第三章 數(shù)控加工技術(shù) 3.2 數(shù)控加工工序的劃分原則與內(nèi)容（2）工序的劃分

第三章數(shù)控加工技術(shù)3.2數(shù)控加工工序的劃分原則與內(nèi)容（2）工序的劃分本節(jié)目錄工序劃分的原則工序劃分的方法加工路線的確定切削參數(shù)的確定編程誤差及其控制數(shù)學(xué)處理零件的工藝規(guī)程12345671工序劃分的原則工序劃分的原則工序集中原則先粗后精原則基準(zhǔn)先行原則先面后孔原則一般情況下數(shù)控加工的工序內(nèi)容要比通用機(jī)床加工內(nèi)容復(fù)雜，這是因為數(shù)控機(jī)床價格昂貴，若只加工簡單工序，在經(jīng)濟(jì)上對提高生產(chǎn)效益有限。另外考慮到數(shù)控機(jī)床的特點，通常在數(shù)控機(jī)床上加工的零件應(yīng)盡可能安排較復(fù)雜的工序內(nèi)容，減少零件的裝夾次數(shù)。1.1工序集中原則1工序劃分的原則根據(jù)零件形狀、尺寸精度、零件剛度以及變形等因素，可按粗、精加工分開的原則劃分工序，先粗加工，后精加工?？紤]到粗加工時零件產(chǎn)生的變形需要一定時間恢復(fù)，最好粗加工后不要緊接著安排精加工。當(dāng)數(shù)控機(jī)床的精度能滿足零件的設(shè)計要求時，可考慮粗精加工一次完成。1.2先粗后精原則1工序劃分的原則在工序安排時，應(yīng)首先安排零件粗精加工時要用到的定位基準(zhǔn)面的加工。被加工零件的基準(zhǔn)面和基準(zhǔn)孔等，可考慮在普通機(jī)床上預(yù)先加工，但一定要保證精度要求。當(dāng)零件重新裝夾進(jìn)行精加工時，應(yīng)考慮精修基準(zhǔn)面或孔，也可采用以加工表面作為新的定位基準(zhǔn)面的方法。1.3基準(zhǔn)先行原則1工序劃分的原則零件上既有面加工，又有孔加工時，要采用先加工面，后加工孔的工序劃分原則，這樣可以提高孔的加工精度。1.4先面后孔原則1工序劃分的原則2工序劃分的方法工序劃分的方法以一次安裝、加工作為一道工序以同一把刀具加工的內(nèi)容劃分工序以加工部位劃分工序以粗、精加工劃分工序這種方法適合于加工內(nèi)容不多的零件，加工完成后就能達(dá)到待檢狀態(tài)。2.1以一次安裝、加工作為一道工序2工序劃分的方法有些零件雖然能在一次安裝加工多個待加工表面，但程序太長，會受到某些限制，如受到系統(tǒng)的限制(主要是內(nèi)存容量)，機(jī)床連續(xù)工作時間的限制(一個零件在一個工作班內(nèi)應(yīng)該加工完畢)等。此外程序太長，查錯和檢索困難。因此程序不能太長，一道工序的內(nèi)容不能太多。2.2以同一把刀具加工的內(nèi)容劃分工序2工序劃分的方法對于加工內(nèi)容較多的零件，可按其結(jié)構(gòu)特點將加工部位分成幾個部分，如內(nèi)形、外形、曲面或平面等。一般先加工平面定位面，后加工孔；先加工簡單的幾何形狀，再加工復(fù)雜的幾何形狀；先加工精度要求較低的部位，再加工精度要求較高的部位。2.3以加工部位劃分工序2工序劃分的方法對于易發(fā)生變形的零件，為減小加工后的變形，一般先進(jìn)行粗加工，后進(jìn)行精加工，并將粗、精加工工序分開。2.4以粗、精加工劃分工序2工序劃分的方法綜上所述，在劃分工序時，一定要視零件的工藝性，機(jī)床的功能、零件數(shù)控加工內(nèi)容的多少、安裝次數(shù)及本單位生產(chǎn)組織狀況靈活掌握，哪些零件采用工序集中，哪些零件采用工序分散的原則，也要根據(jù)具體情況確定，許多工序的安排是按上述劃分方法進(jìn)行綜合安排的。2工序劃分的方法在數(shù)控機(jī)床加工過程中，每道工序加工路線的確定是非常重要的，因為它與零件的加工精度和表面粗糙度直接相關(guān)。所謂加工路線是指數(shù)控機(jī)床在加工過程中刀具中心相對于被加工工件的運動軌跡和方向。確定加工路線就是確定刀具運動軌跡和方向。妥善地安排加工路線(或稱進(jìn)給路線)，

