第3部分?jǐn)?shù)控加工工藝與圖形的數(shù)學(xué)處理ppt課件

1、本章學(xué)習(xí)目的：本章學(xué)習(xí)目的： 本章講述數(shù)控加工工藝與圖形數(shù)本章講述數(shù)控加工工藝與圖形數(shù)學(xué)處置的根本內(nèi)容與方法，并以典型學(xué)處置的根本內(nèi)容與方法，并以典型實(shí)例講述了零件的數(shù)控加工工藝分析實(shí)例講述了零件的數(shù)控加工工藝分析及其工藝文件的制定。是數(shù)控機(jī)床編及其工藝文件的制定。是數(shù)控機(jī)床編程中的根本內(nèi)容，為學(xué)習(xí)后續(xù)各章內(nèi)程中的根本內(nèi)容，為學(xué)習(xí)后續(xù)各章內(nèi)容打好根底。本章要求了解數(shù)控加工容打好根底。本章要求了解數(shù)控加工工藝分析與圖形數(shù)學(xué)處置的根本概念工藝分析與圖形數(shù)學(xué)處置的根本概念和根本內(nèi)容，掌握數(shù)控加工工藝分析和根本內(nèi)容，掌握數(shù)控加工工藝分析與圖形數(shù)學(xué)處置的方法，并能熟練地與圖形數(shù)學(xué)處置的方法，并能熟練地制

2、定數(shù)控加工工藝文件。制定數(shù)控加工工藝文件。 本章教學(xué)學(xué)時：本章教學(xué)學(xué)時：8學(xué)時學(xué)時本章教學(xué)要求本章教學(xué)要求重點(diǎn)重點(diǎn) 數(shù)控加工工藝分析與圖形數(shù)學(xué)處置的數(shù)控加工工藝分析與圖形數(shù)學(xué)處置的根本概念；根本概念； 數(shù)控加工工藝分析的內(nèi)容與方法，數(shù)數(shù)控加工工藝分析的內(nèi)容與方法，數(shù)控加工工藝控加工工藝 文件的制定。文件的制定。難點(diǎn)難點(diǎn) 數(shù)控加工工藝文件的制定。數(shù)控加工工藝文件的制定。3.1 數(shù)控加工工藝數(shù)控加工工藝圖3-1 零件復(fù)雜程度與零件批量的關(guān)系 圖3-2 零件批量與總加工費(fèi)用的關(guān)系 圖3-1闡明了隨零件的復(fù)雜程度和消費(fèi)批量的不同，三種機(jī)床適用范圍的變化。 當(dāng)零件不太復(fù)雜，消費(fèi)批量不太大時，宜采用通用機(jī)

3、床； 當(dāng)消費(fèi)批量很大時，數(shù)控機(jī)床就顯得更為適用了。 圖3-2闡明了隨消費(fèi)批量的不同，采用三種機(jī)床加工時，綜合費(fèi)用的比較。 由圖可知，在多種類、小批量100件以下的消費(fèi)情況下，運(yùn)用數(shù)控機(jī)床可獲得較好的經(jīng)濟(jì)效益。零件批量的增大，對選用數(shù)控機(jī)床是不利的。數(shù)控機(jī)床通常最適宜加工具有以下特點(diǎn)的零件數(shù)控機(jī)床通常最適宜加工具有以下特點(diǎn)的零件1多種類、小批量消費(fèi)的零件或新產(chǎn)品試制中的零多種類、小批量消費(fèi)的零件或新產(chǎn)品試制中的零件。件。2輪廓外形復(fù)雜，對加工精度要求較高的零件。輪廓外形復(fù)雜，對加工精度要求較高的零件。3用普通機(jī)床加工時，需求有昂貴的工藝配備工用普通機(jī)床加工時，需求有昂貴的工藝配備工具、夾具具、夾

