數(shù)控機床實訓教程- 課件ch02 基礎篇

數(shù)控機床實訓教程第一篇---基礎篇第二篇---操作與編程篇第三章---能力與提升篇第一章

數(shù)控機床概論第二章

數(shù)控機床的加工工藝及刀具系統(tǒng)第三章

數(shù)控車床的操作與編程v第四章

數(shù)控銑床（加工中心）的操作與編程第五章

數(shù)控機床的保養(yǎng)與維護第六章

數(shù)控職業(yè)技能鑒定目錄CONTENTS基礎篇第一節(jié)

數(shù)控編程方法第二節(jié)

數(shù)控機床加工工藝設計第三節(jié)

數(shù)控加工路線的確定第四節(jié)

切削用量的選擇第五節(jié)

數(shù)控加工工藝文件第六節(jié)

數(shù)控加工刀具系統(tǒng)

數(shù)控機床的加工

工藝及刀具系統(tǒng)第二章1、手工編程2、自動編程①手工編程是指從零件圖紙分析、工藝決策、確定加工路線和工藝參數(shù)、計算刀位軌跡坐標數(shù)據(jù)、編寫零件的數(shù)控加工程序單直至程序的檢驗，均由人工來完成。②應用范圍：對于點位加工或幾何形狀不太復雜的平面零件，數(shù)控編程計算較簡單，程序段不多，手工編程即可實現(xiàn)。1.1數(shù)控編程的方法①以自動編程語言為基礎的自動編程方法；②以計算機輔助設計為基礎的圖形交互式自動編程方法。①刀具集中分序法；②粗、精加工分序法；③按加工部位分序法2.1數(shù)控加工全過程①數(shù)控車床：形狀比較復雜的軸類零件和由復雜曲線回轉形成的模具內(nèi)型腔。②數(shù)控立式鏜銑床和立式加工中心：箱體、箱蓋、平面凸輪、樣板、形狀復雜的平面或立體零件，以及模具的內(nèi)、外型腔等。③數(shù)控臥式鏜銑床和臥式加工中心：復雜的箱體類零件、泵體、閥體、殼體等。④多坐標聯(lián)動的臥式加工中心：各種復雜的曲線、曲面、葉輪、模具等在數(shù)控機床上加工零件的工序劃分方法有以下幾種。2、加工工序的劃分1、加工工件的選擇①所選的對刀點應使程序編制簡單；②對刀點應選擇在容易找正、便于確定零件加工原點的位置；③對刀點應選在加工時檢驗方便、可靠的位置；④對刀點的選擇應有利于提高加工精度。2.1數(shù)控加工全過程要充分注意下面的問題:①盡量采用組合夾具；②零件定位、夾緊的部位應考慮到不妨礙各部位的加工、更換刀具以及重要部位的測量；③夾緊力、應力要求通過（或靠近）主要支撐點或在支撐點所組成的三角形內(nèi)；④零件的裝卡、定位要考慮到重復安裝的一致性，以減少對刀時間，提高同一批零件加工的一致性。4、對刀點的選擇原則3、工件的裝卡及定位選擇合理的進、退刀位置，盡量避免沿零件輪廓法向切入和進給中途停頓。進、退刀位置應選在不重要的位置；加工路線一般

是先加工外輪廓，

再加工內(nèi)輪廓。應盡量減少進、退刀時間和其他輔助時間在銑削加工零件輪廓時，要盡量采用順銑加工方式，這樣可以減小機床的顫振，提高零件表面粗糙度和加工精度；3.1確定加工路線時應考慮的原則12433.2具體編程加工路線的選擇圖2.1

最短加工路線1.尋求最短加工路線3.2具體編程加工路線的選擇圖2.2

銑削內(nèi)腔的三種走刀路線2.最終輪廓一次走刀完成考慮刀具的進、退刀（切入、切出）

路線時，刀具的切出或切入點應在沿零件輪廓的切線上，以保證工件輪廓光滑；應避免在工件輪廓面上垂直上、下刀而劃傷工件表面；盡量減少在輪廓加工切削過程中的暫停（切削力突然變化造成彈性變形），以免留下刀痕。刀具切入和切出時的外延如圖2.3所示。3.2具體編程加工路線的選擇3.選擇切入切出方向3.2具體編程加工路線的選擇4.選擇使工件在加工后變形小的路線銑削外表面輪廓時，如圖2.4所示，銑刀的切入和切出點應沿零件輪廓曲線的延長線上切入和切出零件表面，而不應沿法向直接切入零件，以避免加工表面產(chǎn)生劃痕，保證零件輪廓光滑。銑削封閉的內(nèi)輪廓表面時，若內(nèi)輪廓曲線允許外延，則應沿切線方向切入切出。若內(nèi)輪廓曲線不允許外延（見圖2.5），則刀具只能沿內(nèi)輪廓曲線的法向切入、切出，并將其切入、切出點選在零件輪廓兩幾何元素的交點處。（1）銑削平面類零件的進給路線：3.2具體編程加工路線的選擇4.選擇使工件在加工后變形小的路線圖2.6所示為圓弧插補方式銑削外整圓時的走刀路線。當整圓加工完畢時，不要在切點處2退刀，而應讓刀具沿切線方向多運動一段距離，以免取消刀補時，刀具與工件表面相碰，造成工件報廢。銑削內(nèi)圓弧時也要遵循從切向切入的原則，最好安排從圓弧過渡到圓弧的加工路線（見圖2.7），這樣可以提高內(nèi)孔表面的加工精度和加工質(zhì)量。（1）銑削平面類零件的進給路線：3.2具體編程加工路線的選擇4.選擇使工件在加工后變形小的路線采用圖2.8（a）所示的加工方案時，每次沿直線加工，刀位點計算簡單，程序少，加工過程符合直紋面的形成，可以準確保證母線的直線度。

