數(shù)控加工工藝概述精選課件

1、數(shù)控加工工藝概述教學(xué)目的：明確數(shù)控加工工藝的概念和內(nèi)容，以及在數(shù)控加工中的重要作用，同時(shí)應(yīng)對(duì)目前最先進(jìn)的數(shù)控加工技術(shù)和加工工藝有一個(gè)整體性和概括性的了解。重點(diǎn)內(nèi)容： 1.初步認(rèn)識(shí)數(shù)控加工的工藝過程 2.掌握數(shù)控加工和普通機(jī)加工的區(qū)別數(shù)控加工的概念 根據(jù)零件圖樣及工藝要求等原始條件，編制零件數(shù)控加工程序，并輸入到數(shù)控機(jī)床的數(shù)控系統(tǒng)，以控制數(shù)控機(jī)床中刀具與工件的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，從而完成零件的加工。數(shù)控加工數(shù)控加工的過程 制定工藝閱讀零件工藝分析數(shù)控編程程序傳輸雖然數(shù)控加工與傳統(tǒng)的機(jī)械加工相比，在加工的方法和內(nèi)容上有許多相似之處，但由于采用了數(shù)字化的控制形式和數(shù)控機(jī)床，許多傳統(tǒng)加工過程中的人工操作被計(jì)算機(jī)

2、和數(shù)控系統(tǒng)的自動(dòng)控制所取代。 通過把數(shù)字化了的刀具移動(dòng)軌跡信息（通常指CNC加工程序），傳入數(shù)控機(jī)床的數(shù)控裝置，經(jīng)過譯碼、運(yùn)算，指揮執(zhí)行機(jī)構(gòu)（伺服電機(jī)帶動(dòng)的主軸和工作臺(tái)）控制刀具與工件相對(duì)運(yùn)動(dòng)，從而加工出符合編程設(shè)計(jì)要求的零件。數(shù)控加工的原理 伺服驅(qū)動(dòng)機(jī)床零點(diǎn)數(shù)控加工工藝的概念 數(shù)控加工工藝是采用數(shù)控機(jī)床加工零件時(shí)所運(yùn)用各種方法和技術(shù)手段的總和，應(yīng)用于整個(gè)數(shù)控加工工藝過程。 數(shù)控加工工藝是伴隨著數(shù)控機(jī)床的產(chǎn)生、發(fā)展而逐步完善起來的一種應(yīng)用技術(shù)，它是人們大量數(shù)控加工實(shí)踐的經(jīng)驗(yàn)總結(jié)。 數(shù)控加工工藝過程 數(shù)控加工工藝過程是利用切削刀具在數(shù)控機(jī)床上直接改變加工對(duì)象的形狀、尺寸、表面位置、表面狀態(tài)等，使

3、其成為成品或半成品的過程。 數(shù)控加工工藝的內(nèi)容： (1) 選擇并確定進(jìn)行數(shù)控加工的零件及內(nèi)容；(2) 對(duì)零件圖紙進(jìn)行數(shù)控加工的工藝分析；(3) 數(shù)控加工的工藝設(shè)計(jì)；(4) 對(duì)零件圖紙的數(shù)學(xué)處理；(5) 編寫加工程序單；(6) 按程序單制作控制介質(zhì)；(7) 程序的校驗(yàn)與修改；(8) 首件試加工與現(xiàn)場問題處理；(9) 數(shù)控加工工藝文件的定型與歸檔。1數(shù)控加工內(nèi)容的選擇、選擇原則及內(nèi)容：(1) 普通機(jī)床無法加工的內(nèi)容應(yīng)作為優(yōu)先選擇內(nèi)容。(2) 普通機(jī)床難加工，質(zhì)量也難以保證的內(nèi)容應(yīng)作為重點(diǎn)選擇內(nèi)容。(3) 普通機(jī)床加工效率低，工人手工操作勞動(dòng)強(qiáng)度大的內(nèi)容，可在數(shù)控機(jī)床尚有加工能力的基礎(chǔ)上進(jìn)行選擇。、

4、不宜選擇數(shù)控加工的內(nèi)容： (1) 需要用較長時(shí)間占機(jī)調(diào)整的加工內(nèi)容。(2) 加工余量極不穩(wěn)定，且數(shù)控機(jī)床上又無法自動(dòng)調(diào)整零件坐標(biāo)位置的加工內(nèi)容。(3) 不能在一次安裝中加工完成的零星分散部位，采用數(shù)控加工很不方便，效果不明顯，可以安排普通機(jī)床補(bǔ)充加工。此外：要考慮生產(chǎn)批量、生產(chǎn)周期、工序間周轉(zhuǎn)情況等因素，要盡量合理使用數(shù)控機(jī)床，達(dá)到產(chǎn)品質(zhì)量、生產(chǎn)率及綜合經(jīng)濟(jì)效益等指標(biāo)都明顯提高的目的，要防止將數(shù)控機(jī)床降格為普通機(jī)床使用。 2數(shù)控加工零件的工藝性分析 包括內(nèi)容：產(chǎn)品的零件圖樣分析和結(jié)構(gòu)工藝性分析兩部分。(1) 零件圖樣分析 零件圖上尺寸標(biāo)注方法應(yīng)適應(yīng)數(shù)控加工的特點(diǎn) 分析被加工零件的設(shè)計(jì)圖紙 構(gòu)成

