數(shù)控編程的工藝處理

1、編輯課件1第四節(jié)第四節(jié) 數(shù)控編程的工藝處理數(shù)控編程的工藝處理n數(shù)控加工工藝基本特點(diǎn)數(shù)控加工工藝基本特點(diǎn)n數(shù)控加工的程序是數(shù)控機(jī)床的指令性文件。數(shù)控機(jī)床受控于程序指令，加工的全過程都是按程序指令自動(dòng)進(jìn)行的。因此，數(shù)控加工程序與普通機(jī)床工藝規(guī)程有較大差別，涉及的內(nèi)容也較廣。編輯課件2第四節(jié)第四節(jié) 數(shù)控編程的工藝處理數(shù)控編程的工藝處理n數(shù)控機(jī)床加工程序不僅要包括零件的工藝過程，而且還要包括切削用量，走刀路線，刀具尺寸以及機(jī)床的運(yùn)動(dòng)過程。因此，要求編程人員對(duì)數(shù)控機(jī)床的性能、特點(diǎn)、運(yùn)動(dòng)方式、刀具系統(tǒng)、切削規(guī)范以及工件的裝夾方法都要非常熟悉。 編輯課件3數(shù)控加工的主要內(nèi)容n適合數(shù)控加工的工件（1）優(yōu)先選擇

2、普通機(jī)床上無法加工的內(nèi)容；（2）重點(diǎn)選擇普通機(jī)床難加工、質(zhì)量也難以保證的；（3）普通機(jī)床加工效率低、工人操作勞動(dòng)強(qiáng)度大的內(nèi)容，可考慮在數(shù)控機(jī)床上加工。第四節(jié)第四節(jié) 數(shù)控編程的工藝處理數(shù)控編程的工藝處理編輯課件4第四節(jié)第四節(jié) 數(shù)控編程的工藝處理數(shù)控編程的工藝處理n不適合數(shù)控加工的工件：（1）占機(jī)調(diào)整時(shí)間長(zhǎng)，如以毛坯的粗基準(zhǔn)定位來加工第一個(gè)精基準(zhǔn)的工序等，需專用工裝協(xié)調(diào)的工件。（2）加工部位分散，需要多次安裝、設(shè)置原點(diǎn)的工件。采用數(shù)控加工很麻煩，效果不明顯，可安排在普通機(jī)床進(jìn)行補(bǔ)加工。（3）按某些特定的制造依據(jù)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(yàn)依據(jù)發(fā)生矛盾，增加了程序編制的難度。編

3、輯課件5第四節(jié)第四節(jié) 數(shù)控編程的工藝處理數(shù)控編程的工藝處理典型零件數(shù)控加工方法（1）旋轉(zhuǎn)體零件的加工）旋轉(zhuǎn)體零件的加工n這類零件一般在數(shù)控車床上加工 。（2）孔系零件的加工）孔系零件的加工n宜用數(shù)控鉆鏜床或數(shù)控加工中心加工。 編輯課件6第四節(jié)第四節(jié) 數(shù)控編程的工藝處理數(shù)控編程的工藝處理（3）平面和曲面輪廓零件的加工）平面和曲面輪廓零件的加工n加工曲面輪廓的零件，多采用三個(gè)或三個(gè)以上坐標(biāo)聯(lián)動(dòng)的數(shù)控銑床或加工中心加工。 （4）模具型腔的加工）模具型腔的加工n此時(shí)可考慮選用數(shù)控電火花機(jī)床成形加工。（5）平板形零件的加工）平板形零件的加工n該類零件可考慮選擇數(shù)控線切割機(jī)床加工。編輯課件7第四節(jié)第四節(jié)

