數(shù)控加工工藝與圖形的數(shù)學(xué)處理學(xué)習(xí)教案

1、數(shù)控加工工藝與圖形的數(shù)學(xué)數(shù)控加工工藝與圖形的數(shù)學(xué)(shxu)處理處理第一頁，共41頁。本章學(xué)習(xí)目標(biāo)：本章學(xué)習(xí)目標(biāo)： 本章講述數(shù)控加工工藝與圖形數(shù)學(xué)處本章講述數(shù)控加工工藝與圖形數(shù)學(xué)處理理(chl)的基本內(nèi)容與方法，并以典型實的基本內(nèi)容與方法，并以典型實例講述了零件的數(shù)控加工工藝分析及其工例講述了零件的數(shù)控加工工藝分析及其工藝文件的制定。是數(shù)控機(jī)床編程中的基本藝文件的制定。是數(shù)控機(jī)床編程中的基本內(nèi)容，為學(xué)習(xí)后續(xù)各章內(nèi)容打好基礎(chǔ)。本內(nèi)容，為學(xué)習(xí)后續(xù)各章內(nèi)容打好基礎(chǔ)。本章要求理解數(shù)控加工工藝分析與圖形數(shù)學(xué)章要求理解數(shù)控加工工藝分析與圖形數(shù)學(xué)處理處理(chl)的基本概念和基本內(nèi)容，掌握的基本概念和基本內(nèi)

2、容，掌握數(shù)控加工工藝分析與圖形數(shù)學(xué)處理數(shù)控加工工藝分析與圖形數(shù)學(xué)處理(chl)的方法，并能熟練地制定數(shù)控加工工藝文的方法，并能熟練地制定數(shù)控加工工藝文件。件。 第1頁/共41頁第二頁，共41頁。第2頁/共41頁第三頁，共41頁。第3頁/共41頁第四頁，共41頁。圖3-1 零件(ln jin)復(fù)雜程度與零件(ln jin)批量的關(guān)系 圖3-2 零件(ln jin)批量與總加工費用的關(guān)系第4頁/共41頁第五頁，共41頁。 當(dāng)零件不太復(fù)雜(fz)，生產(chǎn)批量不太大時，宜采用通用機(jī)床； 當(dāng)生產(chǎn)批量很大時，數(shù)控機(jī)床就顯得更為適用了。 圖3-2表明了隨生產(chǎn)批量的不同，采用三種機(jī)床加工時，綜合(zngh)費用

3、的比較。 由圖可知，在多品種、小批量（100件以下）的生產(chǎn)情況下，使用數(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。第5頁/共41頁第六頁，共41頁。第6頁/共41頁第七頁，共41頁。第7頁/共41頁第八頁，共41頁。圖3-3 數(shù)控加工(ji gng)工藝性對比 第8頁/共41頁第九頁，共41頁。圖3-4 零件(ln jin)底面圓弧對加工工藝的影響 第9頁/共41頁第十頁，共41頁。第10頁/共41頁第十一頁，共41頁。第11頁/共41頁第十二頁，共41頁。第12頁/共41頁第十三頁，共41頁。第13頁/共41頁第十四頁，共41頁。 如圖3-7所示的片狀凸輪，按定位方

4、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)行。以外圓表面的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表面輪廓。第14頁/共41頁第十五頁，共41頁。圖3-8 車削(ch xu)加工的零件 第15頁/共41頁第十六頁，共41頁。第16頁/共41頁第十七頁，共41頁。1）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)，盡可能在一次定位裝夾中加工出全部 待加工面。3）避免采用占機(jī)人工調(diào)整時間長的裝夾方案 4）夾緊力的作用點應(yīng)落在工件(gngjin)剛性較好的部

5、位。 如圖下圖a薄壁套的軸向剛性比徑向剛性好，用卡爪徑向夾緊時工件(gngjin)變形大，若沿軸向施加夾緊力，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夾緊，改變著力點位置，以減小夾緊變形,如圖c所示。第17頁/共41頁第十八頁，共41頁。 圖圖1 夾緊力作用點與夾緊變形的關(guān)系夾緊力作用點與夾緊變形的關(guān)系 a) b) c)夾緊力作用點與夾緊變形夾緊力作用點與夾緊變形(bin xng)的關(guān)系的關(guān)系第18頁/共41頁第十九頁，共41頁。第19頁/共41頁第二十頁，共41頁。 4）在成批生產(chǎn)中還可以采用多位、多件夾具，或直接采

