第二章數(shù)控加工工藝與編程基礎(chǔ)和數(shù)控機(jī)床編程及加工

第2章數(shù)控加工工藝與編程基礎(chǔ)

2.1數(shù)控機(jī)床與工藝適應(yīng)性2.2數(shù)控加工的刀具和夾具2.3數(shù)控加工工藝基本原則和工序設(shè)計(jì)2.4數(shù)控加工工藝文件的編制2.1數(shù)控機(jī)床與工藝適應(yīng)性分類一）按工藝用途分類1．金屬切削類2．金屬成型類3．特種加工類1．金屬切削類這類數(shù)控機(jī)床包括數(shù)控車床、數(shù)控銑床、數(shù)控鏜床、數(shù)控磨床、數(shù)控鉆床、數(shù)控拉床、數(shù)控刨床、數(shù)控切斷機(jī)床、數(shù)控齒輪加工機(jī)床以及各類加工中心。2．金屬成型類這類數(shù)控機(jī)床包括數(shù)控板料折彎?rùn)C(jī)、數(shù)控直角剪板機(jī)、數(shù)控沖床、數(shù)控彎管機(jī)、數(shù)控壓力機(jī)等。這類機(jī)床起步較晚，但目前發(fā)展較快。3．特種加工類這類數(shù)控機(jī)床包括數(shù)控線（電極）切割機(jī)床、數(shù)控電火花切割機(jī)床、數(shù)控電火花成型機(jī)床、帶有自動(dòng)換電極的電加工中心、數(shù)控激光切割機(jī)床、數(shù)控激光熱處理機(jī)床、數(shù)控激光板材成型機(jī)床、數(shù)控等離子切割機(jī)床、數(shù)控火焰切割機(jī)等。二）按功能檔次分按控制系統(tǒng)的功能，可把數(shù)控機(jī)床分為低檔（經(jīng)濟(jì)型）、中檔、高檔三類。三個(gè)檔次的數(shù)控機(jī)床主要區(qū)別于以下幾個(gè)方面：1．低檔數(shù)控機(jī)床2．中檔數(shù)控機(jī)床3．高檔數(shù)控機(jī)床1．低檔數(shù)控機(jī)床低檔數(shù)控機(jī)床的技術(shù)指標(biāo)一般為：脈沖當(dāng)量，進(jìn)給速度4~10m/min，開環(huán)步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)，數(shù)碼管或簡(jiǎn)單CRT顯示，主CPU一般為8位或16位。一般無通信功能。2．中檔數(shù)控機(jī)床中檔數(shù)控機(jī)床的技術(shù)指標(biāo)一般為：脈沖當(dāng)量，進(jìn)給速度15~24m/min，半閉環(huán)直流或交流伺服系統(tǒng)，有較齊全的CRT顯示：可顯示字符和圖形、人機(jī)對(duì)話、自診斷等。主CPU一般為16位或32位?？捎蠷S232C、RS485等通信接口。3．高檔數(shù)控機(jī)床高檔數(shù)控機(jī)床的技術(shù)指標(biāo)一般為：脈沖當(dāng)量，進(jìn)給速度15~100m/min，閉環(huán)直流或交流伺服系統(tǒng)，CRT顯示具備中檔的功能外，還具有三維圖形顯示等，主CPU一般為32位或64位。有制造自動(dòng)化協(xié)議MAP通信接口，具有聯(lián)網(wǎng)功能。三）按控制坐標(biāo)軸數(shù)分類1.兩坐標(biāo)數(shù)控機(jī)床：兩軸聯(lián)動(dòng)，用于加工各種曲線輪廓的回轉(zhuǎn)體，如數(shù)控車床。2.三坐標(biāo)數(shù)控機(jī)床：三軸聯(lián)動(dòng)，多用于加工曲面零件，如數(shù)控銑床、數(shù)控磨床。3.多坐標(biāo)數(shù)控機(jī)床：四軸或五軸聯(lián)動(dòng)，多用于加工形狀復(fù)雜的零件。三）按是否有刀庫(kù)分類1.普通型數(shù)控機(jī)床2.數(shù)控加工中心加工中心加工中心是帶有刀庫(kù)和自動(dòng)換刀裝置的數(shù)控機(jī)床。它將銑削、鏜削、鉆削、攻螺紋等功能集中在一臺(tái)設(shè)備上，使其有多種工藝手段。加工中心的刀庫(kù)可容納10~100多把各種刀具或檢具，在加工過程中由程序自動(dòng)選用和更換。這是它與普通數(shù)控機(jī)床的主要區(qū)別。數(shù)控車床的特點(diǎn)與工藝范圍1、數(shù)控車床主要加工對(duì)象類型