4、數(shù)控編程的工藝處理數(shù)控編程的工藝處理工藝處理包括：工藝處理包括：n數(shù)控加工的合理性分析數(shù)控加工的合理性分析n零件的工藝性分析零件的工藝性分析n工藝過程和工藝路線的確定工藝過程和工藝路線的確定n零件安裝方法的確定零件安裝方法的確定n選擇刀具和確定切削用量等。選擇刀具和確定切削用量等。編輯課件8一、合理確定零件的加工路線一、合理確定零件的加工路線加工線路加工線路: 加工過程中刀具相對(duì)于工件加工過程中刀具相對(duì)于工件的運(yùn)動(dòng)軌跡和運(yùn)動(dòng)方向。的運(yùn)動(dòng)軌跡和運(yùn)動(dòng)方向。編輯課件9n數(shù)控加工工藝設(shè)計(jì)中，應(yīng)遵循工序最大限度集中的原則，即一次裝夾力求完成本臺(tái)數(shù)控機(jī)床所能加工的全部表面。n（1）粗、精加工分開的原則n（

5、2）一次定位的原則n（3）先面后孔的原則n（4）盡量減少換刀的原則n（5）連續(xù)加工的原則一、合理確定零件的加工路線一、合理確定零件的加工路線編輯課件10確定加工路線的原則：確定加工路線的原則：1、保證零件的加工精度和表面粗糙度的要求、保證零件的加工精度和表面粗糙度的要求;2、盡量縮短走刀路線，減少空走刀行程，提、盡量縮短走刀路線，減少空走刀行程，提高生產(chǎn)率。高生產(chǎn)率。3 3、應(yīng)使數(shù)值計(jì)算簡(jiǎn)單，程序段數(shù)量少，以減、應(yīng)使數(shù)值計(jì)算簡(jiǎn)單，程序段數(shù)量少，以減少編程工作量少編程工作量編輯課件11車削或銑削：車削或銑削：原則：原則： 盡量采用盡量采用切向切入切向切入/出出，不用徑向切入，不用徑向切入/出，出

6、， 以避免由于切入以避免由于切入/出路線的不當(dāng)降低零件的出路線的不當(dāng)降低零件的 表面加工質(zhì)量。表面加工質(zhì)量。切向切入切向切入徑向切入徑向切入編輯課件12空間曲面的加工空間曲面的加工(c)(b)(a)編輯課件13孔類加工（鉆孔、鏜孔）孔類加工（鉆孔、鏜孔）原則：在滿足精度要求的前提下，盡可原則：在滿足精度要求的前提下，盡可能能減少空行程減少空行程：n 個(gè)個(gè)ba切切出出段段切切入入紅紅線線長(zhǎng)長(zhǎng)/)1(2 anb切切出出段段切切入入（藍(lán)藍(lán)線線長(zhǎng)長(zhǎng)/)(1 ban編輯課件14編輯課件15數(shù)控車削的工藝分析 尋求最短加工路線，減少空刀時(shí)間以提高加工效率尋求最短加工路線，減少空刀時(shí)間以提高加工效率（b b

7、） （a a）零件上的孔系）零件上的孔系 （c c） 編輯課件16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)加工出來最后一次走刀中連續(xù)加工出來先用行切方式先用行切方式 ，最后沿周向環(huán)切一刀最后沿周向環(huán)切一刀 兩次走刀的起點(diǎn)和終點(diǎn)間留下殘留兩次走刀的起點(diǎn)和終點(diǎn)間留下殘留高度，達(dá)不到要求的表面粗糙度高度，達(dá)不到要求的表面粗糙度 行切方式行切方式 編輯課件17二、合理選擇對(duì)刀點(diǎn)、換刀點(diǎn)二、合理選擇對(duì)刀點(diǎn)、換刀點(diǎn)對(duì)刀點(diǎn)：對(duì)刀點(diǎn)： 在數(shù)控加工時(shí)，刀具相對(duì)于工在數(shù)控加工時(shí)，刀具相對(duì)于工件運(yùn)動(dòng)的起點(diǎn)。件運(yùn)動(dòng)的起點(diǎn)。編輯課件1