4、具 和模具的零件。和模具的零件。4需求多次改型的零件。需求多次改型的零件。 5價值昂貴，加工中不允許報廢的關(guān)鍵零件。價值昂貴，加工中不允許報廢的關(guān)鍵零件。6需求最短消費(fèi)周期的急需零件。需求最短消費(fèi)周期的急需零件。 從數(shù)控加工的能夠性和方便性兩方面分析其工藝性。零件圖的尺寸標(biāo)注應(yīng)符合編程方便的原那么1零件圖上尺寸標(biāo)注方法應(yīng)順應(yīng)數(shù)控加工的特點(diǎn)。2構(gòu)成零件輪廓的幾何元素的條件應(yīng)充分。 零件的構(gòu)造工藝性應(yīng)符合數(shù)控加工的特點(diǎn)1零件的內(nèi)腔和外形最好采用一致的幾何類型和尺寸。2內(nèi)槽圓角的大小決議著刀具直徑的大小，因此內(nèi)槽圓角半徑不應(yīng)過小 。如圖3-3 圖3-3 數(shù)控加工工藝性對比 3零件銑削底平面時，槽底圓

5、角半徑r不應(yīng)過大， 如圖3-4所示。 4應(yīng)采用一致的基準(zhǔn)定位。 圖3-4 零件底面圓弧對加工工藝的影響 常用加工方法的經(jīng)濟(jì)加工精度及粗糙度可查閱有關(guān)工常用加工方法的經(jīng)濟(jì)加工精度及粗糙度可查閱有關(guān)工藝手冊。藝手冊。 數(shù)控加工工藝道路設(shè)計與普通機(jī)床加工工藝道路設(shè)計的主要區(qū)別,在于它往往不是指從毛坯到廢品的整個工藝過程，而僅是幾道數(shù)控加工工序工藝過程的詳細(xì)描畫。因此在工藝道路設(shè)計中一定要留意到，由于數(shù)控加工工序普通都交叉于零件加工的整個工藝過程中，因此要與其它加工工藝銜接好。常見工藝流程如右圖所示。 如圖3-7所示的片狀凸輪，按定位方式可分為兩道工序，第一道工序可在數(shù)控機(jī)床上也可普通機(jī)床上進(jìn)展。以外

6、圓外表的B平面定位加工端面A和直徑22H7的內(nèi)孔，然后再加工端面B和4H7的工藝孔；第二道工序以已加工過的兩個孔和一個端面定位，在另一臺數(shù)控銑床或加工中心上銑削凸輪外外表輪廓。 如圖3-8所示批量消費(fèi)的零件，第一道工序在數(shù)控車床上進(jìn)展粗車削時，應(yīng)切除整個零件的大部分余量；第二道工序在另一臺數(shù)控車床上進(jìn)展半、精車削，以保證加工精度和外表粗糙度的要求。 圖3-8 車削加工的零件 1力求設(shè)計、工藝與編程計算的基準(zhǔn)一致。2盡量減少裝夾次數(shù)，盡能夠在一次定位裝夾中加工出全部 待加工面。3防止采用占機(jī)人工調(diào)整時間長的裝夾方案 4夾緊力的作用點(diǎn)應(yīng)落在工件剛性較好的部位。 如圖以下圖a薄壁套的軸向剛性比徑向剛

7、性好，用卡爪徑向夾緊時工件變形大，假設(shè)沿軸向施加夾緊力，變形會小得多。在夾緊圖b所示的薄壁箱體時，夾緊力不應(yīng)作用在箱體的頂面，而應(yīng)作用在剛性較好的凸邊上，或改為在頂面上三點(diǎn)夾緊，改動著力點(diǎn)位置，以減小夾緊變形,如圖c所示。 圖圖1 夾緊力作用點(diǎn)與夾緊變形的關(guān)系夾緊力作用點(diǎn)與夾緊變形的關(guān)系 a) b) c)夾緊力作用點(diǎn)與夾緊變形的關(guān)系夾緊力作用點(diǎn)與夾緊變形的關(guān)系 4在成批消費(fèi)中還可以采用多位、多件夾具，或直接采用柔性夾具。例如在數(shù)控銑床或立式加工中心的任務(wù)臺上，可安裝一塊與任務(wù)臺大小一樣的平板，如以下圖。它即可作為大工件的根底板，也可作為多個中小工件的公共根底板，依次加工并排裝夾的多個中小工件。