對于提高加工質(zhì)量和保證零件的技術(shù)要求是非常必要的。加工路線不僅包括切削加工時的加

工路線，還包括刀具到位、對刀、退刀和換刀等一系列過程的刀具運動路線。3加工路線的確定3.1基本概念確定加工路線

的原則主要有下列幾點:１)使被加工零件獲得良好的加工精度和表面質(zhì)量。２)使數(shù)值計算容易，以減少編程工作量。３)盡量使進(jìn)給路線最短，這樣可使程序段數(shù)減少，縮短空走刀時間。3加工路線的確定3.2確定原則3加工路線的確定3.3確定路線在確定進(jìn)給路線時應(yīng)首先考慮刀具如何切入工件。刀具切入方法有法向切入、切向切入和任意向切入三種方法。法向切入是早期數(shù)控機(jī)床常采用的方法，此法系統(tǒng)程序編制簡單，但在零件的切入點易留下切削痕跡，故推薦使用切向切入和任意向切入方法。對于二維輪廓的銑削，無論是外輪廓或內(nèi)輪廓，要安排刀具從切向進(jìn)入輪廓進(jìn)行加工，當(dāng)輪廓加工完畢之后，要安排一段沿切線方向退刀，這樣可以避免刀具在工件上的切入點和退出點處留下接刀痕。銑削外圓走刀路線3加工路線的確定銑削外圓可采取的進(jìn)給路線，其切向進(jìn)、退刀采取的是直線段。而對于內(nèi)輪廓的加工，其切向進(jìn)、退刀可采用圓弧段。此外，在銑削加工零件輪廓時，要考慮盡量采用順銑加工方式，這樣可以提高零件表面質(zhì)量和加工精度，減少機(jī)床的“顛振"。要合理地選擇進(jìn)、退刀位置，盡可能選在不太重要的位置。3.3確定路線型腔區(qū)域加工走刀路線

