數(shù)控加工工藝課件

1、數(shù)控加工工藝數(shù)控加工工藝Tel:E-Mail:xiujun. 數(shù)控加工工藝設(shè)計(jì)的重要性數(shù)控加工工藝設(shè)計(jì)的重要性 必須在程序編制工作之前完成 只有在工藝方案確定后，編程才有依據(jù) 工藝設(shè)計(jì)是對(duì)工件進(jìn)行數(shù)控加工的前期準(zhǔn)備工作 因此一定要先把工藝設(shè)計(jì)搞好，不要急于編程因此一定要先把工藝設(shè)計(jì)搞好，不要急于編程數(shù)控加工工藝設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容數(shù)控加工工藝設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容 選擇并決定零件的數(shù)控加工內(nèi)容 零件圖樣的數(shù)控加工性分析 數(shù)控加工的工藝路線設(shè)計(jì) 數(shù)控加工工序設(shè)計(jì) 數(shù)控加工專用技術(shù)文件的編寫 數(shù)控加工工藝設(shè)計(jì)準(zhǔn)備 機(jī)床的選擇 加工工序的劃分 加工順序的安排 工件裝夾方式的確定 對(duì)刀點(diǎn)與換刀點(diǎn)的確定 走刀路線的選

2、擇 加工刀具選擇 切削用量的選擇 技術(shù)文件的編寫 數(shù)控加工工藝設(shè)計(jì)過程數(shù)控加工工藝設(shè)計(jì)過程 在選擇時(shí)，一般可按下列順序考慮：1).通用機(jī)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(jī)床難加工、質(zhì)量也難保證的內(nèi)容應(yīng)作為重點(diǎn)選擇內(nèi) 容3).通用機(jī)床加工效率低、工人手工操作勞動(dòng)強(qiáng)度大的內(nèi)容，可在數(shù)控機(jī)床尚存在富余能力的基礎(chǔ)上進(jìn)行選擇 數(shù)控加工工藝設(shè)計(jì)準(zhǔn)備數(shù)控加工工藝設(shè)計(jì)準(zhǔn)備不宜選擇數(shù)控加工不宜選擇數(shù)控加工 1).需要通過較長時(shí)間占機(jī)調(diào)整的加工內(nèi)容。如零件的粗加工,特別是鑄、鍛毛坯零件的基準(zhǔn)平面、定位平面等部位的加工等。 2).必須按專用工裝協(xié)調(diào)的孔及其它加工內(nèi)容。主要原因是采集編程用的數(shù)據(jù)有困難，協(xié)

3、調(diào)效果也不一定理想。 3).按某些特定的制造依據(jù)（如樣板、樣件、模胎等）加工的型面輪廓。主要原因是獲取數(shù)據(jù)困難，易于檢驗(yàn)依據(jù)發(fā)生矛盾，增加編程難度。 4).不能在一次裝夾中加工完成的其它零星部位，采用數(shù)控加工很繁雜，效果不明顯。 數(shù)控加工工藝設(shè)計(jì)準(zhǔn)備數(shù)控加工工藝設(shè)計(jì)準(zhǔn)備此外在選擇和決定加工內(nèi)容時(shí)也要考慮:生產(chǎn)批量生產(chǎn)周期工序間周轉(zhuǎn)其他情況 總之，要盡量做到合理，達(dá)到多、快、好、省的目的。要防止把數(shù)控機(jī)床降為通用機(jī)床使用。 數(shù)控加工工藝設(shè)計(jì)準(zhǔn)備數(shù)控加工工藝設(shè)計(jì)準(zhǔn)備平度市職教中心數(shù)控加工工藝設(shè)計(jì)準(zhǔn)備數(shù)控加工工藝設(shè)計(jì)準(zhǔn)備 對(duì)零件圖進(jìn)行數(shù)控加工工藝分析對(duì)零件圖進(jìn)行數(shù)控加工工藝分析 關(guān)于數(shù)控加工的工藝性