數(shù)控車削是數(shù)控加工中用得最多的加工方法之一。其工藝范圍較普通車床寬的多，凡是能在數(shù)控車床上裝夾的回轉(zhuǎn)體零件都能在數(shù)控車床上加工，特別是形狀復(fù)雜的軸類或盤類零件。

針對(duì)數(shù)控車床的特點(diǎn)，下列幾種零件最適合數(shù)控車削加工：

①精度要求高的回轉(zhuǎn)體零件由于數(shù)控車床剛性好、制造、對(duì)刀精度高，加工過程中，經(jīng)過數(shù)控系統(tǒng)的高精度插補(bǔ)運(yùn)算和伺服系統(tǒng)的伺服驅(qū)動(dòng)作用，所以能加工出直線度、圓度、圓柱度等形狀、尺寸和位置精度要求高的零件。②輪廓形狀復(fù)雜的回轉(zhuǎn)體零件

因車床數(shù)控裝置都具有直線和圓弧插補(bǔ)功能，還有部分車床數(shù)控裝置具有某些非圓曲線插補(bǔ)功能，故能車削由任意平面曲線輪廓所組成的回轉(zhuǎn)體零件。③表面粗糙度好的回轉(zhuǎn)體零件

數(shù)控車床具有恒線速切削功能，能加工出表面粗糙度值小而均勻的零件。

恒線速度切削也叫固定線速度切削，是在車削非圓柱形內(nèi)、外徑時(shí)，車床主軸轉(zhuǎn)速可以連續(xù)變化，以保持實(shí)時(shí)切削位置的切削線速度不變(恒定)。中擋以上的數(shù)控車床一般都有這個(gè)功能。使用此功能不但可以提高工效，還可以提高加工表面的質(zhì)量，即切削出的端面或錐面等的表面粗糙度一致性好。④特殊螺紋的回轉(zhuǎn)體零件不但能車削任何等導(dǎo)程的直、錐和端面螺紋，而且能車增導(dǎo)程、減導(dǎo)程，以及要求等導(dǎo)程與變導(dǎo)程之間平滑過渡的螺紋，還可以車高精度的模數(shù)螺旋零件（如圓柱、圓弧蝸桿）和端面（盤形）螺旋零件等。C軸加工螺旋槽⑤超精密、超低表面粗糙度的零件

在高精度、高功能的數(shù)控車床上可加工要求超高的磁盤、復(fù)印機(jī)的回轉(zhuǎn)鼓、錄像機(jī)的磁頭、照相機(jī)等光學(xué)設(shè)備的透鏡及其模具，以及隱形眼鏡等。數(shù)控鉆削類

數(shù)控鉆床是數(shù)字控制的以鉆削為主的孔加工機(jī)床。數(shù)控鉆床按其布局形式及功能特點(diǎn)可劃分為數(shù)控立式鉆床、鉆削中心、數(shù)控深孔鉆床及其它大型數(shù)控鉆床等?？赏瓿摄@、擴(kuò)、絞、攻絲等多道工序，適用于孔間距離有一定精度要求的零件的生產(chǎn)。數(shù)控立式鉆床的數(shù)控系統(tǒng)一般是點(diǎn)位控制系統(tǒng)。

數(shù)控鉆床的類型較多，其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)各異，數(shù)控系統(tǒng)也各不相同，功能主要包括：孔加工循環(huán)、插補(bǔ)、刀具補(bǔ)償、工件坐標(biāo)系設(shè)定、宏程序等。

