《機床數(shù)控技術 第4版》課件 第3章 數(shù)控機床程序編制中的工藝處理

機床數(shù)控技術

第一節(jié)概述一、數(shù)控加工工藝的特點 1.數(shù)控加工工藝的內容十分具體 2.數(shù)控加工的工藝處理相對嚴密二、數(shù)控加工工藝處理的主要內容 1.選擇并確定進行數(shù)控加工的零件的內容 2.對被加工零件的圖樣進行工藝分析 3.設計數(shù)控加工工序 4.選擇對刀點、換刀點的位置，確定加工路線，刀補。 5.分配數(shù)控加工中的容差。 6.數(shù)控加工工藝技術文件的定型與歸檔。第三章數(shù)控機床程序編制中的工藝處理一、選擇數(shù)控加工的零件

1.最適應類 1）形狀復雜，加工精度要求高。 2）用數(shù)學模型描述的復雜曲線或者曲面輪廓零件。 3）具有難測量、難控制進給、難控制尺寸的內腔殼體或者盒型零件。 4）必須在一次裝夾中合并完成銑、鏜、鉸等多工序的零件。第二節(jié)選擇數(shù)控加工的零件及數(shù)控加工的內容第三章數(shù)控機床程序編制中的工藝處理

2.較適應類 1）在通用機床上加工時極易受人為因素的干擾，零件價值高的零件。 2）在通用機床上加工時必須制造復雜的專用工裝的零件。 3）多次更改設計后才能定型的零件。 4）通用機床上加工需要作長時間調整的零件。 5）通用機床加工生產效率很低的零件。 3.不適應類 1）生產批量大的零件。 2）裝夾困難的零件。 3）加工余量很不穩(wěn)定。 4）必須用特定的工藝裝備協(xié)調加工的零件。二、選擇數(shù)控加工的內容第三章數(shù)控機床程序編制中的工藝處理一、分析零件圖樣中的尺寸標注方法是否適應數(shù)控加工的特點二、分析構成零件輪廓的幾何元素的條件是否充分三、分析零件定位的基準的可靠性第三節(jié)數(shù)控加工零件的工藝性分析第三章數(shù)控機床程序編制中的工藝處理一、加工工序劃分

在數(shù)控機床上加工零件，工序可以比較集中，一次裝夾應盡可能完成全部工序。與普通機床加工相比，加工工序劃分有其自己的特點。第四節(jié)數(shù)控加工工藝路線設計第三章數(shù)控機床程序編制中的工藝處理2.以粗精加工劃分工序

數(shù)控加工要求工序盡可能集中，常常粗、精加工在一次裝夾下完成，為減少熱變形和切削力變形對工件的形狀、位置精度、尺寸精度和表面粗糙度的影響，應將粗、精加工分開進行。對軸類或盤類零件，將各處先粗加工，留少量余量精加工，來保證表面質量要求。同時，對一些箱體工件，為保證孔的加工精度，應先加工表面而后加工孔。3.按所用刀具劃分工序

數(shù)控加工中，為減少換刀次數(shù)，節(jié)省換刀時間，應將需用同一把刀加工的加工部位全部完成后，再換另一把刀來加工其它部位。同時應盡量減少空行程，用同一把刀加工工件的多個部位時，應以最短的路線到達各加工部位。1.根據(jù)裝夾定位劃分工序一、走刀路線（加工路線）的確定在數(shù)控加工中，刀具（嚴格說是刀位點）相對于工件的運動軌跡和方向稱為加工路線。即刀具從對刀點開始運動起，直至結束加工程序所經過的路徑，包括切削加工的路徑及刀具引入、返回等非切削空行程。

確定加工路線的原則：（1）必須保證被加工零件的尺寸精度和表面粗糙度要求。第五節(jié)數(shù)控加工工序的設計第三章數(shù)控機床程序編制中的工藝處理切向切入徑向切入第三章數(shù)控機床程序編制中的工藝處理n個))(1)1(2bananb+-=-+=（黃線長紅線長ba+切入/出段+切入/出段（2）走刀路線盡量短，為了提高生產效率，在確定加工路線時應盡量縮短加

工路線，減少刀具空行程時間。（3）為了減少編程工作量，還應使數(shù)值計算簡單，程序段數(shù)量減少，程序短。第三章數(shù)控機床程序編制中的工藝處理三、夾具的選擇、工件裝夾方法的確定數(shù)控加工對夾具主要有兩大要求：一是夾具應具有足夠的精度和剛度；二是夾具應有可靠的定位基準。選用夾具時，通常考慮以下幾點： 1）盡量選用可調整夾具、組合夾具及其它通用夾具，避免采用專用夾具，以縮短生產

準備時間。

2）在成批生產時才考慮采用專用夾具，并力求結構簡單。

3）裝卸工件要迅速方便，以減少機床的停機時間。

4）夾具在機床上安裝要準確可靠，以保證工件在正確的位置上加工。四、刀具的選擇五、確定對刀點與換刀點六、切削用量的確定二、定位基準與夾緊方案的確定七、數(shù)控編程的誤差控制第五節(jié)數(shù)控加工工藝路線設計第三章數(shù)控機床程序編制中的工藝處理八、數(shù)控加工工藝分析實例