4、問題，涉及的面很廣，這里僅從數(shù)控加工的可能性和方便性兩個(gè)角度來提出一些必須分析和審查的主要內(nèi)容。 1).審查與分析零件圖樣中的尺寸標(biāo)注是否適應(yīng)數(shù)控加工的特點(diǎn)。 數(shù)控加工可采用同一基準(zhǔn)引注尺寸或坐標(biāo)式標(biāo)注。 2).審查與分析零件圖紙中構(gòu)成輪廓的幾何元素是否充分。 3).審查與分析定位基準(zhǔn)的可靠性。 數(shù)控加工工藝特別強(qiáng)調(diào)定位加工，尤其是正反兩面都采用數(shù)控加工的零件，以同一基準(zhǔn)定位十分必要，否則很難保證兩次定位安裝加工后兩個(gè)面上的輪廓位置及尺寸協(xié)調(diào)。所以如零件本身有合適的孔，最好就用它來作定位基準(zhǔn)孔，即使零件上沒有合適的孔，也要想辦法專門設(shè)置工藝孔作為定位基準(zhǔn)。 數(shù)控加工工藝設(shè)計(jì)準(zhǔn)備數(shù)控加工工藝設(shè)計(jì)

5、準(zhǔn)備 對(duì)零件圖進(jìn)行數(shù)控加工工藝分析對(duì)零件圖進(jìn)行數(shù)控加工工藝分析 如零件上無法加工工藝孔，可以考慮以零件輪廓的基準(zhǔn)邊或在毛坯上增加工藝凸耳，打出工藝孔，在完成定位加工后再除去的方法。審查與分析零件所要求的加工精度、尺寸公差是否都可以得到保證 4).數(shù)控機(jī)床盡管比普通機(jī)床加工精度高，但數(shù)控加工與普通加工一樣，在加工過程中都會(huì)遇到受力變形的困擾。因此對(duì)于薄壁件、剛性差的零件加工一樣，一定要注意加強(qiáng)零件加工部位的剛性，防止變形的產(chǎn)生。 數(shù)控加工工藝設(shè)計(jì)準(zhǔn)備數(shù)控加工工藝設(shè)計(jì)準(zhǔn)備 對(duì)零件毛坯的工藝性分析對(duì)零件毛坯的工藝性分析 1).毛坯的加工余量是否充分，批量生產(chǎn)時(shí)的毛坯余量是否穩(wěn)定。 數(shù)控加工時(shí)，工件的

6、加工面均應(yīng)有較均勻充分的余量。 2).分析毛坯在定位安裝方面的適應(yīng)性 3).分析毛坯余量的大小及均勻性 機(jī)床的選擇機(jī)床的選擇 1).數(shù)控車床適于加工形狀比較復(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適于加工箱體、箱蓋、平面凸輪、樣板、形狀復(fù)雜平面或立體零件以及模具的內(nèi)外型腔。 3).數(shù)控臥式鏜銑床和臥式加工中心適于加工各種復(fù)雜的箱體類零件、泵體、閥體、殼體等。 4).多坐標(biāo)聯(lián)動(dòng)的臥式加工中心還可以用于加工各種復(fù)雜的曲線、曲面、葉輪、模具等。 總之，不同類型的零件要選用相應(yīng)的數(shù)控機(jī)床加工，以發(fā)揮數(shù)控機(jī)床的特點(diǎn)和效率。 加工工序的劃分加工工序的劃分 1 1

7、、刀具集中分序法、刀具集中分序法 按所用刀具劃分工序，用同一把刀具加工完所有可以加工的部位,再用第二、三把刀完成它們可以完成的其他部位。這樣可以減少換刀次數(shù)壓縮空時(shí)間，減少不必要的定位誤差。2 2、以加工部位分序法、以加工部位分序法 對(duì)于加工部位很多的零件，可按其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)將加工部位分成幾個(gè)部分，如內(nèi)形、外形、曲面、或平面等。 一般先加工平面、定位面，后加工孔； 先加工簡單的幾何形狀，再加工復(fù)雜的幾何形狀； 先加工精度較低的部位，再加工精度要求較高的部位。加工工序的劃分加工工序的劃分 3、以粗、精加工分序法 對(duì)于易發(fā)生加工變形的零件，由于粗加工后可能發(fā)生的變形而需要進(jìn)行校正，故一般來說凡要進(jìn)行粗

8、、精加工的都要將工序分開。 綜上所述，在劃分工序時(shí)，一定要視零件的結(jié)構(gòu)與工藝性，機(jī)床的性能，零件數(shù)控加工內(nèi)容的多少，安裝次數(shù)及本單位生產(chǎn)組織狀況靈活掌握。零件宜采用工序集中的原則還是采用工序分散的原則，要根據(jù)實(shí)際的情況來確定，但一定要力求合理。加工順序的安排加工順序的安排 加工順序的安排應(yīng)根據(jù)零件的結(jié)構(gòu)和毛坯狀況，以及定位安裝與夾緊的需要來考慮，重點(diǎn)是工件的剛性不被破壞。1).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(jī)床加工工序的也要綜合考慮。2).先進(jìn)行內(nèi)型、內(nèi)腔加工工序，后進(jìn)行外形加工工序。3).以相同定位、夾緊方式或同一把刀具加工的工序，最好接連進(jìn)行，以減少重復(fù)定位次數(shù)