5、零件輪廓的幾何元素(點(diǎn)、線、面)的條件(如相切、相交、垂直和平行等)，是數(shù)控編程的重要依據(jù)。 (2) 零件的結(jié)構(gòu)工藝性分析零件的內(nèi)腔與外形應(yīng)盡量采用統(tǒng)一的幾何類型和尺寸 內(nèi)槽圓角的大小決定著刀具直徑的大小，所以內(nèi)槽圓角半徑不應(yīng)太小 零件銑槽底平面時(shí)，槽底圓角半徑r不要過大。 應(yīng)盡可能在一次裝夾中完成所有能加工表面的加工，為此要選擇便于各個(gè)表面都能加工的定位方式；若需要二次裝夾，應(yīng)采用統(tǒng)一的基準(zhǔn)定位。 3數(shù)控加工的工藝路線設(shè)計(jì)數(shù)控加工的工藝路線設(shè)計(jì)與普通機(jī)床加工的常規(guī)工藝路線擬定的區(qū)別主要在于它僅是幾道數(shù)控加工工藝過程的概括，而不是指從毛坯到成品的整個(gè)工藝過程，而且要兼顧常規(guī)工序的安排，使之與整

6、個(gè)工藝過程協(xié)調(diào)吻合。 (1) 工序的劃分 劃分方法 ：按安裝次數(shù)劃分工序 按所用刀具劃分工序 按粗、精加工劃分工序 按加工部位劃分工序 (2) 加工順序的安排盡量使工件的裝夾次數(shù)、工作臺(tái)轉(zhuǎn)動(dòng)次數(shù)、刀具更換次數(shù)及所有空行程時(shí)間減至最少，提高加工精度和生產(chǎn)率。先內(nèi)后外原則精度要求較高的主要表面的粗加工應(yīng)安排在次要表面粗加工之前；大表面加工時(shí)，一般也需先加工大表面。在同次安裝中進(jìn)行的多個(gè)工步，應(yīng)先安排對(duì)工件剛性破壞較小的工步。在保證加工質(zhì)量的前提下，可將粗加工和半精加工合為一道工序。加工中容易損傷的表面(如螺紋等)，應(yīng)放在加工路線的后面。實(shí)例 ：如右圖：可以先在普通機(jī)床上把底面和四個(gè)輪廓面加工好(“

7、基面先行”)，其余的頂面、孔及溝槽安排在立式加工中心上完成(工序集中原則)，加工中心工序按“先粗后精”、“先主后次”、“先面后孔”等原則可以劃分為如下15個(gè)工步：1、粗銑頂面。2、鉆32、12等孔的中心孔（預(yù)鉆凹坑）。3、鉆32、12孔至11.5。4、擴(kuò)32孔至30。5、鉆36的孔至尺寸。 6、粗銑60沉孔及溝槽。7、鉆4M8底孔至6.8。8、鏜32孔至31.7。9、精銑頂面。10、鉸12孔至尺寸。11、精鏜32孔至尺寸。12、精銑60沉孔及溝槽至尺寸。13、12孔口倒角。14、36、4M8孔口倒角。15、攻4M8螺紋完成。 數(shù)控加工工藝與普通加工工藝的區(qū)別及特點(diǎn) 由于數(shù)控加工采用了計(jì)算機(jī)控制

8、系統(tǒng)和數(shù)控機(jī)床，使得數(shù)控加工具有加工自動(dòng)化程度高、精度高、質(zhì)量穩(wěn)定、生成效率高、周期短、設(shè)備使用費(fèi)用高等特點(diǎn)。在數(shù)控加工工藝上也與普通加工工藝具有一定的差異。 1、數(shù)控加工工藝內(nèi)容要求更加具體、詳細(xì)普通加工工藝許多具體工藝問題，如工步的劃分與安排、刀具的幾何形狀與尺寸、走刀路線、加工余量、切削用量等，在很大程度上由操作人員根據(jù)實(shí)際經(jīng)驗(yàn)和習(xí)慣自行考慮和決定，一般無須工藝人員在設(shè)計(jì)工藝規(guī)程時(shí)進(jìn)行過多的規(guī)定，零件的尺寸精度也可由試切保證。數(shù)控加工工藝所有工藝問題必須事先設(shè)計(jì)和安排好，并編入加工程序中。數(shù)控工藝不僅包括詳細(xì)的切削加工步驟，還包括工夾具型號(hào)、規(guī)格、切削用量和其它特殊要求的內(nèi)容，以及標(biāo)有數(shù)