2.1.4數(shù)控銑削類機(jī)床2.主軸無級(jí)調(diào)速,轉(zhuǎn)速范圍寬3.手動(dòng)換刀，刀具裝夾方便一數(shù)控銑床特點(diǎn)

立式數(shù)控銑床二、數(shù)控銑床分類

臥式數(shù)控銑床

龍門數(shù)控銑床

龍門數(shù)控銑床

經(jīng)濟(jì)型數(shù)控銑床

全功能數(shù)控銑床

高速數(shù)控銑床

1.直線插補(bǔ)

（1）平面直線

（2）空間直線

三數(shù)控銑床主要加工對(duì)象一、數(shù)控銑床主要功能

（3）逼近直線

2.圓弧插補(bǔ)

（1）平面圓弧

（2）逼近圓弧

3.孔加工固定循環(huán)

（1）鉆孔（2）鉸孔（3）锪孔（3）鏜孔（4）攻絲

二、數(shù)控銑床主要加工對(duì)象加工精密、復(fù)雜的平面類、曲面類零件數(shù)控銑削加工的零件

數(shù)控銑削加工的零件

數(shù)控銑削加工的零件

數(shù)控銑削加工的零件

數(shù)控銑削加工的零件

數(shù)控銑削加工的零件

數(shù)控銑削加工的零件

數(shù)控銑削加工的零件

數(shù)控銑削加工的零件

數(shù)控銑削加工的零件

數(shù)控銑削加工的零件

數(shù)控銑削加工的零件數(shù)控加工的刀具和夾具2.2.1數(shù)控刀具系統(tǒng)

時(shí)間國(guó)家姓名產(chǎn)品1783年法國(guó)勒內(nèi)銑刀1792年英國(guó)莫茲利絲錐和板牙1822年----麻花鉆數(shù)控刀具的發(fā)展史之前----整體高碳工具鋼Vc=5m/min1868年英國(guó)穆舍特制成含鎢的合金工具鋼1898年美國(guó)泰勒和．懷特高速鋼1923年德國(guó)施勒特爾硬質(zhì)合金數(shù)控刀具的發(fā)展史時(shí)間國(guó)家名稱結(jié)構(gòu)1949-1950年美國(guó)采用可轉(zhuǎn)位刀片1938年德國(guó)德古薩公司生產(chǎn)陶瓷刀具1969年瑞典瑞典山特維克鋼廠生產(chǎn)碳化鈦涂層硬質(zhì)合金刀片1972年美國(guó)通用電氣公司聚晶人造金剛石和聚晶立方氮化硼刀片1972年美國(guó)邦沙和拉古蘭發(fā)展了物理氣相沉積法，在硬質(zhì)合金或高速鋼刀具表面涂覆碳化鈦或氮化鈦硬質(zhì)層

為了保證數(shù)控機(jī)床的正常運(yùn)行，只有配置了與數(shù)控機(jī)床性能相適應(yīng)的刀具才能使其性能得到充分發(fā)揮，也可說配置刀具的優(yōu)異（合理性、先進(jìn)性）直接影響到數(shù)控機(jī)床功能和作用的發(fā)揮。

數(shù)控刀具的定義：數(shù)控刀具是指與數(shù)控機(jī)床（數(shù)控車床、數(shù)控銑床、數(shù)控鉆床、數(shù)控鏜銑床、加工中心、自動(dòng)線以及柔性制造系統(tǒng)）相配套使用的各種刀具的總稱。