采用圖2.8（b）所示的加工方案時，便于加工后檢驗，葉形的準確度高，但程序較多。由于曲面零件的邊界是敞開的，沒有其他表面限制，所以曲面邊界可以延伸，球頭刀應由邊界外開始加工。（2）銑削曲面類零件的加工路線---①直紋面加工3.2具體編程加工路線的選擇4.選擇使工件在加工后變形小的路線（2）銑削曲面類零件的加工路線---②曲面輪廓加工3.2具體編程加工路線的選擇4.選擇使工件在加工后變形小的路線（2）銑削曲面類零件的加工路線---②曲面輪廓加工合理選擇切削用量的原則是，粗加工時，一般以提高生產(chǎn)率為主；半精加工和精加工時，應在保證加工質(zhì)量的前提下，兼顧切削效率、經(jīng)濟性和加工成本。具體數(shù)值應根據(jù)機床說明書、切削用量手冊，并結合經(jīng)驗而定。銑削加工的切削用量包括：切削速度、進給速度背吃刀量和側吃刀量。從刀具耐用度出發(fā)，切削用量的選擇方法是：先選擇背吃刀量或側吃刀量，其次選擇進給速度，最后確定切削速度。4.1銑床切削用量選擇1、影響切削用量的因素①機床；②刀具；③工件；④冷卻液

進給量與進給速度是數(shù)控銑床加工切削用量中的重要參數(shù)，根據(jù)零件的表面粗糙度、加工精度要求、刀具及工件材料等因素，參考切削用量手冊選取或通過選取每齒進給量f，再根據(jù)公式f=z·fz（z為銑刀齒數(shù)）計算。2、銑削加工的切、削用量3、進給量f與進給速度Vt的選擇4、切削速度Ve

銑削的切削速度v。與刀具的耐用度、每齒進給量、背吃刀量、側吃刀量以及銑刀齒數(shù)成反比，而與銑刀直徑成正比。3、主軸轉速的確定粗車時，一般取f=0.3~0.8mm/r，精車時常取f=0.1~0.3mm/r，切斷時f=0.05~0.2mm/r.2、進給量f（有些數(shù)控機床用進給速度v）粗車時，首先考慮選擇一個盡可能大的背吃刀量a，，其次選擇一個較大的進給量f，最后確定一個合適的切削速度v。精車時應選用較?。ǖ惶。┑谋吵缘读縜，和進給量f，并選用切削性能高的刀具材料和合理的幾何參數(shù)，以盡可能提高切削速度v。進給量f的選取應該與背吃刀量和主軸轉速相適應。4.2車床車削用量（ap、f、v）選擇1、背吃刀量a的確定

在工藝系統(tǒng)剛度和機床功率允許的情況下，盡可能選取較大的背吃刀量，以減少進給次數(shù)。（1）光車外圓時主軸轉速：光車外圓時主軸轉速應根據(jù)零件上被加工部位的直徑，并按零件和刀具材料以及加工性質(zhì)等條件所允許的切削速度來確定。（2）車螺紋時主軸的轉速：在車削螺紋時，車床的主軸轉速將受到螺紋的螺距P（或導程）大小、驅動電機的升降頻特性，以及螺紋插補運算速度等多種因素影響，故對于不同的數(shù)控系統(tǒng)，推薦不同的主軸轉速選擇范圍。大多數(shù)經(jīng)濟型數(shù)控車床推薦車螺紋時的主軸轉速n（r/min）為n≤（1200/P）-k。5.1數(shù)控程序編制的內(nèi)容與步驟

1、程序編制的內(nèi)容2、典型的數(shù)控編程過程與步驟

了解數(shù)控機床的技術性能；分析零件圖紙，了解技術要求；確定刀具、切削用量及加工順序和走刀路線；進行數(shù)值計算，獲得刀位數(shù)據(jù)；編制加工程序，并輸入數(shù)控系統(tǒng)。①加工工藝分析；②計算加工軌跡和加工尺寸；③編制加工程序清單；④程序輸入；⑤程序校驗和試切削。5.2數(shù)控標準常用數(shù)控代碼（編碼）標準有兩個：①