9、控加工坐標(biāo)位置的工序圖等。在自動(dòng)編程中更需要確定詳細(xì)的各種工藝參數(shù)。2、數(shù)控加工工藝要求更嚴(yán)密、精確普通加工工藝數(shù)控加工工藝加工時(shí)可以根據(jù)加工過程中出現(xiàn)的問題比較自由地進(jìn)行人為調(diào)整。 自適應(yīng)性較差，加工過程中可能遇到的所有問題必須事先精心考慮，否則導(dǎo)致嚴(yán)重的后果。 編程尺寸并不是零件圖上設(shè)計(jì)的尺寸的簡單再現(xiàn)，在對(duì)零件圖進(jìn)行數(shù)學(xué)處理和計(jì)算時(shí)，編程尺寸設(shè)定值要根據(jù)零件尺寸公差要求和零件的形狀幾何關(guān)系重新調(diào)整計(jì)算，才能確定合理的編程尺寸。 3、制定數(shù)控加工工藝要進(jìn)行零件圖形的數(shù)學(xué)處理和編程尺寸設(shè)定值的計(jì)算 在數(shù)控加工中，刀具的移動(dòng)軌跡是由插補(bǔ)運(yùn)算完成的。根據(jù)差補(bǔ)原理分析，在數(shù)控系統(tǒng)已定的條件下，進(jìn)給

10、速度越快，則插補(bǔ)精度越低，導(dǎo)致工件的輪廓形狀精度越差。尤其在高精度加工時(shí)這種影響非常明顯。 4、考慮進(jìn)給速度對(duì)零件形狀精度的影響制定數(shù)控加工工藝時(shí)，選擇切削用量要考慮進(jìn)給速度對(duì)加工零件形狀精度的影響。 復(fù)雜形面的加工編程通常采用自動(dòng)編程方式，自動(dòng)編程中必須先選定刀具再生成刀具中心運(yùn)動(dòng)軌跡，因此對(duì)于不具有刀具補(bǔ)償功能的數(shù)控機(jī)床來說，若刀具預(yù)先選擇不當(dāng)，所編程序只能推倒重來。 5、強(qiáng)調(diào)刀具選擇的重要性6、數(shù)控加工工藝的特殊要求由于數(shù)控機(jī)床比普通機(jī)床的剛度高，所配的刀具也較好，因此在同等情況下，數(shù)控機(jī)床切削用量比普通機(jī)床大，加工效率也較高。數(shù)控機(jī)床的功能復(fù)合化程度越來越高，因此現(xiàn)代數(shù)控加工工藝的明顯

11、特點(diǎn)是工序相對(duì)集中，表現(xiàn)為工序數(shù)目少，工序內(nèi)容多，并且由于在數(shù)控機(jī)床上盡可能安排較復(fù)雜的工序，所以數(shù)控加工的工序內(nèi)容比普通機(jī)床加工的工序內(nèi)容復(fù)雜。由于數(shù)控機(jī)床加工的零件比較復(fù)雜，因此在確定裝夾方式和夾具設(shè)計(jì)時(shí)，要特別注意刀具與夾具、工件的干涉問題。 復(fù)雜表面的刀具運(yùn)動(dòng)軌跡生成需借助自動(dòng)編程軟件，既是編程問題，當(dāng)然也是數(shù)控加工工藝問題。這也是數(shù)控加工工藝與普通加工工藝最大的不同之處。 7、數(shù)控加工程序的編寫、校驗(yàn)與修改是數(shù)控加工工藝的一項(xiàng)特殊內(nèi)容普通工藝中，劃分工序、選擇設(shè)備等重要內(nèi)容對(duì)數(shù)控加工工藝來說屬于已基本確定的內(nèi)容，所以制定數(shù)控加工工藝的著重點(diǎn)在整個(gè)數(shù)控加工過程的分析，關(guān)鍵在確定進(jìn)給路線

12、及生成刀具運(yùn)動(dòng)軌跡。數(shù)控加工與工藝技術(shù)的新發(fā)展 隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)突飛猛進(jìn)的發(fā)展，數(shù)控技術(shù)正不斷采用計(jì)算機(jī)、控制理論等領(lǐng)域的最新技術(shù)成就，使其朝著高速化、高精化、復(fù)合化、智能化、高柔性化及信息網(wǎng)絡(luò)化等方向發(fā)展。整體數(shù)控加工技術(shù)向著CIMS（計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)）方向發(fā)展。 攻螺紋時(shí)，數(shù)控機(jī)床不知道孔中是否已擠滿切屑，是否需要退刀清理一下切屑再繼續(xù)加工。普通機(jī)床加工可以多次“試切”來滿足零件的精度要求，而數(shù)控加工過程嚴(yán)格按規(guī)定尺寸進(jìn)給，要求準(zhǔn)確無誤。 例如工藝分析 實(shí)例完成如圖1所示零件的加工。毛坯尺寸50114。圖1 車削加工實(shí)例1、圖紙分析（1）加工內(nèi)容：此零件加工包括車端面，外圓，倒角，圓弧，螺