9、，換刀次數(shù)與挪動(dòng)壓板次數(shù)。4).在同一次安裝中進(jìn)行的多道工序，應(yīng)先安排對(duì)工件剛性破壞較小的工序。工件裝夾方式的確定工件裝夾方式的確定 定位基準(zhǔn)與夾緊方案的確定定位基準(zhǔn)與夾緊方案的確定在確定定位基準(zhǔn)與夾緊方案時(shí)應(yīng)注意下列三點(diǎn)：1).力求設(shè)計(jì)、工藝與編程計(jì)算的基準(zhǔn)統(tǒng)一。2).盡量減少裝夾次數(shù)，盡可能做到在一次定位裝夾后就能加工出全部待加工表面。3).避免采用占機(jī)人工調(diào)整式方案。工件裝夾方式的確定工件裝夾方式的確定 夾具的選擇 數(shù)控加工的特點(diǎn)對(duì)夾具提出了兩個(gè)基本要求：v 是要保證夾具的坐標(biāo)方向與機(jī)床的坐標(biāo)方向相對(duì)固定；v 是要能協(xié)調(diào)零件與機(jī)床坐標(biāo)系的尺寸。除此之外，主要考慮以下幾點(diǎn)：1).當(dāng)零件加工

10、批量小時(shí)，盡量采用組合夾具，可調(diào)式夾具及其它通用夾具。2).當(dāng)小批或成批生產(chǎn)時(shí)才考慮采用組合夾具，但應(yīng)力求結(jié)構(gòu)簡單。3).夾具要開敞，其定位、夾緊機(jī)構(gòu)元件不能影響加工中的走刀（如產(chǎn)生碰撞）。工件裝夾方式的確定工件裝夾方式的確定 夾具的選擇 4).夾緊力應(yīng)力求通過靠近主要支承點(diǎn)或在支承點(diǎn)所組成的三角形內(nèi)。應(yīng)力求靠近切削部位，并在剛性較好的地方,盡量不要在被加工孔的上方以減少零件變形。5).裝卸零件要方便可靠，以縮短準(zhǔn)備時(shí)間，有條件時(shí)，批量較大的零件應(yīng)采用氣動(dòng)或液壓夾具、多工位夾具。 對(duì)刀點(diǎn)與換刀點(diǎn)的確定對(duì)刀點(diǎn)與換刀點(diǎn)的確定 對(duì)刀點(diǎn)是數(shù)控加工中刀具相對(duì)工件運(yùn)動(dòng)的起點(diǎn)。在編程時(shí)不論是刀具相對(duì)工件移動(dòng)

11、，還是工件相對(duì)刀具移動(dòng)，都是把工件看作靜止，刀具在運(yùn)動(dòng)。 通常把對(duì)刀點(diǎn)稱為程序原點(diǎn)，它可以設(shè)在被加工零件上（如零件的定位孔中心距機(jī)床工作臺(tái)或夾具表面的某一點(diǎn)處），也可以設(shè)在與零件定位基準(zhǔn)有固定尺寸關(guān)系的夾具上的某一位置（如專門在夾具上設(shè)計(jì)一圓柱銷或孔等）。其選擇原則如下： 1).找正容易。 2).編程方便。 3).對(duì)刀誤差小。 4).加工時(shí)檢查方便、可靠。對(duì)刀點(diǎn)與換刀點(diǎn)的確定對(duì)刀點(diǎn)與換刀點(diǎn)的確定 換刀點(diǎn)是為加工中心、數(shù)控車床等多刀加工的機(jī)床編換刀點(diǎn)是為加工中心、數(shù)控車床等多刀加工的機(jī)床編程而設(shè)置的。為防止換刀時(shí)碰傷零件或夾具，換刀點(diǎn)常程而設(shè)置的。為防止換刀時(shí)碰傷零件或夾具，換刀點(diǎn)常常設(shè)置在被加