6、用柔性夾具。例如在數(shù)控銑床或立式加工中心的工作臺上，可安裝一塊與工作臺大小一樣的平板，如下圖。它即可作為大工件的基礎(chǔ)板，也可作為多個(du )中小工件的公共基礎(chǔ)板，依次加工并排裝夾的多個(du )中小工件。 新型新型(xnxng)數(shù)控夾具元數(shù)控夾具元件件第20頁/共41頁第二十一頁，共41頁。第21頁/共41頁第二十二頁，共41頁。v車削加工刀具車削加工刀具(doj) ：常用機(jī)夾式可轉(zhuǎn)位刀具：常用機(jī)夾式可轉(zhuǎn)位刀具(doj) ，結(jié)構(gòu)如，結(jié)構(gòu)如圖圖3-10所示。所示。圖圖3-10 機(jī)夾式可轉(zhuǎn)位機(jī)夾式可轉(zhuǎn)位(zhun wi)車刀車刀 刀片是機(jī)夾可轉(zhuǎn)位刀具的一個最重要組成元件。按照國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 2

7、076-1987切削刀具用轉(zhuǎn)位刀片型號表示規(guī)則，可轉(zhuǎn)位刀片的形狀和表達(dá)特性如圖3-11所示。第22頁/共41頁第二十三頁，共41頁。第23頁/共41頁第二十四頁，共41頁。v銑削銑削(x xu)加工刀具加工刀具 圖圖3-14 常用常用(chn yn)銑刀銑刀 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)盤形盤形銑刀銑刀第24頁/共41頁第二十五頁，共41頁。v孔加工孔加工(ji gng)刀具刀具 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3-15 可轉(zhuǎn)位可轉(zhuǎn)位(zhun wi)淺孔鉆淺孔鉆 第25頁/共41

8、頁第二十六頁，共41頁。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)節(jié)螺釘調(diào)節(jié)螺釘(ludng) 2緊固螺釘緊固螺釘(ludng)第26頁/共41頁第二十七頁，共41頁。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(lum) 4刀桿刀桿 5螺母螺母(lum) 6拉緊螺釘拉緊螺釘 7導(dǎo)向鍵導(dǎo)向鍵第27頁/共41頁第二十八頁，共41頁。圖3-18 硬質(zhì)合金(yn zh h jn)單刃鉸刀第28頁/共41頁第二十九頁，共41頁。 鉸削精度為IT6IT7級，表面粗糙度Ra為0.81.6m的大直徑通孔時，可選用專

9、為加工中心設(shè)計(shj)的浮動鉸刀。圖3-19所示的即為加工中心上使用的浮動鉸刀。 圖3-19 加工中心上使用的浮動鉸刀1刀桿體 2可調(diào)式浮動鉸刀體 3 圓錐端螺釘 4 螺母(lum) 5定位滑塊 6螺釘 第29頁/共41頁第三十頁，共41頁。v數(shù)控機(jī)床的工具數(shù)控機(jī)床的工具(gngj)系統(tǒng)系統(tǒng) 把通用性較強的幾種裝夾工具（例如裝夾銑刀、鏜刀、擴(kuò)鉸刀、鉆頭和絲錐(szhu)等）系列化、標(biāo)準(zhǔn)化就成為通常所說的工具系統(tǒng)。 我國除了已制定的標(biāo)準(zhǔn)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)系數(shù)控機(jī)床（含加工中心）的主軸與刀具之間的輔助系統(tǒng)。TS

10、G82工具系統(tǒng)各種輔具和刀具具有(jyu)結(jié)構(gòu)簡單、緊湊、裝卸靈活、使用方便、更換迅速等特點 。第30頁/共41頁第三十一頁，共41頁。 對刀儀是用來調(diào)整或測量刀具尺寸的。對刀儀結(jié)構(gòu)有許多種，其對刀精度0.1-0.001mm。從結(jié)構(gòu)上來講，有直接接觸式測量和光屏投影放大測量兩種。讀數(shù)方法也各不相同，有的用圓盤刻度或游標(biāo)(yubio)讀數(shù)，有的則用光學(xué)讀數(shù)頭或數(shù)字顯示器等。 第31頁/共41頁第三十二頁，共41頁。 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(fngd)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)

11、的直徑和軸向尺寸值。第32頁/共41頁第三十三頁，共41頁。 圖3-21(b)是將刀具接觸壓力傳感器的對刀面，通過壓力傳感器的指示燈和機(jī)床坐標(biāo)(zubio)顯示來進(jìn)行對刀的。 第33頁/共41頁第三十四頁，共41頁。 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)行刀具長度對刀、直徑對刀；自動進(jìn)行刀具長度及直徑的補償，并進(jìn)行自動修正；工件坐標(biāo)原點的位置測量。 如果機(jī)床主軸并未采用高速軸承(zhuchng)，即不是陶瓷主軸，則可采用此刀具自動對刀系統(tǒng)。第34頁/共41頁第三十五頁，共41頁。 圖3-22 光學(xué)對刀儀 3-23 HPA刀具(doj)測量系統(tǒng) 第35頁/共41頁第三十六頁，共41頁。第36頁/共41頁第三十七頁，共41頁。第