13、紋，槽等。（2）工件坐標(biāo)系：該零件加工需調(diào)頭，從圖紙上尺寸標(biāo)注分析應(yīng)設(shè)置2個(gè)坐標(biāo)系，2個(gè)工件零點(diǎn)均定于裝夾后的右端面（精加工面）裝夾50外圓，平端面，對(duì)刀，設(shè)置第1個(gè)工件原點(diǎn)。此端面做精加工面，以后不再加工。調(diào)頭裝夾48外圓，平端面，測量總長度，設(shè)置第2個(gè)工件原點(diǎn)（設(shè)在精加工端面上）（3）換刀點(diǎn)：（120，200）（4）公差處理：尺寸公差取中值。 2、工藝處理（1）工步和走刀路線的確定，按加工過程確定走刀路線如下：裝夾50外圓表面，探出65mm,粗加工零件左側(cè)外輪廓：245倒角，48外圓，R20，R16，R10圓弧。精加工上述輪廓。手工鉆孔，孔深至尺寸要求。粗加工孔內(nèi)輪廓。精加工孔內(nèi)輪廓。調(diào)頭

14、裝夾48外圓，粗加工零件右側(cè)外輪廓：245倒角，螺紋外圓，36端面，錐面，48外圓到圓弧面。精加工上述輪廓。切槽。螺紋加工。（2）刀具的選擇和切削用量的確定，根據(jù)加工內(nèi)容確定所用刀具如圖2所示： 圖2 刀具選擇圖T0101外輪廓粗加工：刀尖圓弧半徑0.8mm,切深2mm，主軸轉(zhuǎn)速800r/min,進(jìn)給速度150mm/min。T0202外輪廓精加工：刀尖圓弧半徑0.8mm,切深0.5mm，主軸轉(zhuǎn)速1500r/min,進(jìn)給速度80mm/min。T0303切槽：刀寬4mm，主軸轉(zhuǎn)速450r/min,進(jìn)給速度20mm/min。T0404加工螺紋：刀尖角60，主軸轉(zhuǎn)速400r/min,進(jìn)給速度2mm/r

15、（螺距）。T0505鉆孔：鉆頭直徑16mm，主軸轉(zhuǎn)速450r/min。T0606內(nèi)輪廓粗加工：刀尖圓弧半徑0.8mm,切深1mm，主軸轉(zhuǎn)速500r/min,進(jìn)給速度100mm/min。T0707內(nèi)輪廓精加工：刀尖圓弧半徑0.8mm,切深0.4mm，主軸轉(zhuǎn)速800r/min,進(jìn)給速度60mm/min。3、數(shù)值計(jì)算未知點(diǎn)坐標(biāo)計(jì)算：P1(40.7,-33.52),P2(42.95,-53.36)螺紋尺寸計(jì)算：螺紋外圓32-0.2=31.84、編程設(shè)經(jīng)對(duì)刀后刀尖點(diǎn)位于（120，200），加工前各把刀已經(jīng)完成對(duì)刀。裝夾50外圓，探出65mm，手動(dòng)平端面。 數(shù)控加工工藝守則數(shù)控加工應(yīng)遵守普通加工通用工藝守則的有關(guān)規(guī)定遵守下表“數(shù)控加工工藝守則”的規(guī)定 項(xiàng) 目要 求 內(nèi) 容加工前的準(zhǔn)備(1) 操作者必須根據(jù)機(jī)床使用說明書熟悉機(jī)床的性能、加工范圍和精度，并要熟練地掌握機(jī)床及其數(shù)控裝置或計(jì)算機(jī)各部分的作用及操作方法。(2) 檢查各開關(guān)、旋鈕和手柄是否在正確位置。(3) 啟動(dòng)控制電氣部分，按規(guī)定進(jìn)行預(yù)熱。(4) 開動(dòng)機(jī)床使其空運(yùn)轉(zhuǎn)，并檢查各開關(guān)、按鈕、旋鈕和手柄的靈敏性及潤滑系統(tǒng)是否正常等。(5) 熟悉被加工件的加工程序和編程原點(diǎn)。 刀具與工 件的裝夾(1) 安放刀具時(shí)應(yīng)注意刀具的使用順序，刀具