12、工零件的外面，并要有一定的安全量。常設(shè)置在被加工零件的外面，并要有一定的安全量。 走刀路線的選擇走刀路線的選擇 走刀路線是指數(shù)控加工過程中刀具相對(duì)于被加工工件的運(yùn)動(dòng)軌跡和方向。加工路線的合理選擇是非常重要的，因?yàn)樗c零件的加工精度和表面質(zhì)量密切相關(guān)。在確定加工路線時(shí)，主要考慮下列幾點(diǎn)：1).保證零件的加工精度要求2).方便數(shù)值計(jì)算，減少編程工作量3).尋求最短加工路線，減少空刀時(shí)間以提高加工效率4).盡量減少程序段數(shù)走刀路線的選擇走刀路線的選擇 5).為保證工件輪廓表面加工的粗糙度要求，最終輪廓應(yīng)安排最后一次走刀連續(xù)加工出來6).刀具的進(jìn)退刀（切入和切出）路線要認(rèn)真考慮，以盡量減少在輪廓處停刀

13、（切削力突然變化造成彈性變形）而留下刀痕，也要避免在工件輪廓面上垂直下刀而劃傷工件。在選擇走刀路線時(shí)，下述情況要充分注意：在選擇走刀路線時(shí)，下述情況要充分注意： 走刀路線的選擇走刀路線的選擇 孔加工孔加工 對(duì)于位置精度要求精度較高對(duì)于位置精度要求精度較高的孔系加工，特別要注意孔的孔系加工，特別要注意孔的加工順序的安排，安排不的加工順序的安排，安排不當(dāng)時(shí)，就有可能將沿坐標(biāo)軸當(dāng)時(shí)，就有可能將沿坐標(biāo)軸的反向間隙帶入，直接影響的反向間隙帶入，直接影響位置精度。位置精度。走刀路線的選擇走刀路線的選擇 孔加工孔加工 按圖b所示路線加工時(shí)，由于5、6孔與1、2、3、4孔定位方向相反，在Y方向反向間隙會(huì)使定位

14、誤差增加，而影響5、6孔與其它孔的位置精度 按圖c所示路線，加工完4孔后，往上移動(dòng)一段距離到P點(diǎn)，然后再折回來加工5、6孔，這樣方向一致，可避免反向間隙的引入，提高5、6孔與其它孔的位置精度 123456123456P走刀路線的選擇走刀路線的選擇 輪廓銑削加工路線的分析輪廓銑削加工路線的分析 對(duì)于連續(xù)銑削輪廓，特別是加工圓弧時(shí)，要注意安排好對(duì)于連續(xù)銑削輪廓，特別是加工圓弧時(shí)，要注意安排好刀具的切入、切出，要盡量避免交接處重復(fù)加工，否則刀具的切入、切出，要盡量避免交接處重復(fù)加工，否則會(huì)出現(xiàn)明顯的界限痕跡會(huì)出現(xiàn)明顯的界限痕跡 。用圓弧插補(bǔ)方式銑削外整圓時(shí)，要安排刀具從切向進(jìn)入圓周銑削加工，當(dāng)整圓加

15、工完畢后，不要在切點(diǎn)處直接退刀，而讓刀具多運(yùn)動(dòng)一段距離，最好沿切線方向，以免取消刀具補(bǔ)償時(shí)，刀具與工件表面相碰撞，造成工件報(bào)廢走刀路線的選擇走刀路線的選擇 輪廓銑削加工路線的分析輪廓銑削加工路線的分析 銑削內(nèi)圓弧時(shí)，也要遵守從切向切入的原則，安排切入、銑削內(nèi)圓弧時(shí)，也要遵守從切向切入的原則，安排切入、切出過渡圓弧。切出過渡圓弧。 若刀具從工件坐標(biāo)原點(diǎn)出發(fā)，其加工路線為12345，這樣，來提高內(nèi)孔表面的加工精度和質(zhì)量走刀路線的選擇走刀路線的選擇 輪廓銑削加工路線的分析 在銑削加工零件輪廓時(shí)，要考慮盡是采用順銑加工方式提高零件表面質(zhì)量和加工精度減少機(jī)床的“顫振” 要選擇合理的進(jìn)刀、退刀位置，盡量避

16、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)選在不太重要的位置或空位置。 走刀路線的選擇走刀路線的選擇 銑削曲面的加工路線的分析 銑削曲面時(shí)，常用球頭刀采用“行切法”進(jìn)行加工。所謂行切法是指刀具與零件輪廓的切點(diǎn)軌跡是一行一行的，而行間的距離是按零件加工精度的要求確定。對(duì)于邊界敞開的曲面加工，可采用兩種加工路線。走刀路線的選擇走刀路線的選擇 銑削曲面的加工路線的分析銑削曲面的加工路線的分析 如圖2-9所示的發(fā)動(dòng)機(jī)大葉片采用圖2-9a的加工方案時(shí)，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2-9b的加工方案時(shí)，符合這類零件數(shù)據(jù)給出情況，