數(shù)控車床上的夾具主要有兩類：一類用于盤類或短軸類零件，工件毛坯裝夾在帶可調卡爪的卡盤（三爪、四爪）中，由卡盤傳動旋轉；另一類用于軸類零件，毛坯裝在主軸頂尖和尾架頂尖間，工件由主軸上的撥動卡盤傳動旋轉。數(shù)控銑床上的夾具，一般安裝在工作臺上，其形式根據(jù)被加工工件的特點可多種多樣。如：通用臺虎鉗、數(shù)控分度轉臺等。第三章數(shù)控機床程序編制中的工藝處理三、夾具的選擇、工件裝夾方法的確定1．夾具的選擇

數(shù)控機床上零件的安裝方法與普通機床一樣，要合理選擇定位基準和夾緊方案，注意以下兩點：

第三章數(shù)控機床程序編制中的工藝處理1）力求設計、工藝與編程計算的基準統(tǒng)一，這樣有利于編程時數(shù)值計算的簡便性和精確性。

2）盡量減少裝夾次數(shù)，盡可能在一次定位裝夾后，加工出全部待加工表面。2.工件裝夾方法的確定

與普通機床加工方法相比，數(shù)控加工對刀具提出了更高的要求，不僅需要剛性好、精度高，而且要求尺寸穩(wěn)定，耐用度高，斷屑和排屑性能好；同時要求安裝調整方便，這樣來滿足數(shù)控機床高效率的要求。數(shù)控機床上所選用的刀具常采用適應高速切削的刀具材料（如高速鋼、超細粒度硬質合金）并使用可轉位刀片。第三章數(shù)控機床程序編制中的工藝處理四、刀具的選擇

工件裝夾方式在機床確定后，通過確定工件原點來確定了工件坐標系，加工程序中的各運動軸代碼控制刀具作相對位移。例如：某程序開始第一個程序段為N0010G90G00X100Z20，是指刀具快速移動到工件坐標下X=100mmZ=20mm處。究竟刀具從什么位置開始移動到上述位置呢？所以在程序執(zhí)行的一開始，必須確定刀具在工件坐標系下開始運動的位置，這一位置即為程序執(zhí)行時刀具相對于工件運動的起點，所以稱程序起始點或起刀點。此起始點一般通過對刀來確定，所以，該點又稱對刀點。

第三章數(shù)控機床程序編制中的工藝處理五、對刀點、換刀點的設置1．對刀點的定義

在編制程序時，要正確選擇對刀點的位置。對刀點設置原則是：

1）便于數(shù)值處理和簡化程序編制。

2）易于找正并在加工過程中便于檢查。

3）引起的加工誤差小。對刀點可以設置在加工零件上，也可以設置在夾具上或機床上，為了提高零件的加工精度，對刀點應盡量設置在零件的設計基準或工藝基準上。例：以外圓或孔定位零件，可以取外圓或孔的中心與端面的交點作為對刀點。實際操作機床時，可通過手工對刀操作把刀具的刀位點放到對刀點上，即“刀位點”與“對刀點”的重合。所謂“刀位點”是指刀具的定位基準點，車刀的刀位點為刀尖或刀尖圓弧中心；平底立銑刀是刀具軸線與刀具底面的交點；球頭銑刀是球頭的球心，鉆頭是鉆尖等。用手動對刀操作，對刀精度較低，且效率低。而有些工廠采用光學對刀鏡、對刀儀、自動對刀裝置等，以減少對刀時間，提高對刀精度。

加工過程中需要換刀時，應規(guī)定換刀點。所謂“換刀點”是指刀架轉動換刀時的位置，換刀點應設在工件或夾具的外部，以換刀時不碰工件及其它部件為準。

第三章數(shù)控機床程序編制中的工藝處理2．對刀點、換刀點的設置第三章數(shù)控機床程序編制中的工藝處理1．主軸轉速的確定

主軸轉速應根據(jù)允許的切削速度和工件（或刀具）直徑來選擇。其計算公式為：

n=1000v/πD

式中 v----切削速度，單位為m/min，由刀具的耐用度決定；

n----主軸轉速，單位為r/min；

D----工件直徑或刀具直徑，單位為mm。

計算的主軸轉速n最后要根據(jù)機床說明書選取機床有的或較接近的轉速。第三章數(shù)控機床程序編制中的工藝處理六、切削用量的確定第三章數(shù)控機床程序編制中的工藝處理2．進給速度的確定

進給速度是數(shù)控機床切削用量中的重要參數(shù)，主要根據(jù)零件的加工精度和表面粗糙度要求以及刀具、工件的材料性質選取。最大進給速度受機床剛度和進給系統(tǒng)的性能限制。

確定進給速度的原則：

1）當工件的質量要求能夠得到保證時，為提高生產效率，可選擇較高的進給速度。一般在100～200mm/min范圍內選取。

2）在切斷、加工深孔或用高速鋼刀具加工時，宜選擇較低的進給速度，一般在20～50mm/min范圍內選取。

3）當加工精度，表面粗糙度要求高時，進給速度應選小些，一般在20～50mm/min范圍內選取。

4）刀具空行程時，特別是遠距離“回零”時，可以設定該機床數(shù)控系統(tǒng)設定的最高進給速度。

3．背吃刀量確定

背吃刀量根據(jù)機床、工件和刀具的剛度來決定，在剛度允許的條件下，應盡可能使背吃刀量等于工件的加工余量，這樣可以減少走刀次數(shù)，提高生產效率。為了保證加工表面質量，可留少量精加工