8、8n對(duì)刀點(diǎn)對(duì)刀點(diǎn)也是程序執(zhí)行的起點(diǎn)，故又稱為也是程序執(zhí)行的起點(diǎn)，故又稱為“程序原點(diǎn)程序原點(diǎn)”。n對(duì)刀點(diǎn)對(duì)刀點(diǎn) 可以是工件或夾具上的點(diǎn)，或者可以是工件或夾具上的點(diǎn)，或者與它們相關(guān)的易于測(cè)量的點(diǎn)。與它們相關(guān)的易于測(cè)量的點(diǎn)。n對(duì)刀點(diǎn)對(duì)刀點(diǎn) 確定之后，機(jī)床坐標(biāo)系與工件坐確定之后，機(jī)床坐標(biāo)系與工件坐標(biāo)系的相對(duì)關(guān)系就確定了。標(biāo)系的相對(duì)關(guān)系就確定了。編輯課件19刀位點(diǎn)刀位點(diǎn)： 指刀具的定位基準(zhǔn)點(diǎn)。指刀具的定位基準(zhǔn)點(diǎn)。鏜刀鏜刀 鉆頭鉆頭立銑刀立銑刀端銑刀端銑刀面銑刀面銑刀球頭球頭銑刀銑刀車刀車刀編輯課件20 指使指使“刀位點(diǎn)刀位點(diǎn)”與與“對(duì)刀點(diǎn)對(duì)刀點(diǎn)”重合的操作。重合的操作。對(duì)刀：對(duì)刀：編輯課件21 對(duì)刀點(diǎn)的

9、選擇原則是：對(duì)刀點(diǎn)的選擇原則是：n選在零件的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)或工藝基準(zhǔn)上，選在零件的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)或工藝基準(zhǔn)上，或與之相關(guān)的位置上?；蚺c之相關(guān)的位置上。n選在對(duì)刀方便，便于測(cè)量的地方。選在對(duì)刀方便，便于測(cè)量的地方。n選在便于坐標(biāo)計(jì)算的地方選在便于坐標(biāo)計(jì)算的地方 編輯課件22對(duì)刀點(diǎn)：對(duì)刀點(diǎn)：ZCR30R20R50刀具運(yùn)動(dòng)軌跡刀具運(yùn)動(dòng)軌跡工件輪廓工件輪廓XY20 編輯課件23換刀點(diǎn)：換刀點(diǎn)：應(yīng)設(shè)應(yīng)設(shè)在工在工件或件或夾具夾具的外的外部部編輯課件24三、合理選擇工件的裝夾方法、刀具三、合理選擇工件的裝夾方法、刀具和切削用量和切削用量1、裝夾方法的選擇、裝夾方法的選擇（1）盡量選用標(biāo)準(zhǔn)化、通用化夾具，避免）盡量選用標(biāo)

10、準(zhǔn)化、通用化夾具，避免采用專用夾具。采用專用夾具。（2）工件的裝卸要快速、方便、可靠。）工件的裝卸要快速、方便、可靠。（3）零件上的加工部位要外露敞開，不要）零件上的加工部位要外露敞開，不要因裝夾工件而影響刀具進(jìn)給和切削加工。因裝夾工件而影響刀具進(jìn)給和切削加工。編輯課件252、刀具的選用、刀具的選用對(duì)選擇刀具總的要求：對(duì)選擇刀具總的要求： 安裝調(diào)整方便、剛性好、安裝調(diào)整方便、剛性好、精度高、使用壽命長(zhǎng)精度高、使用壽命長(zhǎng)。 編輯課件26n刀具材料應(yīng)具備的切削性能（1）高等硬度和耐磨性（2）足夠的強(qiáng)度和韌度（3）良好的耐熱性和導(dǎo)熱性（4）良好的工藝性（5）良好的經(jīng)濟(jì)性2、刀具的選用、刀具的選用編輯

11、課件27l數(shù)控刀具應(yīng)具有的特點(diǎn)數(shù)控刀具應(yīng)具有的特點(diǎn)（1）刀具應(yīng)具有很高的切削效率（2）刀具有很高的精度和重復(fù)定位精度（3）刀具有很高的可靠性和耐用度（4）能實(shí)現(xiàn)刀具尺寸的預(yù)調(diào)和快速換刀（5）具有一個(gè)比較完善的工具系統(tǒng)（6）能建立刀具管理系統(tǒng)（7）有刀具在線監(jiān)控及尺寸補(bǔ)償系統(tǒng)。2、刀具的選用、刀具的選用編輯課件282、刀具的選用、刀具的選用數(shù)控刀具的選擇數(shù)控刀具的選擇（1）銑削加工的刀具n平面銑削應(yīng)該用不重磨硬質(zhì)合金端銑刀或立銑刀。 n立銑刀和鑲硬質(zhì)合金刀片的立銑刀主要用于加工凸輪，凹槽和箱口面。 n為了提高槽寬的加工精度減少銑刀的種類，加工時(shí)可采用直徑比槽寬小的銑刀，先銑槽的中間部分，然后用刀

