數(shù)控機(jī)床實(shí)訓(xùn)教程- 課件ch02 基礎(chǔ)篇

數(shù)控機(jī)床實(shí)訓(xùn)教程第一篇---基礎(chǔ)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(jī)床概論第二章

數(shù)控機(jī)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(jī)床的保養(yǎng)與維護(hù)第六章

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

數(shù)控編程方法第二節(jié)

數(shù)控機(jī)床加工工藝設(shè)計(jì)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(jī)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(jì)算刀位軌跡坐標(biāo)數(shù)據(jù)、編寫零件的數(shù)控加工程序單直至程序的檢驗(yàn)，均由人工來完成。②應(yīng)用范圍：對于點(diǎn)位加工或幾何形狀不太復(fù)雜的平面零件，數(shù)控編程計(jì)算較簡單，程序段不多，手工編程即可實(shí)現(xiàn)。1.1數(shù)控編程的方法①以自動編程語言為基礎(chǔ)的自動編程方法；②以計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)為基礎(chǔ)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(fù)雜的軸類零件和由復(fù)雜曲線回轉(zhuǎn)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(fù)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(fù)雜的箱體類零件、泵體、閥體、殼體等。④多坐標(biāo)聯(lián)動的臥式加工中心：各種復(fù)雜的曲線、曲面、葉輪、模具等在數(shù)控機(jī)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(diǎn)應(yīng)使程序編制簡單；②對刀點(diǎn)應(yīng)選擇在容易找正、便于確定零件加工原點(diǎn)的位置；③對刀點(diǎn)應(yīng)選在加工時檢驗(yàn)方便、可靠的位置；④對刀點(diǎn)的選擇應(yīng)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(yīng)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(yīng)力要求通過（或靠近）主要支撐點(diǎn)或在支撐點(diǎn)所組成的三角形內(nèi)；④零件的裝卡、定位要考慮到重復(fù)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(diǎn)的選擇原則3、工件的裝卡及定位選擇合理的進(jìn)、退刀位置，盡量避免沿零件輪廓法向切入和進(jìn)給中途停頓。進(jìn)、退刀位置應(yīng)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(yīng)盡量減少進(jìn)、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(jī)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(yīng)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(jìn)、退刀（切入、切出）

路線時，刀具的切出或切入點(diǎn)應(yīng)在沿零件輪廓的切線上，以保證工件輪廓光滑；應(yīng)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(diǎn)應(yīng)沿零件輪廓曲線的延長線上切入和切出零件表面，而不應(yīng)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(yīng)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(diǎn)選在零件輪廓兩幾何元素的交點(diǎn)處。（1）銑削平面類零件的進(jìn)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(bǔ)方式銑削外整圓時的走刀路線。當(dāng)整圓加工完畢時，不要在切點(diǎn)處2退刀，而應(yīng)讓刀具沿切線方向多運(yùn)動一段距離，以免取消刀補(bǔ)時，刀具與工件表面相碰，造成工件報(bào)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(jìn)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(diǎn)計(jì)算簡單，程序少，加工過程符合直紋面的形成，可以準(zhǔn)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(yàn)，葉形的準(zhǔn)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(yīng)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(yīng)在保證加工質(zhì)量的前提下，兼顧切削效率、經(jīng)濟(jì)性和加工成本。具體數(shù)值應(yīng)根據(jù)機(jī)床說明書、切削用量手冊，并結(jié)合經(jīng)驗(yàn)而定。銑削加工的切削用量包括：切削速度、進(jìn)給速度背吃刀量和側(cè)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(cè)吃刀量，其次選擇進(jìn)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(jī)床；②刀具；③工件；④冷卻液

