數控培訓02講

1、數控加工，是指在數控機床上進行零數控加工，是指在數控機床上進行零件加工的一種工藝方法。件加工的一種工藝方法。 數控機床程序編制過程的主要內容包數控機床程序編制過程的主要內容包括：零件圖的分析、數控機床的選擇、工括：零件圖的分析、數控機床的選擇、工件裝夾方法的確定、加工工藝的確定、刀件裝夾方法的確定、加工工藝的確定、刀具的選擇、程序的編制、程序的調試。從具的選擇、程序的編制、程序的調試。從零件圖的分析開始到零件加工完畢零件圖的分析開始到零件加工完畢 。利用一般的計算工具，通過各種數學利用一般的計算工具，通過各種數學方法，人工進行刀具軌跡的運算，并進行方法，人工進行刀具軌跡的運算，并進行指令編制。

2、這種方式比較簡單，很容易掌指令編制。這種方式比較簡單，很容易掌握，適應性較大。適用于中等復雜程度程握，適應性較大。適用于中等復雜程度程序、計算量不大的零件編程，對機床操作序、計算量不大的零件編程，對機床操作人員來講必須掌握。人員來講必須掌握。（1）自動編程軟件編程）自動編程軟件編程利用通用的微型計算機及專用的自動利用通用的微型計算機及專用的自動編程軟件，以人機對話方式確定加工對象編程軟件，以人機對話方式確定加工對象和加工條件自動進行運算和生成指令。和加工條件自動進行運算和生成指令。 專用軟件多為在開放式操作系統(tǒng)環(huán)境專用軟件多為在開放式操作系統(tǒng)環(huán)境下，在微型計算機上開發(fā)的，成本低、通下，在微型計

3、算機上開發(fā)的，成本低、通用性強。用性強。（2）CAD/CAM集成數控編程系統(tǒng)自集成數控編程系統(tǒng)自動編程動編程利用利用CAD/CAM系統(tǒng)進行零件的設計、系統(tǒng)進行零件的設計、分析及加工編程。該種方法適用于制造業(yè)分析及加工編程。該種方法適用于制造業(yè)中的中的CAD/CAM集成編程數控系統(tǒng)，目前集成編程數控系統(tǒng)，目前正被廣泛應用。該方式適應面廣、效率高、正被廣泛應用。該方式適應面廣、效率高、程序質量好適用于各類柔性制造系統(tǒng)程序質量好適用于各類柔性制造系統(tǒng)（FMS）和集成制造系統(tǒng)（和集成制造系統(tǒng)（CIMS），），但但投資大，掌握起來需要一定時間。投資大，掌握起來需要一定時間。數控加工的程序是數控機床的指令

4、性數控加工的程序是數控機床的指令性文件。數控機床受控于程序指令，加工的文件。數控機床受控于程序指令，加工的全過程都是按程序指令自動進行的。因此，全過程都是按程序指令自動進行的。因此，數控加工程序與普通機床工藝規(guī)程有較大數控加工程序與普通機床工藝規(guī)程有較大差別，涉及的內容也較廣。差別，涉及的內容也較廣。數控機床加工程序不僅要包括零件的數控機床加工程序不僅要包括零件的工藝過程，而且還要包括切削用量，走刀工藝過程，而且還要包括切削用量，走刀路線，刀具尺寸以及機床的運動過程。因路線，刀具尺寸以及機床的運動過程。因此，要求編程人員對數控機床的性能、特此，要求編程人員對數控機床的性能、特點、運動方式、刀具

5、系統(tǒng)、切削規(guī)范以及點、運動方式、刀具系統(tǒng)、切削規(guī)范以及工件的裝夾方法都要非常熟悉。工件的裝夾方法都要非常熟悉。 數控加工工藝概括起來主要包括如下數控加工工藝概括起來主要包括如下內容。內容。（1）選擇適合在數控機床上加工的）選擇適合在數控機床上加工的零件，確定工序內容。零件，確定工序內容。（2）分析被加工零件的圖紙，明確）分析被加工零件的圖紙，明確加工內容及技術要求。加工內容及技術要求。（3）確定零件的加工方案，制定數）確定零件的加工方案，制定數控加工工藝路線。如劃分工序、安排加工控加工工藝路線。如劃分工序、安排加工順序以及處理與非數控加工工序的銜接等。順序以及處理與非數控加工工序的銜接等。（4