12、具半徑補(bǔ)償功能來銑槽的兩邊，以達(dá)到提高槽的加工精度的目的。編輯課件292、刀具的選用、刀具的選用（2）鉆孔刀具的使用特點(diǎn)）鉆孔刀具的使用特點(diǎn)n在加工中心上鉆孔都是無鉆模直接鉆孔，因此一般鉆孔深度約為直徑的5倍左右，細(xì)長(zhǎng)孔子的加工易于折斷，要注意冷卻和倒屑 。編輯課件302、刀具的選用、刀具的選用n（3）鏜孔刀具的使用特點(diǎn)）鏜孔刀具的使用特點(diǎn)n在加工中心上進(jìn)行鏜削加工通常是采用懸臂式的加工，因此要求鏜刀有足夠的剛性和較好的精度。n在鏜孔過程中一般采用移動(dòng)工作臺(tái)或立柱完成Z向進(jìn)給（臥式），保證懸伸不變，從而獲得進(jìn)給的剛性。編輯課件313、切削用量的確定、切削用量的確定包括：包括：n切削深度和寬度切

13、削深度和寬度n主軸轉(zhuǎn)速主軸轉(zhuǎn)速n進(jìn)給速度等。進(jìn)給速度等。編輯課件32切削用量的選擇原則：切削用量的選擇原則：（）（） 零件加工精度和粗糙度；零件加工精度和粗糙度；（）充分發(fā)揮刀具切削性能，保證（）充分發(fā)揮刀具切削性能，保證合理的刀具耐用度；合理的刀具耐用度；（）充分發(fā)揮機(jī)床性能；（）充分發(fā)揮機(jī)床性能；（）最大限度提高生產(chǎn)率、降低成（）最大限度提高生產(chǎn)率、降低成本。本。編輯課件33第五節(jié)第五節(jié) 程序編制中的數(shù)值計(jì)算程序編制中的數(shù)值計(jì)算 一、概述一、概述 數(shù)控編程中的數(shù)值計(jì)算是根據(jù)工數(shù)控編程中的數(shù)值計(jì)算是根據(jù)工件的圖樣要求，按照已確定的加工路件的圖樣要求，按照已確定的加工路線和允許的編程誤差，計(jì)算

14、出數(shù)控系線和允許的編程誤差，計(jì)算出數(shù)控系統(tǒng)所需輸入的數(shù)據(jù)。統(tǒng)所需輸入的數(shù)據(jù)。編輯課件34主要內(nèi)容有：主要內(nèi)容有：1、基點(diǎn)和節(jié)點(diǎn)的計(jì)算、基點(diǎn)和節(jié)點(diǎn)的計(jì)算 基點(diǎn)基點(diǎn)：直線段和圓弧段的交點(diǎn)和切點(diǎn)；直線段和圓弧段的交點(diǎn)和切點(diǎn)； 節(jié)點(diǎn)節(jié)點(diǎn)：用來逼近直線或圓弧小段與輪廓用來逼近直線或圓弧小段與輪廓曲線的交點(diǎn)或切點(diǎn)。曲線的交點(diǎn)或切點(diǎn)。編輯課件352、刀位點(diǎn)軌跡的計(jì)算、刀位點(diǎn)軌跡的計(jì)算 根據(jù)零件輪廓和刀具類型計(jì)算出刀根據(jù)零件輪廓和刀具類型計(jì)算出刀位點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡。位點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡。編輯課件363、輔助計(jì)算、輔助計(jì)算 輔助計(jì)算包括增量計(jì)算、脈沖數(shù)計(jì)算、輔助計(jì)算包括增量計(jì)算、脈沖數(shù)計(jì)算、輔助程序段的數(shù)值計(jì)算等。輔助程