8、 新型數(shù)控夾具元件新型數(shù)控夾具元件v車削加工刀具車削加工刀具 ：常用機(jī)夾式可轉(zhuǎn)位刀具：常用機(jī)夾式可轉(zhuǎn)位刀具 ，構(gòu)造如圖，構(gòu)造如圖3-10所示。所示。圖圖3-10 機(jī)夾式可轉(zhuǎn)位車刀機(jī)夾式可轉(zhuǎn)位車刀 刀片是機(jī)夾可轉(zhuǎn)位刀具的一個最重要組成元件。按照國家規(guī)范GB/T 2076-1987，可轉(zhuǎn)位刀片的外形和表達(dá)特性如圖3-11所示。v銑削加工刀具銑削加工刀具 圖圖3-14 常用銑刀常用銑刀 a) 球頭銑刀球頭銑刀 b) 環(huán)形銑刀環(huán)形銑刀 c) 鼓形銑刀鼓形銑刀 d) 錐形銑刀錐形銑刀 e)盤形盤形銑刀銑刀v孔加工刀具孔加工刀具 常用的有鉆頭、鏜刀、鉸刀和絲錐等。常用的有鉆頭、鏜刀、鉸刀和絲錐等。 圖圖3

9、-15 可轉(zhuǎn)位淺孔鉆可轉(zhuǎn)位淺孔鉆 圖圖3-16 單刃鏜刀單刃鏜刀a) 通孔鏜刀通孔鏜刀 b階梯孔鏜刀階梯孔鏜刀 c) 盲孔鏜刀盲孔鏜刀1調(diào)理螺釘調(diào)理螺釘 2緊固螺釘緊固螺釘圖圖3-17 微調(diào)鏜刀微調(diào)鏜刀1刀體刀體 2刀片刀片 3調(diào)整螺母調(diào)整螺母 4刀桿刀桿 5螺母螺母 6拉緊螺拉緊螺釘釘 7導(dǎo)向鍵導(dǎo)向鍵圖3-18 硬質(zhì)合金單刃鉸刀 鉸削精度為IT6IT7級，外表粗糙度Ra為0.81.6m的大直徑通孔時，可選用專為加工中心設(shè)計的浮動鉸刀。圖3-19所示的即為加工中心上運(yùn)用的浮動鉸刀。 圖3-19 加工中心上運(yùn)用的浮動鉸刀1刀桿體 2可調(diào)式浮動鉸刀體 3 圓錐端螺釘 4 螺母 5定位滑塊 6螺釘

10、v數(shù)控機(jī)床的工具系統(tǒng)數(shù)控機(jī)床的工具系統(tǒng) 把通用性較強(qiáng)的幾種裝夾工具例如裝夾銑刀、鏜刀、擴(kuò)鉸刀、鉆頭和絲錐等系列化、規(guī)范化就成為通常所說的工具系統(tǒng)。 我國除了已制定的規(guī)范刀具系列外，還建立了TSG82數(shù)控工具系統(tǒng)， 如教材圖3-20所示。該系統(tǒng)是鏜銑類數(shù)控工具系統(tǒng)，是一個聯(lián)絡(luò)數(shù)控機(jī)床含加工中心的主軸與刀具之間的輔助系統(tǒng)。TSG82工具系統(tǒng)各種輔具和刀具具有構(gòu)造簡單、緊湊、裝卸靈敏、運(yùn)用方便、改換迅速等特點(diǎn) 。 對刀儀是用來調(diào)整或丈量刀具尺寸的。對刀儀構(gòu)造有許多種，其對刀精度0.1-0.001mm。從構(gòu)造上來講，有直接接觸式丈量和光屏投影放大丈量兩種。讀數(shù)方法也各不一樣，有的用圓盤刻度或游標(biāo)讀數(shù)，有的那么用光學(xué)讀數(shù)頭或數(shù)字顯示器等。 圖3-21(a) 是將刀具安裝在刀座上后，調(diào)整鏡頭，就可以在屏幕上見到放大的刀具刃口部分的影像，此時調(diào)整屏幕使米字刻線與刃口重合，即完成對刀，同時在數(shù)字顯示器上可讀出相應(yīng)的直徑和軸向尺寸值。 圖3-21(b)是將刀具接觸壓力傳感器的對刀面，經(jīng)過壓力傳感器的指示燈和機(jī)床坐標(biāo)顯示來進(jìn)展對刀的。 加工中心自動對刀系統(tǒng)是由對刀器、APT信號轉(zhuǎn)換器及通訊電纜及測頭組成。 可自動進(jìn)展刀具長度對刀、直徑對刀；自動進(jìn)展刀具長度及直徑的補(bǔ)償，并進(jìn)展自動修正；工件坐標(biāo)原點(diǎn)的位