6、）加工工序的設計。如選取零件）加工工序的設計。如選取零件的定位基準、夾具方案的確定、劃分工步、的定位基準、夾具方案的確定、劃分工步、選取刀輔具和確定切削用量等。選取刀輔具和確定切削用量等。（5）數控加工程序的調整。選取對）數控加工程序的調整。選取對刀點和換刀點，確定刀具補償，確定加刀點和換刀點，確定刀具補償，確定加工路線。工路線。（6）分配數控加工中的容差。）分配數控加工中的容差。（7）處理數控機床上的部分工藝指）處理數控機床上的部分工藝指令。令。雖然數控加工工藝內容較多，但有雖然數控加工工藝內容較多，但有些內容與普通機床加工工藝非常相似。些內容與普通機床加工工藝非常相似。選擇數控加工內容時，

7、應考慮以下問題選擇數控加工內容時，應考慮以下問題（1）優(yōu)先選擇普通機床上無法加工）優(yōu)先選擇普通機床上無法加工的內容，作為數控加工的內容；的內容，作為數控加工的內容；（2）重點選擇普通機床難加工、質）重點選擇普通機床難加工、質量也難以保證的內容，作為數控加工的內量也難以保證的內容，作為數控加工的內容；容；（3）普通機床加工效率低、工人操）普通機床加工效率低、工人操作勞動強度大的內容，可考慮在數控機床作勞動強度大的內容，可考慮在數控機床上加工。上加工。與上述內容比較，下列一些內容則不與上述內容比較，下列一些內容則不宜選擇采用數控機床加工：宜選擇采用數控機床加工：（1）需要通過較長時間占機調整的）需

8、要通過較長時間占機調整的內容，如以毛坯的粗基準定位來加工第一內容，如以毛坯的粗基準定位來加工第一個精基準的工序等；個精基準的工序等；（2）必須按專用工裝協(xié)調的孔及其）必須按專用工裝協(xié)調的孔及其他加工內容。主要原因是采集編程用的資他加工內容。主要原因是采集編程用的資料有困難，協(xié)調效果也不一定理想；料有困難，協(xié)調效果也不一定理想；（3）不能在一次裝夾中加工完成的）不能在一次裝夾中加工完成的其他零星部位，采用數控加工很麻煩，效其他零星部位，采用數控加工很麻煩，效果不明顯，可安排在普通機床進行補加工。果不明顯，可安排在普通機床進行補加工。這類零件一般在數控車床上加工這類零件一般在數控車床上加工 。宜用

9、點位元直線控制的數控鉆鏜床或宜用點位元直線控制的數控鉆鏜床或數控加工中心加工。數控加工中心加工。 加工曲面輪廓的零件，多采用三個或加工曲面輪廓的零件，多采用三個或三個以上坐標聯(lián)動的數控銑床或加工中心三個以上坐標聯(lián)動的數控銑床或加工中心加工。加工。 此時可考慮選用數控電火花機床成形此時可考慮選用數控電火花機床成形加工。加工。該類零件可考慮選擇數控線切割機床該類零件可考慮選擇數控線切割機床加工。加工。 工序劃分的原則有兩種：工序集中原工序劃分的原則有兩種：工序集中原則和工序分散原則。則和工序分散原則。工序集中的特點是：工序集中的特點是：（1）有利于采用高生產率的專用設）有利于采用高生產率的專用設備

10、和數控機床，可大大提高勞動生產率；備和數控機床，可大大提高勞動生產率；（2）設備數量少，減少了操作工人）設備數量少，減少了操作工人和操作面積：和操作面積： （3）工序數目少，工藝路線短，簡）工序數目少，工藝路線短，簡化了生產計劃和生產組織工作；化了生產計劃和生產組織工作；（4）工件安裝次數少，縮短了輔助）工件安裝次數少，縮短了輔助時間，容易保證加工表面的相互位置精度；時間，容易保證加工表面的相互位置精度；（5）數控機床、專用設備和工藝裝）數控機床、專用設備和工藝裝備投資大，尤其是專用設備和工藝裝備調備投資大，尤其是專用設備和工藝裝備調整和維修比較麻煩，生產準備工作量大，整和維修比較麻煩，生產準

11、備工作量大，新產品轉換周期長。新產品轉換周期長。工序分散的特點是：工序分散的特點是：（1）設備與工藝裝備比較簡單，調）設備與工藝裝備比較簡單，調整方便，工人容易掌握，生產準備工作量整方便，工人容易掌握，生產準備工作量少，容易適應產品的更換；少，容易適應產品的更換；（2）便于采用最合理的切削用量，）便于采用最合理的切削用量，減少基本時間；減少基本時間；（3）設備數量少，操作人員多，生）設備數量少，操作人員多，生產面積大。產面積大。加工工序劃分時，除應考慮工序集中加工工序劃分時，除應考慮工序集中和工序分散外，還需考慮如下一些原則。和工序分散外，還需考慮如下一些原則。（1）盡可能選用標準夾具（組合夾

