數(shù)控加工程序編制及操作課程

《數(shù)控加工程序編制及操作》課程電子教案無錫職業(yè)技術(shù)學院第2章

數(shù)控加工工藝設(shè)計

2.1數(shù)控加工工藝設(shè)計主要內(nèi)容2.2數(shù)控加工工藝設(shè)計方法

2.3填寫數(shù)控加工技術(shù)文件

在進行數(shù)控加工工藝設(shè)計時，一般應進行以下幾方面的工作：數(shù)控加工工藝內(nèi)容的選擇；

數(shù)控加工工藝性分析；

數(shù)控加工工藝路線的設(shè)計。

2.1.1數(shù)控加工工藝內(nèi)容的選擇

對于一個零件來說，并非全部加工工藝過程都適合在數(shù)控機床上完成,而往往只是其中的一部分工藝內(nèi)容適合數(shù)控加工。這就需要對零件圖樣進行仔細的工藝分析，選擇那些最適合、最需要進行數(shù)控加工的內(nèi)容和工序。2.1

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1、適于數(shù)控加工的內(nèi)容在選擇時，一般可按下列順序考慮：（1）通用機床無法加工的內(nèi)容應作為優(yōu)先選擇內(nèi)容；

（2）通用機床難加工，質(zhì)量也難以保證的內(nèi)容應作為重點選擇內(nèi)容；

（3）通用機床加工效率低、工人手工操作勞動強度大的內(nèi)容，可在數(shù)控機床尚存在富裕加工能力時選擇。2、不適于數(shù)控加工的內(nèi)容加工內(nèi)容采用數(shù)控加工后，在產(chǎn)品質(zhì)量、生產(chǎn)效率與綜合效益等方面都會得到明顯提高。相比之下，下列一些內(nèi)容不宜選擇采用數(shù)控加工：（1）占機調(diào)整時間長。如以毛坯的粗基準定位加工第一個精基準，需用專用工裝協(xié)調(diào)的內(nèi)容；（2）加工部位分散，需要多次安裝、設(shè)置原點。這時，采用數(shù)控加工很麻煩，效果不明顯，可安排通用機床補加工；（3）按某些特定的制造依據(jù)（如樣板等）加工的型面輪廓。第2章

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2.1.2數(shù)控加工工藝性分析結(jié)合編程的可能性和方便性提出一些必須分析和審查的主要內(nèi)容。1、尺寸標注應符合數(shù)控加工的特點在數(shù)控編程中，所有點、線、面的尺寸和位置都是以編程原點為基準的。因此零件圖樣上最好直接給出坐標尺寸，或盡量以同一基準引注尺寸。2、幾何要素的條件應完整、準確在程序編制中，編程人員必須充分掌握構(gòu)成零件輪廓的幾何要素參數(shù)及各幾何要素間的關(guān)系。因為在自動編程時要對零件輪廓的所有幾何元素進行定義，手工編程時要計算出每個節(jié)點的坐標，無論哪一點不明確或不確定，編程都無法進行。

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3、定位基準可靠

在數(shù)控加工中，加工工序往往較集中，以同一基準定位十分重要。因此往往需要設(shè)置一些輔助基準，或在毛坯上增加一些工藝凸臺。如左下圖所示的零件，為增加定位的穩(wěn)定性，可在底面增加一工藝凸臺，如右下圖所示。4、統(tǒng)一幾何類型及尺寸零件的外形、內(nèi)腔最好采用統(tǒng)一的幾何類型及尺寸，這樣可以減少換刀次數(shù)，還可能應用控制程序或?qū)Ｓ贸绦蛞钥s短程序長度。第2章

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2.1.3數(shù)控加工工藝路線的設(shè)計數(shù)控加工工藝路線設(shè)計與通用機床加工工藝路線設(shè)計的主要區(qū)別,在于它往往不是指從毛坯到成品的整個工藝過程，而僅是幾道數(shù)控加工工序工藝過程的具體描述。因此在工藝路線設(shè)計中一定要注意到，由于數(shù)控加工工序一般都穿插于零件加工的整個工藝過程中，因而要與其它加工工藝銜接好。常見工藝流程如下圖所示。第2章

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數(shù)控加工工藝路線設(shè)計中應注意以下幾個問題：

