)容，反映工步順序，是編程的重要依據(jù)之一。工步劃分與安排容，反映工步順序，是編程的

18、重要依據(jù)之一。工步劃分與安排根據(jù)走刀路線進(jìn)行。確定走刀路線應(yīng)注意：根據(jù)走刀路線進(jìn)行。確定走刀路線應(yīng)注意： 1）加工路線應(yīng)保證被加工零件的精度和表面粗糙度；）加工路線應(yīng)保證被加工零件的精度和表面粗糙度； 2）數(shù)值計算簡單，以減少編程工作量；）數(shù)值計算簡單，以減少編程工作量； 3）應(yīng)使加工路線最短）應(yīng)使加工路線最短 4）加工后變形較小的路線。例如細(xì)長軸或薄板零件，采用）加工后變形較小的路線。例如細(xì)長軸或薄板零件，采用多次走刀加工。多次走刀加工。四川機電職業(yè)技術(shù)學(xué)院24 確定加工路線，還考慮加工余量和機床、刀具剛度，確確定加工路線，還考慮加工余量和機床、刀具剛度，確定一次走刀還是多次走刀，順銑還是逆

19、銑定一次走刀還是多次走刀，順銑還是逆銑 銑削平面零件，一般采用立銑刀側(cè)刃進(jìn)行切削。銑削平面零件，一般采用立銑刀側(cè)刃進(jìn)行切削。 為減少接刀痕跡，保證表面質(zhì)量，銑刀的切入和切出點要為減少接刀痕跡，保證表面質(zhì)量，銑刀的切入和切出點要精心設(shè)計。切入與切出應(yīng)沿零件輪廓曲線的延長線進(jìn)行。精心設(shè)計。切入與切出應(yīng)沿零件輪廓曲線的延長線進(jìn)行。 銑削內(nèi)輪廓表面時，切入與切出無法延伸，銑刀可沿零件銑削內(nèi)輪廓表面時，切入與切出無法延伸，銑刀可沿零件輪廓的法線方向切入與切出，并將切入、切出點選在零件輪輪廓的法線方向切入與切出，并將切入、切出點選在零件輪廓兩幾何元素的交接點。廓兩幾何元素的交接點。 凹槽的三種加工路線，行

20、切法，差；環(huán)切法，中；先行后凹槽的三種加工路線，行切法，差；環(huán)切法，中；先行后環(huán)，好。環(huán)，好。四川機電職業(yè)技術(shù)學(xué)院252、定位基準(zhǔn)與夾緊方案的確定、定位基準(zhǔn)與夾緊方案的確定 注意三點注意三點 1）力求設(shè)計、工藝與編程計算的基準(zhǔn)統(tǒng)一；）力求設(shè)計、工藝與編程計算的基準(zhǔn)統(tǒng)一； 2）盡量減少裝夾次數(shù)）盡量減少裝夾次數(shù) 3）避免采用占機人工調(diào)整式方案）避免采用占機人工調(diào)整式方案3、夾具的選擇、夾具的選擇 1）零件批量小，盡量采用組合夾具、可調(diào)式夾具和通用夾具；）零件批量小，盡量采用組合夾具、可調(diào)式夾具和通用夾具； 2）成批生產(chǎn)時，采用專用夾具，力求結(jié)構(gòu)簡單；）成批生產(chǎn)時，采用專用夾具，力求結(jié)構(gòu)簡單； 3）夾具盡量要開敞，避免干涉）夾具盡量要開敞，避免干涉 4）裝卸零件要方便可靠）裝卸零件要方便可靠四川機電職業(yè)技術(shù)學(xué)院264、刀具的選擇、刀具的選擇 數(shù)控加工的特點對刀具的強度及耐用度要求高，強度不好，數(shù)控加工的特點對刀具的強度及耐用度要求高，強度不好，刀具不宜做粗、精加工，影響生產(chǎn)效率；耐用度差，經(jīng)常換刀具不宜做粗、精加工，影響生產(chǎn)效率；耐用度差，經(jīng)常換刀、對刀，增加輔助時間，容易在工件輪廓上留下接刀刀痕。刀、對刀，增加輔助時間，容易在工件輪廓上留下接刀刀痕。 刀具、輔具的選擇原則：質(zhì)量第一，價格第二。刀具、輔具的選擇原則