12、）盡可能選用標準夾具（組合夾具），在成批生產時才考慮專用夾具，并具），在成批生產時才考慮專用夾具，并力求夾具結構簡單。力求夾具結構簡單。（2）裝卸工件要方便可靠，以縮短）裝卸工件要方便可靠，以縮短輔助時間和保證安全。輔助時間和保證安全。（3）工件定位夾緊的部位應不妨礙）工件定位夾緊的部位應不妨礙各部位的加工、刀具更換及重要部位的測各部位的加工、刀具更換及重要部位的測量。尤其要避免刀具與工件、刀具與夾具量。尤其要避免刀具與工件、刀具與夾具產生碰撞的現象。產生碰撞的現象。（4）夾具的安裝要準確可靠，同時）夾具的安裝要準確可靠，同時應具備足夠的強度和剛度，以減小其變形應具備足夠的強度和剛度，以減小其

13、變形對加工精度的影響。對加工精度的影響。（5）應盡可能采用氣、液壓夾具。）應盡可能采用氣、液壓夾具。 “對刀點對刀點”是指數控加工時，刀具相是指數控加工時，刀具相對工件運動的起點，這個起點也是編程時對工件運動的起點，這個起點也是編程時程序的起點。因此，程序的起點。因此，“對刀點對刀點”也稱也稱“程程序起點序起點”或或“起刀點起刀點”。在編程時應正確。在編程時應正確選擇對刀點的位置。選擇的原則如下：選擇對刀點的位置。選擇的原則如下：（1）選定的對刀點位置應便于數）選定的對刀點位置應便于數學處理和使程序編制簡單；學處理和使程序編制簡單；（2）在機床上容易找正；）在機床上容易找正；（3）加工過程中便

14、于檢查；）加工過程中便于檢查；（4）引起的加工誤差小。）引起的加工誤差小。對刀時，應使刀位點與對刀點重合。對刀時，應使刀位點與對刀點重合?！暗段稽c刀位點”一般是指車刀、鏜刀的刀尖；一般是指車刀、鏜刀的刀尖；鉆頭的鉆尖；立銑刀、面銑刀刀頭底面的鉆頭的鉆尖；立銑刀、面銑刀刀頭底面的中心；球頭銑刀的球頭中心。中心；球頭銑刀的球頭中心。（1）銑削外輪廓表面的進給路線）銑削外輪廓表面的進給路線 （2）銑削內輪廓表面的進給路線）銑削內輪廓表面的進給路線當工件表面無硬皮，機床進給機構無當工件表面無硬皮，機床進給機構無間隙時，應選用順銑，按照順銑安排進給間隙時，應選用順銑，按照順銑安排進給路線。路線。 當工件

15、表面有硬皮，機床的進給機構當工件表面有硬皮，機床的進給機構有間隙時，應選用逆銑，按照逆銑安排進有間隙時，應選用逆銑，按照逆銑安排進給路線。因為逆銑時，刀齒是從已加工表給路線。因為逆銑時，刀齒是從已加工表面切入，不會崩刀；機床進給機構的間隙面切入，不會崩刀；機床進給機構的間隙不會引起振動和爬行。不會引起振動和爬行。查表法是根據各工廠的生產實踐和實查表法是根據各工廠的生產實踐和實驗研究積累的資料，先制成各種表格，再驗研究積累的資料，先制成各種表格，再匯集成手冊。匯集成手冊。 經驗估算法是根據工藝編制人員的實經驗估算法是根據工藝編制人員的實際經驗確定加工余量。際經驗確定加工余量。 分析計算法是根據一

16、定的試驗資料和分析計算法是根據一定的試驗資料和上述的加工余量計算公式，分析影響加工上述的加工余量計算公式，分析影響加工余量的各項因素，并計算確定加工余量。余量的各項因素，并計算確定加工余量。 目前涂鍍刀具，立方氮化硼等刀具已目前涂鍍刀具，立方氮化硼等刀具已廣泛用于加工中心，陶瓷刀具與金剛石刀廣泛用于加工中心，陶瓷刀具與金剛石刀具也開始在加工中心上運用。具也開始在加工中心上運用。數控刀具應具有較高的耐用度和剛度，數控刀具應具有較高的耐用度和剛度，刀頭材料熱脆性好，有良好斷屑性能，和刀頭材料熱脆性好，有良好斷屑性能，和可調、易更換等特點?？烧{、易更換等特點。平面銑削應該用不重磨硬質合金端銑平面銑削