1、工序的劃分

根據(jù)數(shù)控加工的特點，數(shù)控加工工序的劃分一般可按下列方法進行：（1）以一次安裝、加工作為一道工序。（2）以同一把刀具加工的內(nèi)容劃分工序（3）以加工部位劃分工序（4）以粗、精加工劃分工序第2章

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2、順序的安排

順序安排一般應按以下原則進行：（1）上道工序的加工不能影響下道工序的定位與夾緊，中間穿插有通用機床加工工序的也應綜合考慮；（2）先進行內(nèi)腔加工，后進行外形加工；（3）以相同定位、夾緊方式加工或用同一把刀具加工的工序，最好連續(xù)加工，以減少重復定位次數(shù)、換刀次數(shù)與挪動壓板次數(shù)。3、數(shù)控加工工藝與普通工序的銜接數(shù)控加工工序前后一般都穿插有其它普通加工工序，如銜接得不好就容易產(chǎn)生矛盾。因此在熟悉整個加工工藝內(nèi)容的同時，要清楚數(shù)控加工工序與普通加工工序各自的技術(shù)要求、加工目的、加工特點，如要不要留加工余量，留多少；定位面與孔的精度要求及形位公差；對校形工序的技術(shù)要求；對毛坯的熱處理狀態(tài)等。第2章

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2.2數(shù)控加工工藝設(shè)計方法在選擇了數(shù)控加工工藝內(nèi)容和確定了零件加工路線后，即可進行數(shù)控加工工序的設(shè)計。數(shù)控加工工序設(shè)計的主要任務是進一步把本工序的加工內(nèi)容、切削用量、工藝裝備、定位夾緊方式及刀具運動軌跡確定下來，為編制加工程序作好準備。第2章