17、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。走刀路線的選擇走刀路線的選擇 以上通過幾例分析了數(shù)控加工中常用的加工路線，實(shí)際生產(chǎn)中，加工路線的確定要根據(jù)零件的具體結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，綜合考慮，靈活運(yùn)用。確定加工路線的總原則是： 在保證零件加工精度和表面質(zhì)量的條件下，盡量縮短加工路線，以提高生產(chǎn)率。 加工刀具選擇加工刀具選擇 與普通機(jī)床加工方法相比，數(shù)控加工對(duì)刀具提出了更高的要求，不僅需要?jiǎng)傂院?、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(shí)要求安裝調(diào)整方便，這樣來滿足數(shù)控機(jī)床高效率的要求。 數(shù)控機(jī)床上

18、所選用的刀具常采用適應(yīng)高速切削的刀具材料（如高速鋼、超細(xì)粒度硬質(zhì)合金）并使用可轉(zhuǎn)位刀片。 加工刀具選擇加工刀具選擇 銑削用刀具及其選擇銑削用刀具及其選擇數(shù)控加工中，銑削平面零件內(nèi)外輪廓及銑削平面常用平底立銑刀，該刀具有關(guān)參數(shù)的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下： 1）銑刀半徑RD應(yīng)小于零件內(nèi)輪廓面的最小曲率半徑Rmin，一般取RD=(0.80.9)Rmin2）零件的加工高度H（1/4-1/6）RD，以保證刀具有足夠的剛度。 3）粗加工內(nèi)輪廓時(shí)，銑刀最大直徑D可按下式計(jì)算 D1輪廓的最小凹圓角半徑；圓角鄰邊夾角等分線上的精加工余量；1精加工余量；圓角兩鄰邊的最小夾角。 加工刀具選擇加工刀具選擇 銑削用刀具及其選擇銑削

19、用刀具及其選擇4）用平底立銑刀銑削內(nèi)槽底部時(shí)，由于槽底兩次走刀需要搭接，而刀具底刃起作用的半徑Re=R-r,如圖2-11 所示，即直徑為d=2 Re=2(R-r),編程時(shí)取刀具半徑為Re=0.95(R-r)。 對(duì)于一些立體型面和變斜角輪廓外形的加工，常用球形銑刀、環(huán)形銑刀、鼓形銑刀、錐形銑刀和盤銑刀。如圖2-12所示 加工刀具選擇加工刀具選擇 標(biāo)準(zhǔn)化刀具標(biāo)準(zhǔn)化刀具 目前，數(shù)控機(jī)床上大多使用系列化、標(biāo)準(zhǔn)化刀具，對(duì)可轉(zhuǎn)位機(jī)夾外圓車刀、端面車刀等的刀柄和刀頭都有國家標(biāo)準(zhǔn)及系列化型號(hào)；對(duì)于加工中心及有自動(dòng)換刀裝置的機(jī)床，刀具的刀柄都已有系列化和標(biāo)準(zhǔn)化的規(guī)定，如錐柄刀具系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)代號(hào)為TSGJT，直柄刀

20、具系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)代號(hào)為DSGJZ。此外，對(duì)所選擇的刀具，在使用前都需對(duì)刀具尺寸進(jìn)行嚴(yán)格的測(cè)量以獲得精確數(shù)據(jù)，并由操作者將這些數(shù)據(jù)輸入數(shù)據(jù)系統(tǒng)，經(jīng)程序調(diào)用而完成加工過程，從而加工出合格的工件。 切削用量的選擇切削用量的選擇 數(shù)控編程時(shí)，編程人員必須確定每道工序的切削用量，并以指令的形式寫入程序中。切削用量包括主軸轉(zhuǎn)速、背吃刀量及進(jìn)給速度等。對(duì)于不同的加工方法，需要選用不同的切削用量。切削用量的選擇原則是：切削用量的選擇原則是：保證零件加工精度和表面粗糙度，充分發(fā)揮刀具切削性能，保證合理的刀具耐用度；并充分發(fā)揮機(jī)床的性能，最大限度提高生產(chǎn)率，降低成本。切削用量的選擇切削用量的選擇 主軸轉(zhuǎn)速的確定主軸轉(zhuǎn)速的確定 主軸轉(zhuǎn)速應(yīng)根據(jù)允許的切削速度和工件（或刀具）直徑來選擇。