a)行切法b)環(huán)切法3加工路線的確定對于二維型腔的加工主要包括型腔區(qū)域的加工與輪廓（包括邊界和島嶼廓）的加工，一般采用立銑刀或環(huán)形刀(取決于型腔側(cè)壁與底面間的過渡要求）進(jìn)行加工。型腔的切削分兩步，第一步切內(nèi)腔，第二步切輪廓。切輪廓通常又分為粗加工和精加工兩步。3.3確定路線三坐標(biāo)曲面行切法加工3加工路線的確定三坐標(biāo)曲面加工通常采用行切法，即通過刀具沿各切削行的運動，近似包絡(luò)出被加工曲面。3.3確定路線曲面加工走刀路線3加工路線的確定曲面加工的進(jìn)給路線有參數(shù)線型、截面線型、放射線型、環(huán)型等多種進(jìn)給路線方式，對于不同形狀的零件采用不同的走刀方式對加工效率、加工質(zhì)量、編程計算復(fù)雜性和零件程序長度等有著重要影響，因此，如何根據(jù)曲面形狀、刀具形狀以及零件加工要求，合理選擇進(jìn)給路線是一個既十分重要又十分復(fù)雜的問題，其優(yōu)化選擇的分析方法仍有待進(jìn)一步的研究。3.3確定路線4切削參數(shù)的確定切削參數(shù)切削深度或?qū)挾戎鬏S速度進(jìn)給速度…….4切削參數(shù)的確定對于粗加工、精加工、鉆孔、攻螺紋等，應(yīng)選用不同的切削參數(shù)。具體數(shù)值的選取應(yīng)根據(jù)數(shù)控機(jī)床編程說明書的規(guī)定和要求，以及刀具的耐用度、工件材料去選擇和計算，同時應(yīng)參照機(jī)床削用量手冊結(jié)合實踐經(jīng)驗確定。確定切削參數(shù)的目標(biāo)是盡量提高材料的切除率，同時保持穩(wěn)定的切削狀態(tài)和要求的加工提供準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)。4切削參數(shù)的確定切削深度主要受機(jī)床、工件和刀具的剛度限制，在剛度允許的情況下，盡可能加大切削深度，以減少進(jìn)給次數(shù)，提高加工效率。對精度和表面粗糙度有較高要求的零件，應(yīng)留有足夠精加工余量。主軸轉(zhuǎn)速n根據(jù)允許的切削速度U和刀具直徑D選擇切削速度受刀具耐用度的限制。進(jìn)給速度是切削用量的主要參數(shù)，要根據(jù)零件加工精度和表面粗糙度要求以及刀具與工件材料選取。代碼與實際值對應(yīng)關(guān)系F代碼進(jìn)給速度／（mm/min）F代碼進(jìn)給速度／（mm/min）２０２.００２４３.１８２１２.２４?２２２.５２２３２.８２9936004切削參數(shù)的確定進(jìn)給速度的確定4切削參數(shù)的確定影響數(shù)控加工精度的誤差因素有：機(jī)床誤差、系統(tǒng)插補(bǔ)誤差、伺服動態(tài)誤差、定位誤差、對刀誤差、刀具磨損誤差、工件變形誤差、編程誤差等。編程的誤差，一般應(yīng)控制在零件公差要求的10%-20%以內(nèi)。5編程誤差及其控制5編程誤差及其控制編程誤差及其控制近似計算誤差逼近誤差尺寸圓整誤差程序編制中產(chǎn)生的誤差主要由下述三部分組成:近似計算誤差：用近似計算方法表達(dá)零件輪廓形狀時所產(chǎn)生的誤差。逼近誤差：用直線或圓弧段逼近零件輪廓曲線所產(chǎn)生的誤差。在三維曲面加工時采用行切加工方法對實際型面進(jìn)行近似包絡(luò)成型。尺寸圓整誤差：計算過程中由于計算精度而引起的誤差，相對于其他誤差來說，該項誤差一般可以忽略不計。5編程誤差及其控制數(shù)學(xué)處理工作就是計算出零件輪廓上或刀具中心軌跡上一些點的坐標(biāo)數(shù)據(jù)，為程序編制提供準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)。一個零件的輪廓線可能由許多不同的幾何元素組成，如直線、圓弧、二次曲線等。各幾何元素間的聯(lián)接點叫做基點，例如圓弧與圓弧的切點或交點，直線與圓弧的切點或交點，兩直線的交點等。顯然，相鄰基點間只能是一個幾何元素。當(dāng)零件輪廓曲線(包括圓弧)用直線段逼近時，在滿足允許程編誤差條件下輪廓曲線被分割成許多直線段，相鄰兩直線段的交點叫做節(jié)點。6數(shù)學(xué)處理非圓曲線零件，在編程時所需解決的問題。確定非圓曲線的插補(bǔ)段長度和計算節(jié)點坐標(biāo)的方法：①選擇插補(bǔ)方式，即是采用直線逼近非圓曲線還是采用圓弧逼近非圓曲線。②插補(bǔ)點坐標(biāo)計算。用直線逼近時，計算其插補(bǔ)節(jié)點坐標(biāo)；用圓弧逼近時，計算各分段圓弧起點、終點坐標(biāo)和圓心坐標(biāo)。③刀具中心軌跡的坐標(biāo)計算。④按控制系統(tǒng)輸入格式要求，人工或計算機(jī)編制加工程序單和控制介質(zhì)。6數(shù)學(xué)處理確定非圓曲線的插補(bǔ)段長度和計算節(jié)點坐標(biāo)的方法有：①等間距直線逼近的節(jié)點計算：使每個插補(bǔ)段的一個坐標(biāo)增量相等。②按“等插補(bǔ)段法”確定插補(bǔ)段長度和計算節(jié)點：使每個插補(bǔ)段長度相等，因而插補(bǔ)誤差不等。③按“等插補(bǔ)誤差法”確定插補(bǔ)段長度和計算節(jié)點：使各插補(bǔ)段的插補(bǔ)誤差相等，并小于或等于允許的插補(bǔ)誤差。④圓弧逼近的節(jié)點計算：曲線的圓弧逼近有曲率圓法、三點圓法和相切圓法等方法。6數(shù)學(xué)處理7零件的工藝規(guī)程工藝規(guī)程的作用組織生產(chǎn)的指導(dǎo)性文件生產(chǎn)準(zhǔn)備工作的依據(jù)工藝規(guī)程是組織生產(chǎn)的指導(dǎo)性文件。生產(chǎn)的計劃和調(diào)度、數(shù)控加工程序的編制、質(zhì)量的檢查等都是以工藝規(guī)程為依據(jù)的。7零件的工藝規(guī)程7.1組織生產(chǎn)的指導(dǎo)性文件7零件的工藝規(guī)程7.2生產(chǎn)準(zhǔn)備工作的依據(jù)工藝規(guī)程是生產(chǎn)準(zhǔn)備工作的依據(jù)。在產(chǎn)品投入生產(chǎn)以前，要做好大量的技術(shù)準(zhǔn)備工作和生產(chǎn)準(zhǔn)備工作，例如刀具、夾具、量具的設(shè)計，制造或采購；毛坯件的制造或采購；以及必要設(shè)備的改裝或添置等，所有這些工作都是以工藝規(guī)程作為依據(jù)來安排和組織的。7零件的工藝規(guī)程7.2生產(chǎn)準(zhǔn)備工作的依據(jù)零件的工藝過程要能可靠地保證圖樣上所有技術(shù)要求的實現(xiàn),這是制定工藝規(guī)程的基本原則。工藝規(guī)程的制定要依據(jù)零件的毛坯形狀和材料的性質(zhì)等因素來決定。數(shù)控加工工序卡