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2.2.1確定走刀路線線和安排加工工順序走刀路路線就就是刀刀具在在整個個加工工工序序中的的運動動軌跡跡，它它不但但包括括了工工步的的內(nèi)容容，也也反映映出工工步順順序。。走刀刀路線線是編編寫程程序的的依據(jù)據(jù)之一一。確確定走走刀路路線時時應注注意以以下幾幾點：：1、尋尋求最最短加加工路路線如加工工下圖圖所示示零件件上的的孔系系。中中圖的的走刀刀路線線為先先加工工完外外圈孔孔后，，再加加工內(nèi)內(nèi)圈孔孔。若若改用用右圖圖的走走刀路路線，，減少少空刀刀時間間，則則可節(jié)節(jié)省定定位時時間近近一倍倍，提提高了了加工工效率率。第2章章數(shù)控加加工工工藝設(shè)設(shè)計2、最最終輪輪廓一一次走走刀完完成為保證證工件件輪廓廓表面面加工工后的的粗糙糙度要要求，，最終終輪廓廓應安安排在在最后后一次次走刀刀中連連續(xù)加加工出出來。。如下圖圖為用用行切切方式式加工工內(nèi)腔腔的走走刀路路線，，這種種走刀刀能切切除內(nèi)內(nèi)腔中中的全全部余余量，，不留留死角角，不不傷輪輪廓。。但行行切法法將在在兩次次走刀刀的起起點和和終點點間留留下殘殘留高高度，，而達達不到到要求求的表表面粗粗糙度度。所所以如如采用用中圖的走走刀路路線，，先用用行切切法，，最后后沿周周向環(huán)環(huán)切一一刀，，光整整輪廓廓表面面，能能獲得得較好好的效效果。。右圖圖也是是一種種較好好的走走刀路路線方方式。。第2章章數(shù)控加加工工工藝設(shè)設(shè)計3、選選擇切切入切切出方方向考慮刀刀具的的進、、退刀刀（切切入、、切出出）路路線時時，刀刀具的的切出出或切切入點點應在在沿零零件輪輪廓的的切線線上，，以保保證工工件輪輪廓光光滑；；應避避免在在工件件輪廓廓面上上垂直直上、、下刀刀而劃劃傷工工件表表面；；盡量量減少少在輪輪廓加加工切切削過過程中中的暫暫停（（切削削力突突然變變化造造成彈彈性變變形）），以以免留留下刀刀痕，，如右右圖所所示。。4、選選擇使使工件件在加加工后后變形形小的的路線線對橫截截面積積小的的細長長零件件或薄薄板零零件應應采用用分幾幾次走走刀加加工到到最后后尺寸寸或?qū)ΨQ去去除余余量法法安排排走刀刀路線線。安安排工工步時時，應應先安安排對對工件件剛性性破壞壞較小小的工工步。。第2章章數(shù)控加加工工工藝設(shè)設(shè)計2.2.2確確定定定位位和夾夾緊方方案在確定定定位位和夾夾緊方方案時時應注注意以以下幾幾個問問題：：（1））盡可可能做做到設(shè)設(shè)計基基準、、工藝藝基準準與編編程計計算基基準的的統(tǒng)一一；（2））盡量量將工工序集集中，，減少少裝夾夾次數(shù)數(shù)，盡盡可能能在一一次裝裝夾后后能加加工出出全部部待加加工表表面；；（3））避免免采用用占機機人工工調(diào)整整時間間長的的裝夾夾方案案；（4））夾緊緊力的的作用用點應應落在在工件件剛性性較好好的部部位。。第2章章數(shù)控加加工工工藝設(shè)設(shè)計如圖左圖薄壁套套的軸軸向剛剛性比比徑向向剛性性好，，用卡卡爪徑徑向夾夾緊時時工件件變形形大，，若沿沿軸向向施加加夾緊緊力，，變形形會小小得多多。在在夾緊緊中圖所示的的薄壁壁箱體體時，，夾緊緊力不不應作作用在在箱體體的頂頂面，，而應應作用用在剛剛性較較好的的凸邊邊上，，或改改為在在頂面面上三三點夾夾緊，，改變變著力力點位位置，，以減減小夾夾緊變變形,如右圖所示示。第2章章數(shù)控加加工工工藝設(shè)設(shè)計2.2.3確確定定刀具具與工工件的的相對對位置置對于數(shù)數(shù)控機機床來來說，，在加加工開開始時時，確確定刀刀具與與工件件的相相對位位置是是很重重要的的，這這一相相對位位置是是通過過確認認對刀刀點來來實現(xiàn)現(xiàn)的。。對刀刀點是是指通通過對對刀確確定刀刀具與與工件件相對對位置置的基基準點點。對對刀點點可以以設(shè)置置在被被加工工零件件上，，也可可以設(shè)設(shè)置在在夾具具上與與零件件定位位基準準有一一定尺尺寸聯(lián)聯(lián)系的的某一一位置置，對對刀點點往往往就選選擇在在零件件的加加工原原點。。對刀刀點的的選擇擇原則則如下下：（1）所選選的對對刀點點應使使程序序編制制簡單單；（2）對刀刀點應應選擇擇在容容易找找正、、便于于確定定零件件加工工原點點的位位置；；（3）對刀刀點應應選在在加工工時檢檢驗方方便、、可靠靠的位位置；；（4）對刀刀點的的選擇擇應有有利于于提高高加工工精度度。