數(shù)控加工工藝基礎(chǔ)PPT課件

機械工程學(xué)院 1 第二章數(shù)控加工工藝基礎(chǔ) 機械工程學(xué)院 2 內(nèi)容提要 2 1數(shù)控加工工藝概述2 2數(shù)控加工工藝分析2 3數(shù)控加工工藝設(shè)計2 4數(shù)控加工中的數(shù)值計算與處理2 5數(shù)控加工中專用技術(shù)文件的編制 機械工程學(xué)院 3 2 1數(shù)控加工工藝概述 本節(jié)內(nèi)容 一 數(shù)控加工工藝的特點二 數(shù)控加工工藝設(shè)計的主要內(nèi)容 機械工程學(xué)院 4 一 數(shù)控加工工藝的特點 數(shù)控加工工藝是采用數(shù)控機床加工零件時所運用各種方法和技術(shù)手段的總和 1 內(nèi)容要求更加具體 詳細2 要求更嚴密 精確3 數(shù)學(xué)處理和編程尺寸設(shè)定值的計算4 考慮進給速度對零件形狀精度的影響5 強調(diào)刀具選擇的重要性6 工序相對集中 工序內(nèi)容比普通機床加工的工序內(nèi)容復(fù)雜7 數(shù)控加工程序的編寫 校驗與修改是數(shù)控加工工藝的一項特殊內(nèi)容 機械工程學(xué)院 5 二 數(shù)控加工工藝設(shè)計的主要內(nèi)容1 數(shù)控加工內(nèi)容的選擇2 數(shù)控加工方法的選擇 機械工程學(xué)院 6 1 數(shù)控加工內(nèi)容的選擇1 適于數(shù)控加工的內(nèi)容 1 通用機床無法加工的內(nèi)容應(yīng)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(yīng)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 機械工程學(xué)院 7 2 不適于數(shù)控加工的內(nèi)容 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 主要原因是獲取數(shù)據(jù)困難 易于與檢驗依據(jù)發(fā)生矛盾 增加了程序編制的難度 此外 在選擇和決定加工內(nèi)容時 也要考慮生產(chǎn)批量 生產(chǎn)周期 工序間周轉(zhuǎn)情況等等 總之 要盡量做到合理 達到多 快 好 省的目的 要防止把數(shù)控機床降格為通用機床使用 機械工程學(xué)院 8 2 數(shù)控加工方法的選擇 外圓 車削和磨削 拋光內(nèi)孔 鉆孔 擴孔 鉸孔 鏜孔平面 銑削 刨削 車削 磨削平面輪廓 數(shù)控銑 線切割 磨削曲面輪廓 數(shù)控銑 機械工程學(xué)院 9 被加工零件的數(shù)控加工工藝性問題涉及面很廣 下面結(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 幾何要素的條件應(yīng)完整 準確 2 統(tǒng)一幾何類型及尺寸 3 內(nèi)槽圓角半徑不能太小 4 槽底圓角半徑不能過大 5 統(tǒng)一基準定位 2 2數(shù)控加工工藝分析 機械工程學(xué)院 10 2 3數(shù)控加工工藝設(shè)計 數(shù)控加工工藝路線設(shè)計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 因而要與其它加工工藝銜接好 常見工藝流程如圖 機械工程學(xué)院 11 工序的劃分數(shù)控加工工序的劃分一般可按下列方法進行 a 以零件裝夾定位方式劃分工序 b 以粗 精加工劃分工序 c 以所用刀具劃分工序 一個 或一組 工人 在一個工作地對同一個 或同時對幾個 工件連續(xù)完成的那一部分加工過程 一 加工階段的劃分 機械工程學(xué)院 12 安裝的劃分在一個工序中工件可能只安裝一次 也可能要安裝若干次 工位的劃分在工件的一次安裝中 通過分度 位移 裝置 使工件相對機床床身變換加工位置 把每一個加工位置上所完成的工藝過程稱為工位 在同一工序中 工件每定位和夾緊一次所能完成的那部分加工 機械工程學(xué)院 13 機械工程學(xué)院 14 工步的劃分 1 以粗 精加工劃分工步 2 以加工部位劃分工步 3 以同一把刀具加工的內(nèi)容劃分工步 走刀切削刀具在加工表面上切削一次所完成的工步內(nèi)容 在一個工位中 加工表面 切削刀具 切削速度和進給量都不變時 所連續(xù)完成的那部分工序 機械工程學(xué)院 15 知識回顧 