17、應該用不重磨硬質合金端銑刀或立銑刀。刀或立銑刀。 立銑刀和鑲硬質合金刀片的立銑刀主立銑刀和鑲硬質合金刀片的立銑刀主要用于加工凸輪，凹槽和箱口面。要用于加工凸輪，凹槽和箱口面。 為了提高槽寬的加工精度減少銑刀的為了提高槽寬的加工精度減少銑刀的種類，加工時可采用直徑比槽寬小的銑刀，種類，加工時可采用直徑比槽寬小的銑刀，先銑槽的中間部分，然后用刀具半徑補償先銑槽的中間部分，然后用刀具半徑補償功能來銑槽的兩邊，以達到提高槽的加工功能來銑槽的兩邊，以達到提高槽的加工精度的目的。精度的目的。在加工中心上鉆孔都是無鉆模直接鉆在加工中心上鉆孔都是無鉆模直接鉆孔，因此一般鉆孔深度約為直徑的孔，因此一般鉆孔深度約

18、為直徑的5倍左倍左右，細長孔子的加工易于折斷，要注意冷右，細長孔子的加工易于折斷，要注意冷卻和倒屑卻和倒屑 。在加工中心上進行鏜削加工通常是采在加工中心上進行鏜削加工通常是采用懸臂式的加工，因此要求鏜刀有足夠的用懸臂式的加工，因此要求鏜刀有足夠的剛性和較好的精度。剛性和較好的精度。在鏜孔過程中一般采用移動工作臺或在鏜孔過程中一般采用移動工作臺或立柱完成立柱完成Z向進給（臥式），保證懸伸不向進給（臥式），保證懸伸不變，從而獲得進給的剛性。變，從而獲得進給的剛性。圖圖2-20所示為一現代數控車刀，它主所示為一現代數控車刀，它主要由刀體、刀片和刀片緊固系統(tǒng)要由刀體、刀片和刀片緊固系統(tǒng)3部分組部分組成

19、。成。機夾式車刀按刀片緊固方法的差異可機夾式車刀按刀片緊固方法的差異可分為杠桿式、契塊式、螺釘式、上壓式。分為杠桿式、契塊式、螺釘式、上壓式。圖圖2-21是上壓式緊固系統(tǒng)結構圖，它由楔是上壓式緊固系統(tǒng)結構圖，它由楔塊式夾具、銷、刀墊和螺絲釘組成。塊式夾具、銷、刀墊和螺絲釘組成。車刀刀片的材料主要有高速鋼、車刀刀片的材料主要有高速鋼、硬質合金、涂層硬質合金、陶瓷和金硬質合金、涂層硬質合金、陶瓷和金剛石等，其中應用最多的是硬質合金剛石等，其中應用最多的是硬質合金和涂層硬質合金刀片。和涂層硬質合金刀片。 影響切削條件的因素有：影響切削條件的因素有：（1）機床、工具、刀具及工件的剛）機床、工具、刀具及

20、工件的剛性；性；（2）切削速度、切削深度、切削進）切削速度、切削深度、切削進給率；給率；（3）工件精度及表面粗糙度；）工件精度及表面粗糙度；（4）刀具預期壽命及最大生產率；）刀具預期壽命及最大生產率；（5）切削液的種類、冷卻方式；）切削液的種類、冷卻方式；（6）工件材料的硬度及熱處理狀況；）工件材料的硬度及熱處理狀況；（7）工件數量；）工件數量；（8）機床的壽命。）機床的壽命。上述諸因素中以切削速度、切削深上述諸因素中以切削速度、切削深度、切削進給率為主要因素。度、切削進給率為主要因素。決定切削速度的因素很多，概括起來決定切削速度的因素很多，概括起來有如下幾種。有如下幾種。（1）刀具材質。）刀具材質。（2）工件材料。）工件材料。（3）刀具壽命。）刀具壽命。（4）切削深度與進刀量。）切削深度與進刀量。（5）刀具的形狀。）刀具的形狀。（6）冷卻液使用。）冷卻液使用。（7）機床性能。）機床性能。 數控加工工藝文件是編程員編制的與數控加工工藝文件是編程員編制的與程序單配套的有關技術文件，它是操作者程序單配套的有關技術文件，它是操作者必須遵守、執(zhí)行的規(guī)程。必須遵守、執(zhí)行的規(guī)程。 數控加工工藝規(guī)程卡是數控加工工藝數控加工工藝規(guī)程卡是數控加工工藝文件重要組成部分之一，它規(guī)定了工序內文件重要組成部分之一，它規(guī)定了工序內容、加工順序