第2章章數(shù)控加加工工工藝設(shè)設(shè)計例如，，加工工右圖圖所示示零件件時，，當按按照圖圖示路路線來來編制制數(shù)控控加工工程序序時，，選擇擇夾具具定位位元件件圓柱柱銷的的中心心線與與定位位平面面A的交點點作為為加工工的對對刀點點。顯顯然，，這里里的對對刀點點也恰恰好是是加工工原點點。第2章章數(shù)控加加工工工藝設(shè)設(shè)計在使用用對刀刀點確確定加加工原原點時時，就就需要要進行行“對對刀””。所謂對對刀是是指使使“刀刀位點點”與與“對對刀點點”重重合的的操作作。每每把刀刀具的的半徑徑與長長度尺尺寸都都是不不同的的，刀刀具裝裝在機機床上上后，，應在在控制制系統(tǒng)統(tǒng)中設(shè)設(shè)置刀刀具的的基本本位置置?！啊暗段晃稽c””是指指刀具具的定定位基基準點點。如如下圖所示，，圓柱柱銑刀刀的刀刀位點點是刀刀具中中心線線與刀刀具底底面的的交點點；球球頭銑銑刀的的刀位位點是是球頭頭的球球心點點或球球頭頂頂點；；車刀刀的刀刀位點點是刀刀尖或或刀尖尖圓弧弧中心心；鉆鉆頭的的刀位位點是是鉆頭頭頂點點。第2章章數(shù)控加加工工工藝設(shè)設(shè)計換刀點點是為為加工工中心心、數(shù)數(shù)控車車床等等采用用多刀刀進行行加工工的機機床而而設(shè)置置的，，因為為這些些機床床在加加工過過程中中要自自動換換刀。。對于于手動動換刀刀的數(shù)數(shù)控銑銑床，，也應應確定定相應應的換換刀位位置。。為防防止換換刀時時碰傷傷零件件、刀刀具或或夾具具，換換刀點點常常常設(shè)置置在被被加工工零件件的輪輪廓之之外，，并留留有一一定的的安全全量。。第2章章數(shù)控加加工工工藝設(shè)設(shè)計2.2.4確確定定切削削用量量對于高高效率率的金金屬切切削機機床加加工來來說，，被加加工材材料、、切削削刀具具、切切削用用量是是三大大要素素。經(jīng)經(jīng)濟的的、有有效的的加工工方式式，要要求必必須合合理地地選擇擇切削削條件件。編程人人員在在確定定每道道工序序的切切削用用量時時，應應根據(jù)據(jù)刀具具的耐耐用度度和機機床說說明書書中的的規(guī)定定去選選擇。。在選選擇切切削用用量時時要充充分保保證刀刀具能能加工工完一一個零零件，，或保保證刀刀具耐耐用度度不低低于一一個工工作班班，最最少不不低于于半個個工作作班的的工作作時間間。背吃刀刀量主主要受受機床床剛度度的限限制，，在機機床剛剛度允允許的的情況況下，，盡可可能使使背吃吃刀量量等于于工序序的加加工余余量，，這樣樣可以以減少少走刀刀次數(shù)數(shù)，提提高加加工效效率。。對于于表面面粗糙糙度和和精度度要求求較高高的零零件，，要留留有足足夠的的精加加工余余量，，數(shù)控控加工工的精精加工工余量量可比比通用用機床床加工工的余余量小小一些些。第2章章數(shù)控加加工工工藝設(shè)設(shè)計編程人人員在在確定定切削削用量量時，，要根根據(jù)被被加工工工件件材料料、硬硬度、、切削削狀態(tài)態(tài)、背背吃刀刀量、、進給給量，，刀具具耐用用度，，最后后選擇擇合適適的切切削速速度。。下表為車車削加加工時時的選選擇切切削條條件的的參考考數(shù)據(jù)據(jù)。第2章章數(shù)控加加工工工藝設(shè)設(shè)計2.3填填寫寫數(shù)控控加工工技術(shù)術(shù)文件件填寫數(shù)數(shù)控加加工專專用技技術(shù)文文件是是數(shù)控控加工工工藝藝設(shè)計計的內(nèi)內(nèi)容之之一。。這些些技術(shù)術(shù)文件件既是是數(shù)控控加工工的依依據(jù)、、產(chǎn)品品驗收收的依依據(jù)，，也是是操作作者遵遵守、、執(zhí)行行的規(guī)規(guī)程。。技術(shù)術(shù)文件件是對對數(shù)控控加工工的具具體說說明，，目的的是讓讓操作作者更更明確確加工工程序序的內(nèi)內(nèi)容、、裝夾夾方式式、各各個加加工部部位所所選用用的刀刀具及及其它它技術(shù)術(shù)問題題。數(shù)數(shù)控加加工技技術(shù)文文件主主要有有：數(shù)數(shù)控編編程任任務書書、工工件安安裝和和原點點設(shè)定定卡片片、數(shù)數(shù)控加加工工工序卡卡片、、數(shù)控控加工工走刀刀路線線圖、、數(shù)控控刀具具卡片片等。。以下下提供供了常常用文文件格格式，，文件件格式式可根根據(jù)企企業(yè)實實際情情況自自行設(shè)設(shè)計。。