2 1數(shù)控加工工藝概述2 2數(shù)控加工工藝分析2 3數(shù)控加工工藝設(shè)計一 加工階段的劃分工序安裝工位工步走刀 機械工程學(xué)院 16 順序安排一般應(yīng)按以下原則進行 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(yīng)綜合考慮 先進行內(nèi)腔加工 后進行外形加工 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(fù)定位次數(shù) 換刀次數(shù)與挪動壓板次數(shù) 二 加工順序的安排 機械工程學(xué)院 17 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 這樣才能使各工序達到相互滿足加工需要 且質(zhì)量目標(biāo)及技術(shù)要求明確 交接驗收有依據(jù) 三 數(shù)控加工工序與普通工序的銜接 機械工程學(xué)院 18 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 工序設(shè)計內(nèi)容 確定走刀路線和安排加工順序確定定位和夾緊方案確定刀具與工件的相對位置確定切削用量 四 數(shù)控加工具體工序設(shè)計 機械工程學(xué)院 19 走刀路線就是刀具在整個加工工序中的運動軌跡 它不但包括了工步的內(nèi)容 也反映出工步順序 走刀路線是編寫程序的依據(jù)之一 1 確定走刀路線和安排加工順序 機械工程學(xué)院 20 1 尋求最短加工路線 機械工程學(xué)院 21 2 最終輪廓一次走刀完成 為保證工件輪廓表面加工后的粗糙度要求 最終輪廓應(yīng)安排在最后一次走刀中連續(xù)加工出來 機械工程學(xué)院 22 3 選擇切入切出方向 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(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以免留下刀痕 機械工程學(xué)院 23 4 選擇使工件在加工后變形小的路線對橫截面積小的細長零件或薄板零件應(yīng)采用分幾次走刀加工到最后尺寸或?qū)ΨQ去除余量法安排走刀路線 安排工步時 應(yīng)先安排對工件剛性破壞較小的工步 機械工程學(xué)院 24 2 確定定位和夾緊方案在確定定位和夾緊方案時應(yīng)注意以下幾個問題 1 盡可能做到設(shè)計基準 工藝基準與編程計算基準的統(tǒng)一 2 盡量將工序集中 減少裝夾次數(shù) 盡可能在一次裝夾后能加工出全部待加工表面 3 避免采用占機人工調(diào)整時間長的裝夾方案 4 夾緊力的作用點應(yīng)落在工件剛性較好的部位 機械工程學(xué)院 25 夾緊力作用點與夾緊變形的關(guān)系 a 薄壁套b 機械工程學(xué)院 26 夾具的選擇通用夾具已經(jīng)標(biāo)準化 無需調(diào)整或稍加調(diào)整就可以用來裝夾不同工件的夾具 機械工程學(xué)院 27 液壓三爪卡盤 用于回轉(zhuǎn)工件的自動裝卡 四爪單動卡盤 用于非回轉(zhuǎn)體或偏心件的裝卡 平口鉗分固定側(cè)與活動側(cè) 固定側(cè)與底面作為定位面 活動側(cè)用于夾緊 機械工程學(xué)院 28 專用夾具指專為某一工件的某一加工工序而設(shè)計制造的夾具 結(jié)構(gòu)緊湊 操作方便 主要用于固定產(chǎn)品的大批大量生產(chǎn) 機械工程學(xué)院 29 連桿加工專用銑槽夾具結(jié)構(gòu)夾具l一夾具體 2一壓板 3 7一螺母 4 5一墊圈 6一螺栓 8一彈簧 9一定位鍵 10一菱形銷 11一圓柱銷 機械工程學(xué)院 30 組合夾具 機械工程學(xué)院 31 3 確定刀具與工件的相對位置對刀點 是指通過對刀確定刀具與工件相對位置的基準點 對刀點往往就選擇在零件的加工原點 對刀點的選擇原則如下 1 所選的對刀點應(yīng)使程序編制簡單 2 對刀點應(yīng)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(yīng)選在加工時檢驗方便 可靠的位置 4 對刀點的選擇應(yīng)有利于提高加工精度 機械工程學(xué)院 32 在使用對刀點確定加工原點時 就需要進行 對刀 所謂對刀是指使 刀位點 與 對刀點 重合的操作 刀位點 是指刀具的定位基準點 