數(shù)控刀具的選擇

根據(jù)刀具結(jié)構(gòu)可分為各種刀具的結(jié)構(gòu)都由裝夾部分和工作部分組成

整體式:刀具為一體，由一個(gè)坯料制造而成，不分體.如白鋼刀

焊接式:采用焊接方法連接，分刀頭和刀桿.絕大部分硬質(zhì)合金刀是采用焊

機(jī)夾式：機(jī)夾式又可分為不轉(zhuǎn)位和可轉(zhuǎn)位兩種；通常數(shù)控刀具采用機(jī)夾式！

特殊型式：如復(fù)合式刀具，減震式刀具等。舍棄式刀具/電腦鑼刀具

階梯式刀具

數(shù)控刀具的類型及選用

1.根據(jù)制造刀具所用的材料可分為：

高速鋼刀具；

硬質(zhì)合金刀具；

金剛石刀具；

其他材料刀具，如立方氮化硼和陶瓷刀具等。

數(shù)控刀具類型及選用50按照切削工藝分：車削刀具：外圓、內(nèi)孔、螺紋、成形車刀等銑削刀具：面銑刀、立銑刀、螺紋銑刀等數(shù)控刀具的類型與特點(diǎn)鉆削刀具：鉆頭、鉸刀、絲錐等鏜削刀具：粗鏜刀、精鏜刀等51外圓車刀內(nèi)孔車刀螺紋車刀數(shù)控刀具的類型與特點(diǎn)常用車刀52面銑刀方肩銑刀仿形銑刀三面刃和螺紋銑刀整體硬質(zhì)合金銑刀數(shù)控刀具的類型與特點(diǎn)常用銑刀53鉸刀鉆頭絲錐數(shù)控刀具的類型與特點(diǎn)鉆削刀具54粗鏜刀精鏜刀數(shù)控刀具的類型與特點(diǎn)鏜削刀具55數(shù)控刀具的材料高速鋼刀具高速鋼(HSS)刀具過去曾經(jīng)是切削工具的主流，隨著數(shù)控機(jī)床等現(xiàn)代制造設(shè)備的廣泛應(yīng)用，大力開發(fā)了各種涂層和不涂層的高性能、高效率的高速鋼刀具，高速鋼憑藉其在強(qiáng)度、韌性、熱硬性及工藝性等方面優(yōu)良的綜合性能，在切削某些難加工材料以及在復(fù)雜刀具，特別是切齒刀具、拉刀和立銑刀造中仍有較大的比重。但經(jīng)過市場(chǎng)探索一些高端產(chǎn)品逐步已被硬質(zhì)合金工具代替。56硬質(zhì)合金刀具普通硬質(zhì)合金數(shù)控刀具的材料新型硬質(zhì)合金超細(xì)晶粒硬質(zhì)合金涂層硬質(zhì)合金金屬陶瓷

粒徑在1μm以下，這種材料具有硬度高、韌性好、切削刀可靠性高等優(yōu)異性能保持了普通硬質(zhì)合金機(jī)體的強(qiáng)度和韌性，又使表面有很高的硬度和耐磨性TiC(N)基硬質(zhì)合金，其性能介于陶瓷和硬質(zhì)合金之間57新型硬質(zhì)合金刀具加工實(shí)例數(shù)控刀具的材料加工示意圖加工切削參數(shù)毛坯尺寸和材料使用刀具主軸轉(zhuǎn)速(r/min)進(jìn)給速度(mm/min)側(cè)吃刀量(mm)背吃刀量(mm)100X80X50（HRC50）Φ8，4齒（超細(xì)晶硬質(zhì)合金）1000030000.21058數(shù)控刀具的材料陶瓷刀具不僅能對(duì)高硬度材料進(jìn)行粗、精加工，也可進(jìn)行銑削、刨削、斷續(xù)切削和毛坯拔荒粗車等沖擊力很大的加工；可加工傳統(tǒng)刀具難以加工或根本不能加工的高硬材料；刀具耐用度比傳統(tǒng)刀具高幾倍甚至幾十倍，減少了加工中的換刀次數(shù)；可進(jìn)行高速切削或?qū)崿F(xiàn)“以車、銑代磨”，切削效率比傳統(tǒng)刀具高3-10倍。數(shù)控刀具的材料超硬刀具