第2章章數(shù)控控加加工工工工藝藝設(shè)設(shè)計計2.3.1數(shù)數(shù)控控編編程程任任務務書書它闡闡明明了了工工藝藝人人員員對對數(shù)數(shù)控控加加工工工工序序的的技技術(shù)術(shù)要要求求和和工工序序說說明明，，以以及及數(shù)數(shù)控控加加工工前前應應保保證證的的加加工工余余量量。。它它是是編編程程人人員員和和工工藝藝人人員員協(xié)協(xié)調(diào)調(diào)工工作作和和編編制制數(shù)數(shù)控控程程序序的的重重要要依依據(jù)據(jù)之之一一，，詳詳見見附表表。2.3.2數(shù)控控加加工工工工件件安安裝裝和和原原點點設(shè)設(shè)定定卡卡片片（簡簡稱稱裝裝夾夾圖圖和和零零件件設(shè)設(shè)定定卡卡））它應應表表示示出出數(shù)數(shù)控控加加工工原原點點定定位位方方法法和和夾夾緊緊方方法法，，并并應應注注明明加加工工原原點點設(shè)設(shè)置置位位置置和和坐坐標標方方向向，，使使用用的的夾夾具具名名稱稱和和編編號號等等，，詳詳見見附附表表。。第2章章數(shù)控控加加工工工工藝藝設(shè)設(shè)計計2.3.3數(shù)控控加加工工工工序序卡卡片片數(shù)控控加加工工工工序序卡卡與與普普通通加加工工工工序序卡卡有有許許多多相相似似之之處處，，所所不不同同的的是是：：工工序序簡簡圖圖中中應應注注明明編編程程原原點點與與對對刀刀點點，，要要進進行行簡簡要要編編程程說說明明（（如如：：所所用用機機床床型型號號、、程程序序編編號號、、刀刀具具半半徑徑補補償償、、鏡鏡向向?qū)ΨQ稱加加工工方方式式等等））及及切切削削參參數(shù)數(shù)（（即即程程序序編編入入的的主主軸軸轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速速、、進進給給速速度度、、最最大大背背吃吃刀刀量量或或?qū)拰挾榷鹊鹊龋┑牡倪x選擇擇，，詳詳見見附附表表。。2.3.4數(shù)數(shù)控控加加工工走走刀刀路路線線圖圖在數(shù)數(shù)控控加加工工中中，，常常常常要要注注意意并并防防止止刀刀具具在在運運動動過過程程中中與與夾夾具具或或工工件件發(fā)發(fā)生生意意外外碰碰撞撞，，為為此此必必須須設(shè)設(shè)法法告告訴訴操操作作者者關(guān)關(guān)于于編編程程中中的的刀刀具具運運動動路路線線（（如如：：從從哪哪里里下下刀刀、、在在哪哪里里抬抬刀刀、、哪哪里里是是斜斜下下刀刀等等））。。為為簡簡化化走走刀刀路路線線圖圖，，一一般般可可采采用用統(tǒng)統(tǒng)一一約約定定的的符符號號來來表表示示，詳詳見見附附表表。。2.3.5數(shù)控控刀刀具具卡卡片片數(shù)控控加加工工時時，，對對刀刀具具的的要要求求十十分分嚴嚴格格，，一一般般要要在在機機外外對對刀刀儀儀上上預預先先調(diào)調(diào)整整刀刀具具直直徑徑和和長長度度。。刀刀具具卡卡反反映映刀刀具具編編號號、、刀刀具具結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)、、尾尾柄柄規(guī)規(guī)格格、、組組合合件件名名稱稱代代號號、、刀刀片片型型號號和和材材料料等等。。它它是是組組裝裝刀刀具具和和調(diào)調(diào)整整刀刀具具的的依依據(jù)據(jù)，，詳詳見見附附表表。。第2章章數(shù)控控加加工工工工藝藝設(shè)設(shè)計計2.2.4確確定定切切削削用用量量對于于高高效效率率的的金金屬屬切切削削機機床床加加工工來來說說，，被被加加工工材材料料、、切切削削刀刀具具、、切切削削用用量量是是三三大大要要素素。。經(jīng)經(jīng)濟濟的的、、有有效效的的加加工工方方式式，，要要求求必必須須合合理理地地選選擇擇切切削削條條件件。。編程程人人員員在在確確定定每每道道工工序序的的切切削削用用量量時時，，應應根根據(jù)據(jù)刀刀具具的的耐耐用用度度和和機機床床說說明明書書中中的的規(guī)規(guī)定定去去選選擇擇。。在在選選擇擇切切削削用用量量時時要要充充分分保保證證刀刀具具能能加加工工完完一一個個零零件件，，或或保保證證刀刀具具耐耐用用度度不不低低于于一一個個工工作作班班，，最最少少不不低低于于半半個個工工作作班班的的工工作作時時間間。。背吃吃刀刀量量主主要要受受機機床床剛剛度度的的限限制制，，在在機機床床剛剛度度允允許許的的情情況況下下，，盡盡可可能能使使背背吃吃刀刀量量等等于于工工序序的的加加工工余余量