15、序段的數(shù)值計(jì)算等。 輔助程序段是指開始加工時(shí)，刀具從輔助程序段是指開始加工時(shí)，刀具從對(duì)刀點(diǎn)到切入點(diǎn)，或加工完了時(shí)，刀具從切對(duì)刀點(diǎn)到切入點(diǎn)，或加工完了時(shí)，刀具從切出點(diǎn)返回對(duì)刀點(diǎn)而特意安排的程序段。出點(diǎn)返回對(duì)刀點(diǎn)而特意安排的程序段。 數(shù)值計(jì)算的復(fù)雜程度取決于零件的復(fù)數(shù)值計(jì)算的復(fù)雜程度取決于零件的復(fù)雜程度和數(shù)控裝置功能的強(qiáng)弱。雜程度和數(shù)控裝置功能的強(qiáng)弱。編輯課件37二、直線和圓弧組成的零件輪廓的基點(diǎn)計(jì)算二、直線和圓弧組成的零件輪廓的基點(diǎn)計(jì)算 首先選定零件坐標(biāo)系的原點(diǎn)，然后首先選定零件坐標(biāo)系的原點(diǎn)，然后列出各直線和圓弧的數(shù)學(xué)方程，利用初列出各直線和圓弧的數(shù)學(xué)方程，利用初等數(shù)學(xué)的方法求出相鄰幾何元素的交

16、點(diǎn)等數(shù)學(xué)的方法求出相鄰幾何元素的交點(diǎn)和切點(diǎn)即可。和切點(diǎn)即可。編輯課件38 基點(diǎn)基點(diǎn) 零件圖樣零件圖樣 l零件的輪廓是由許多不同的幾何要素所組成，如直線、圓弧、二次曲線等，各幾何要素之間的連零件的輪廓是由許多不同的幾何要素所組成，如直線、圓弧、二次曲線等，各幾何要素之間的連接點(diǎn)稱為基點(diǎn)接點(diǎn)稱為基點(diǎn) lA A、B B、C C、D D、E E為基點(diǎn)。為基點(diǎn)。A A、B B、D D、E E的坐標(biāo)值從圖中很容易找出的坐標(biāo)值從圖中很容易找出,C,C點(diǎn)是直點(diǎn)是直線與圓弧切點(diǎn)，要聯(lián)立方程求解。以線與圓弧切點(diǎn)，要聯(lián)立方程求解。以B B點(diǎn)為計(jì)算坐標(biāo)系原點(diǎn)，聯(lián)立下列方點(diǎn)為計(jì)算坐標(biāo)系原點(diǎn)，聯(lián)立下列方程程 以以A A點(diǎn)

17、為原點(diǎn)的編程坐標(biāo)系中，點(diǎn)為原點(diǎn)的編程坐標(biāo)系中，C C點(diǎn)坐點(diǎn)坐標(biāo)為（標(biāo)為（64.278664.2786，54.550754.5507） 編輯課件39三、非圓曲線的節(jié)點(diǎn)計(jì)算三、非圓曲線的節(jié)點(diǎn)計(jì)算 除直線和圓弧之外可以用數(shù)學(xué)方除直線和圓弧之外可以用數(shù)學(xué)方程式表達(dá)并且可導(dǎo)的平面輪廓曲線，程式表達(dá)并且可導(dǎo)的平面輪廓曲線，稱為非圓曲線。稱為非圓曲線。 圓弧逼近法圓弧逼近法等誤差直線逼近法等誤差直線逼近法等弦長(zhǎng)直線逼近法等弦長(zhǎng)直線逼近法等間距直線逼近法等間距直線逼近法節(jié)點(diǎn)的計(jì)算方法節(jié)點(diǎn)的計(jì)算方法4.3.2.1. 編輯課件40非圓曲線數(shù)學(xué)處理的基本過程非圓曲線數(shù)學(xué)處理的基本過程 零件輪廓的節(jié)點(diǎn)零件輪廓的節(jié)點(diǎn)