是指比陶瓷材料更硬的刀具材料。包括：?jiǎn)尉Ы饎偸⒕劬Ы饎偸?PCD)、聚晶立方氮化硼(PCBN)和CVD金剛石等。超硬刀具主要是以金剛石和立方氮化硼為材料制作的刀具，其中以人造金剛石復(fù)合片(PCD)刀具及立方氮化硼復(fù)合片(PCBN)刀具占主導(dǎo)地位。許多切削加工概念，如綠色加工、以車代磨、以銑代磨、硬態(tài)加工、高速切削、干式切削等都因超硬刀具的應(yīng)用而起，故超硬刀具已成為切削加工中不可缺少的重要手段。60超硬刀具加工實(shí)例數(shù)控刀具的材料加工模具示意圖高速加工切削參數(shù)毛坯尺寸和材料使用刀具主軸轉(zhuǎn)速(r/min)進(jìn)給速度(mm/min)背吃刀量(mm)加工時(shí)間(min)60X60X50（HRC60）R1X8（CBN）2023020230.0250.361可轉(zhuǎn)位車刀的選用刀片形狀的選擇根據(jù)加工輪廓選擇刀片形狀一般外圓車削常用80°凸三角形、四方形和80°菱形刀片；仿形加工常用55°、35°菱形和圓形刀片；在機(jī)床剛性、功率允許的條件下，大余量、粗加工應(yīng)選擇刀尖角較大的刀片，反之選擇刀尖角較小的刀片。62刀具前角的作用大負(fù)前角用于切削硬材料需切削刃強(qiáng)度大，以適應(yīng)斷續(xù)切削、切削含黑皮表面層的加工條件大正前角用于切削軟質(zhì)材料易切削材料被加工材料及機(jī)床剛性差時(shí)前角對(duì)切削力、切屑排出、切削、刀具耐用度影響都很大前角的影響正前角大，切削刃鋒利前角每增加1°，切削功率減少1％正前角大，刀刃強(qiáng)度下降；負(fù)前角過大，切削力增加刀具后角的作用后角的影響后角大，后刀面磨損小后角大，刀尖強(qiáng)度下降小后角用于切削硬材料需切削刃強(qiáng)度高時(shí)大后角用于切削軟材料切削易加工硬化的材料主偏角的作用大主偏角用于切深小的精加工切削細(xì)而長(zhǎng)的工件機(jī)床剛性差時(shí)小主偏角用于工件硬度高，切削溫度大時(shí)大直徑零件的粗加工機(jī)床剛性高時(shí)主偏角等于90°減主偏角，其作用是緩和沖擊力，對(duì)進(jìn)給力，背向力，切削厚度都有影響65副偏角的作用副偏角具有減少已加工表面與刀具摩擦的功能。一般為5°～15°副偏角的影響副偏角小，切削刃強(qiáng)度增加，但刀尖易發(fā)熱副偏角小，背向力增加，切削時(shí)易產(chǎn)生振動(dòng)粗加工時(shí)副偏角宜小些；而精加工時(shí)副偏角則宜大些66刃傾角的作用刃傾角的影響刃傾角為負(fù)時(shí)，切屑流向工件；為正時(shí)，反向排出刃傾角為負(fù)時(shí)，切削刃強(qiáng)度增大，但切削背向力也增加，易產(chǎn)生振動(dòng)刃傾角是前刀面傾斜的角度。重切削時(shí)，切削開始點(diǎn)的刀尖上要承受很大的沖擊力，為防止刀尖受此力而發(fā)生脆性損傷，故需有刃傾角。推薦車削時(shí)為3°～5°；銑削時(shí)10°～15°67刀尖圓弧半徑的作用刀尖圓弧半徑的影響刀尖圓弧半徑大，表面粗糙度下降刀尖圓弧半徑大，刀刃強(qiáng)度增加刀尖圓弧半徑過大，切削力增加，易產(chǎn)生振動(dòng)刀尖圓弧半徑大，刀具前、后面磨損減小刀尖圓弧半徑過大，切屑處理性能惡化刀尖圓弧半徑對(duì)刀尖的強(qiáng)度及加工表面粗糙度影響很大，

一般適宜值選進(jìn)給量的2～3倍刀尖圓弧小用于切深削的精加工細(xì)長(zhǎng)軸加工機(jī)床剛性差時(shí)刀尖圓弧大用于需要刀刃強(qiáng)度高的黑皮切削，斷續(xù)切削大直徑工件的粗加工機(jī)床剛性好時(shí)68可轉(zhuǎn)位車刀的選用切削范圍代號(hào)斷屑槽形狀特點(diǎn)精加工切削FH