進(jìn)給量與進(jìn)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(jìn)給量f，再根據(jù)公式f=z·fz（z為銑刀齒數(shù)）計(jì)算。2、銑削加工的切、削用量3、進(jìn)給量f與進(jìn)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(jìn)給量、背吃刀量、側(cè)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(zhuǎn)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(jìn)給量f（有些數(shù)控機(jī)床用進(jìn)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(jìn)給量f，最后確定一個合適的切削速度v。精車時應(yīng)選用較小（但不太?。┑谋吵缘读縜，和進(jìn)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(jìn)給量f的選取應(yīng)該與背吃刀量和主軸轉(zhuǎn)速相適應(yīng)。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(jī)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(jìn)給次數(shù)。（1）光車外圓時主軸轉(zhuǎn)速：光車外圓時主軸轉(zhuǎn)速應(yīng)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(zhuǎn)速：在車削螺紋時，車床的主軸轉(zhuǎn)速將受到螺紋的螺距P（或?qū)С蹋┐笮?、?qū)動電機(jī)的升降頻特性，以及螺紋插補(bǔ)運(yùn)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(zhuǎn)速選擇范圍。大多數(shù)經(jīng)濟(jì)型數(shù)控車床推薦車螺紋時的主軸轉(zhuǎn)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(jī)床的技術(shù)性能；分析零件圖紙，了解技術(shù)要求；確定刀具、切削用量及加工順序和走刀路線；進(jìn)行數(shù)值計(jì)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(jì)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(yàn)和試切削。5.2數(shù)控標(biāo)準(zhǔn)常用數(shù)控代碼（編碼）標(biāo)準(zhǔn)有兩個：①

EIARS-244

標(biāo)準(zhǔn)---美國電子工業(yè)協(xié)會制定的②

ISO-RS840

標(biāo)準(zhǔn)---國際標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會制定的（1）加工程序的結(jié)構(gòu)：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(zhǔn)備功能字：G××；③坐標(biāo)字：X±××××.×××；④進(jìn)給功能字：F××（進(jìn)給速度指定方法有直接指定法、時間倒數(shù)指定）；⑤主軸轉(zhuǎn)速功能字：S××；

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

國際標(biāo)準(zhǔn)化組織準(zhǔn)規(guī)定的準(zhǔn)備功能指令代碼---G代碼。(1)G代碼：是與機(jī)床運(yùn)動有關(guān)的一些指令代碼，包括坐標(biāo)系設(shè)定、平面選擇、參考點(diǎn)設(shè)定、坐標(biāo)

尺寸表示方法、定位、插補(bǔ)、刀補(bǔ)、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(biāo)準(zhǔn)5.3填寫數(shù)控加工技術(shù)文件

不同的機(jī)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(shù)文件。在工作中，可根據(jù)具體情況設(shè)計(jì)文件格式。6.1數(shù)控加工常用刀具的種類及特點(diǎn)

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

一般應(yīng)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(diǎn)①剛性好（尤其是粗加工刀具）、精度高、抗振及熱變形?。虎诨Q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(yīng)能可靠地?cái)嘈蓟蚓硇迹岳谇行嫉呐懦?；⑥系列化、?biāo)準(zhǔn)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(jī)交互狀態(tài)下進(jìn)行的，應(yīng)根據(jù)機(jī)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(guān)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(zhuǎn)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(yīng)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(yīng)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(zhuǎn)中心。數(shù)控車床刀具按進(jìn)刀方向可分為左進(jìn)刀、右進(jìn)刀和中間進(jìn)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(jī)床刀具刀柄的結(jié)構(gòu)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(jī)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(yīng)能力和利用率。6.4數(shù)控銑床常用刀具1、刀柄結(jié)構(gòu)形式刀柄結(jié)構(gòu)形式的選擇應(yīng)兼顧技術(shù)先進(jìn)與經(jīng)濟(jì)合理：①對一些長期反復(fù)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(jī)床較多尤其是機(jī)床主軸端部、換刀機(jī)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(yīng)型式的拉釘拉緊結(jié)構(gòu)與機(jī)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(yīng)用較為廣泛的有ISO7388-1983、GB10944-1989、MAS403-1982、ANSI/ASME

B5.501985等，選擇時應(yīng)考慮刀柄規(guī)格與機(jī)床主軸、機(jī)械手相適應(yīng)。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