18、l數(shù)控系統(tǒng)一般只能作數(shù)控系統(tǒng)一般只能作直線直線插補(bǔ)和插補(bǔ)和圓弧圓弧插補(bǔ)的切削運(yùn)動(dòng)插補(bǔ)的切削運(yùn)動(dòng) l如果工件輪廓是非圓曲線，數(shù)控系統(tǒng)就無法直接實(shí)現(xiàn)插補(bǔ)，而需要通過一定的數(shù)學(xué)處理如果工件輪廓是非圓曲線，數(shù)控系統(tǒng)就無法直接實(shí)現(xiàn)插補(bǔ)，而需要通過一定的數(shù)學(xué)處理 l數(shù)學(xué)處理的方法是，用直線段或圓數(shù)學(xué)處理的方法是，用直線段或圓弧段去逼近非圓曲線，逼近線段與被弧段去逼近非圓曲線，逼近線段與被加工曲線交點(diǎn)稱為節(jié)點(diǎn)加工曲線交點(diǎn)稱為節(jié)點(diǎn) l在編程時(shí)，首先要計(jì)算出節(jié)點(diǎn)的坐標(biāo)在編程時(shí)，首先要計(jì)算出節(jié)點(diǎn)的坐標(biāo) l圖中有圖中有6 6個(gè)節(jié)點(diǎn)，即用六段直線逼近了個(gè)節(jié)點(diǎn)，即用六段直線逼近了曲線，因而就有六個(gè)直線插補(bǔ)程序段曲線，因

19、而就有六個(gè)直線插補(bǔ)程序段 l節(jié)點(diǎn)數(shù)目越多，由直線逼近曲線產(chǎn)生節(jié)點(diǎn)數(shù)目越多，由直線逼近曲線產(chǎn)生的誤差的誤差越小，程序的長(zhǎng)度則越長(zhǎng)越小，程序的長(zhǎng)度則越長(zhǎng) 編輯課件41 數(shù)控加工誤差的組成數(shù)控加工誤差的組成 逼近誤差逼近誤差 l數(shù)控加工誤差數(shù)加是由編程誤差、機(jī)床誤差、定位誤差、對(duì)刀誤差等誤差綜合形成數(shù)控加工誤差數(shù)加是由編程誤差、機(jī)床誤差、定位誤差、對(duì)刀誤差等誤差綜合形成 l編程誤差由逼近誤差編程誤差由逼近誤差、圓整誤差組成、圓整誤差組成 l逼近誤差逼近誤差是在用直線段或圓弧段去逼近非圓曲線的過程中產(chǎn)生是在用直線段或圓弧段去逼近非圓曲線的過程中產(chǎn)生 l圓整誤差是在數(shù)據(jù)處理時(shí)，將坐標(biāo)值四舍五入圓整成整數(shù)

20、脈沖當(dāng)量值產(chǎn)生的誤差圓整誤差是在數(shù)據(jù)處理時(shí)，將坐標(biāo)值四舍五入圓整成整數(shù)脈沖當(dāng)量值產(chǎn)生的誤差 脈沖當(dāng)量是指每個(gè)單位脈沖對(duì)應(yīng)坐標(biāo)軸的位移量脈沖當(dāng)量是指每個(gè)單位脈沖對(duì)應(yīng)坐標(biāo)軸的位移量 普通精度級(jí)的數(shù)控機(jī)床，一般脈沖當(dāng)量值為普通精度級(jí)的數(shù)控機(jī)床，一般脈沖當(dāng)量值為0.01mm0.01mm；較精密數(shù)控機(jī)床的脈沖當(dāng)量值為；較精密數(shù)控機(jī)床的脈沖當(dāng)量值為0.005mm0.005mm或或0.001mm0.001mm等等 編輯課件42四、四、 列表曲線的數(shù)學(xué)模型及算法列表曲線的數(shù)學(xué)模型及算法用方程式擬合列表曲線必須滿足如下要求用方程式擬合列表曲線必須滿足如下要求:（1）擬合曲線過各型值點(diǎn)）擬合曲線過各型值點(diǎn);（2）擬合曲線在連接點(diǎn)處的一階導(dǎo)數(shù)）擬合曲線在連接點(diǎn)處