EIARS-244

標準---美國電子工業(yè)協(xié)會制定的②

ISO-RS840

標準---國際標準化協(xié)會制定的（1）加工程序的結構：零件加工程序有主程序和可被主程序調(diào)用的子程序組成。主程序和子程序都是由若干

（2）程序段格式：固定順序/分隔符順序/字地址格式（3）程序段中“功能字”的意義：

①程序段序號：N××××；②準備功能字：G××；③坐標字：X±××××.×××；④進給功能字：F××（進給速度指定方法有直接指定法、時間倒數(shù)指定）；⑤主軸轉速功能字：S××；

⑥刀具功能字：T××；⑦輔助功能字：M××；⑧程序段結束符：LF/CR//“；”其他符號表示。個“程序段”（block）組成。2、程序結構與程序段格式1、數(shù)控程序編制的國際標準和國家標準3、數(shù)控系統(tǒng)的指令代碼

國際標準化組織準規(guī)定的準備功能指令代碼---G代碼。(1)G代碼：是與機床運動有關的一些指令代碼，包括坐標系設定、平面選擇、參考點設定、坐標

尺寸表示方法、定位、插補、刀補、固定循環(huán)、速度指定、安全和測量功能等方面的指令。(2)模態(tài)代碼：一經(jīng)在一個程序段中指定，其功能一直保持到被取消或被同組其他G代碼所代替，即在后續(xù)的程序段中不寫該代碼，功能仍然起作用。

(3)非模態(tài)代碼：其功能僅在所出現(xiàn)的程序段內(nèi)有效。

5.2數(shù)控標準5.3填寫數(shù)控加工技術文件

不同的機床或不同的加工目的可能會需要不同形式的數(shù)控加工專用技術文件。在工作中，可根據(jù)具體情況設計文件格式。6.1數(shù)控加工常用刀具的種類及特點

數(shù)控加工刀具必須適應數(shù)控機床高速、高效和自動化程度高的特點，

一般應包括通用刀具、通用連接刀柄及少量專用刀柄。數(shù)控刀具特點①剛性好（尤其是粗加工刀具）、精度高、抗振及熱變形小；②互換性好，便于快速換刀；③壽命高，切削性能穩(wěn)定、可靠；④刀具的尺寸便于調(diào)整，以減少換刀調(diào)整時間；⑤刀具應能可靠地斷屑或卷屑，以利于切屑的排除；⑥系列化、標準化，以利于編程和刀具管理。

刀具的選擇是在數(shù)控編程的人機交互狀態(tài)下進行的，應根據(jù)機床的加工能力、工件材料的性能、加工工序、切削用量以及其他相關因素正確選用刀具及刀柄。6.2數(shù)控加工刀具的選擇

刀具選擇總的原則是：安裝調(diào)整方便，剛性好，耐用度和精度高。在滿足加工要求的前提下，盡量選擇較短的刀柄，以提高刀具加工的剛性。

如果選擇好合適的刀片和刀桿后，首先將刀片安裝在刀桿上，再將刀桿依次安裝到回轉刀架上，之后通過刀具干涉圖和加工行程圖檢查刀具安裝尺寸。在刀具安裝過程中應注意以下問題：①安裝前保證刀桿及刀片定位面清潔，無損傷；②將刀桿安裝在刀架上時，應保證刀桿方向正確；③安裝刀具時需注意使刀尖等高于主軸的回轉中心。數(shù)控車床刀具按進刀方向可分為左進刀、右進刀和中間進刀三種形式；按刀具對工件的加工位置可分為內(nèi)孔加工（內(nèi)孔車刀見圖2.15）、外圓加工和端面加工（外圓和端面車刀見圖2.16）三種形式；按加工工件形狀可分為切槽、螺紋和仿形加工三種形式。6.3數(shù)控車床常用刀具數(shù)控機床刀具刀柄的結構形式分為整體式與模塊式兩種。針對不同的加工零件和使用機床，采取不同的組裝方案，可獲得多種刀柄系列，從而提高刀柄的適應能力和利用率。6.4數(shù)控銑床常用刀具1、刀柄結構形式刀柄結構形式的選擇應兼顧技術先進與經(jīng)濟合理：①對一些長期反復使用、不需要拼裝的簡單刀具以配備整體式刀柄為宜；②在加工孔徑、孔深經(jīng)常變化的多品種、小批量零件時，宜選用模塊式刀柄；③對數(shù)控機床較多尤其是機床主軸端部、換刀機械手各不相同時，宜選用模塊式刀柄。數(shù)控刀具刀柄多數(shù)采用7：24圓錐工具刀柄，并采

用相應型式的拉釘拉緊結構與機床主軸相配合。刀柄有各種規(guī)格，常用的有40號、45號和50號。目前在我國應用較為廣泛的有ISO7388-1983、GB10944-1989、MAS403-1982、ANSI/ASME

B5.501985等，選擇時應考慮刀柄規(guī)格與機床主軸、機械手相適應。2、刀柄規(guī)格1、刀柄的約束方式（1）一面約束如圖2.19右部所示，刀