機械工程學(xué)院 33 4 確定切削用量對于高效率的金屬切削機床加工來說 被加工材料 切削刀具 切削用量是三大要素 這些條件決定著加工時間 刀具壽命和加工質(zhì)量 經(jīng)濟的 有效的加工方式 要求必須合理地選擇切削用量 編程人員在確定切削用量時 要根據(jù)被加工工件材料 硬度 切削狀態(tài) 刀具耐用度 先確定背吃刀量 進給量 最后選擇合適的切削速度 機械工程學(xué)院 34 1 背吃刀量ap 切削深度 根據(jù)加工余量來確定粗加工 Ra10 80 一次盡量切削所有余量半精加工 Ra1 25 10 ap0 5 2mm精加工 Ra0 32 1 25 ap0 2 0 4mm 機械工程學(xué)院 35 2 進給量f 進給速度Vf Vf fn粗加工 根據(jù)加工材料 刀具尺寸 ap來確定半精加工 精加工 根據(jù)工件材料和切削速度來確定如 精銑20 25mm minVf精車0 1 0 2mm rf 機械工程學(xué)院 36 3 切削速度Vc 主軸轉(zhuǎn)速n 根據(jù)選定的ap f以及刀具耐用度選擇切削速度n 1000Vc D 機械工程學(xué)院 37 如何確定合理的切削用量經(jīng)驗估算查表修正 機械工程學(xué)院 38 第二組數(shù)據(jù) 切削速度 350m min進給率 0 25mm r切削深度 1 5mmn 1393r minVf 348mm min 第一組數(shù)據(jù) 切削速度 350m min進給率 0 6mm r切削深度 5 0mmn 1393r minVf 863mm min 機械工程學(xué)院 39 參考表1硬質(zhì)合金刀具粗車外圓及端面時進給量的參考值 三江學(xué)院SanjiangUniversity 機械工程學(xué)院 40 參考表2硬質(zhì)合金刀具切削速度參考值 三江學(xué)院SanjiangUniversity 機械工程學(xué)院 41 2 4數(shù)控加工中的數(shù)值計算與處理 刀位點刀具運動過程中的相關(guān)坐標(biāo)點 刀具的基準點平底立銑刀刀具軸線與刀具底面的交點球頭銑刀球頭部分的球心車刀刀尖基點節(jié)點 機械工程學(xué)院 42 基點 指各相鄰幾何元素間的交點或切點如直線與直線的交點 直線與圓弧的交點或切點 圓弧與圓弧的交點或切點等 基點坐標(biāo)的計算 機械工程學(xué)院 43 基點的求解方法人工計算 適用于較簡單的圖形數(shù)據(jù)效率低 易出錯CAD輔助圖解法 適用于復(fù)雜圖形 機械工程學(xué)院 44 CAD輔助圖解法舉例 機械工程學(xué)院 45 節(jié)點 用直線段或圓弧段去逼近非圓曲線 逼近線段與被加工曲線交點稱為節(jié)點 例如 對下圖所示的曲線用直線逼近時 其交點A B C D E F等即為節(jié)點 機械工程學(xué)院 46 數(shù)控加工技術(shù)文件主要有 數(shù)控編程任務(wù)書 數(shù)控加工工序卡片 工件安裝和原點設(shè)定卡片 數(shù)控加工走刀路線圖 數(shù)控加工程序單 數(shù)控刀具卡片等 以下提供了常用文件格式 文件格式可根據(jù)企業(yè)實際情況自行設(shè)計 2 5數(shù)控加工專用技術(shù)文件的編寫 機械工程學(xué)院 47 1 數(shù)控編程任務(wù)書它闡明了工藝人員對數(shù)控加工工序的技術(shù)要求和工序說明 以及數(shù)控加工前應(yīng)保證的加工余量 它是編程人員和工藝人員協(xié)調(diào)工作和編制數(shù)控程序的重要依據(jù)之一 機械工程學(xué)院 48 2 數(shù)控加工工序卡片 數(shù)控加工工序卡與普通加工工序卡的區(qū)別 工序簡圖中應(yīng)注明編程原點與對刀點 要進行簡要編程說明 如 所用機床型號 程序編號 刀具半徑補償 鏡向?qū)ΨQ加工方式等 及切削參數(shù) 即程序編入的主軸轉(zhuǎn)速 進給速度 最大背吃刀量或?qū)挾鹊?的選擇 機械工程學(xué)院 49 工藝卡片的格式 機械工程學(xué)院 50 3 數(shù)控加工工件安裝和原點設(shè)定卡片 簡稱裝夾圖和零件設(shè)定卡 它應(yīng)表示出數(shù)控加工原點定位方法和夾緊方法 并應(yīng)注明加工原點設(shè)置位置和坐標(biāo)方向 使用的夾具名稱和編號等 機械工程學(xué)院 51 4 數(shù)控加工走刀路線圖 數(shù)控加工走刀路線圖告訴操作