精加工專用斷屑槽輕切削SH

適合用于小切深,大進(jìn)給大的前角刃口鋒利中切削MV

適用于仿形向上切削加工正角刀棱鋒利準(zhǔn)重切削GH

大進(jìn)給粗加工斷續(xù)、黑皮切削兩面均有斷屑槽重切削HX

不等棱邊刀刃不僅刀刃鋒利且強(qiáng)度也好連續(xù)或繼續(xù)加工均適合斷屑槽的參數(shù)直接影響到切削的卷曲和折斷，目前刀片的斷屑槽形式較多，各種斷屑槽刀片的使用情況不盡相同，選用時(shí)一般參照具體的產(chǎn)品樣本69可轉(zhuǎn)位銑刀的選用特點(diǎn)可轉(zhuǎn)位銑刀的選用類型的選擇可轉(zhuǎn)位面銑刀、立銑刀、槽銑刀、專用銑刀等可轉(zhuǎn)位銑刀的角度有前角、后角、主偏角、副偏角、刃傾角等。為滿足不同的加工需要，有多種角度組合型式刀片牌號(hào)和斷屑槽形的選擇可轉(zhuǎn)位銑刀直徑的選用主要取決于設(shè)備的規(guī)格和工件的加工尺寸為滿足不同用戶的需要，同一直徑的可轉(zhuǎn)位銑刀一般有粗齒、中齒、密齒三種類型齒數(shù)的選擇角度的選擇直徑的選擇合理選擇刀片硬質(zhì)合金牌號(hào)的主要依據(jù)是被加工材料的性能和硬質(zhì)合金的性能。用于銑削的刀片槽形一般有輕型、中型和重型旋轉(zhuǎn)刀具的選擇70可轉(zhuǎn)位銑刀類型的選擇可轉(zhuǎn)位銑刀的類型可轉(zhuǎn)位面銑刀：主要用于加工較大平面選擇，主要有平面粗銑刀、平面精銑刀、平面粗精復(fù)合銑刀三種

可轉(zhuǎn)位槽銑刀：主要有三面刃銑刀、兩面刃銑刀、精切槽銑刀旋轉(zhuǎn)刀具的選擇可轉(zhuǎn)位立銑刀：主要用于加工凸臺(tái)、凹槽、小平面、曲面等。主要有立銑刀、孔槽銑刀、球頭立銑刀、R立銑刀、T型槽銑刀、倒角銑刀、螺旋立銑刀、套式螺旋立銑刀等可轉(zhuǎn)位專用銑刀：用于加工某些特定零件，其型式和尺寸取決于所用機(jī)床和零件的加工要求71可轉(zhuǎn)位銑刀齒數(shù)（齒距）的選擇可轉(zhuǎn)位銑刀的齒數(shù)粗齒銑刀：大余量粗加工、軟材料、切削寬度較大、機(jī)床功率較小

中齒銑刀：通用系列，使用范圍廣泛，具有較高的金屬切除率和切削穩(wěn)定性密齒銑刀：用于鑄鐵、鋁合金和有色金屬的大進(jìn)給速度切削加工旋轉(zhuǎn)刀具的選擇不等分齒距銑刀：防止工藝系統(tǒng)出現(xiàn)共振，使切削平穩(wěn)，在鑄鋼、鑄鐵件的大余量粗加工中建議優(yōu)先選用不等分齒距的銑刀76可轉(zhuǎn)位銑刀角度的選擇可轉(zhuǎn)位銑刀的角度主偏角：可轉(zhuǎn)位銑刀的主偏角有90°、88°、75°、70°、60°、45°等幾種前角：銑刀的前角可分解為徑向前角和軸向前角。常用的前角組合形式如下：雙負(fù)前角、雙正前角、正負(fù)前角(軸向正前角、徑向負(fù)前角)三種旋轉(zhuǎn)刀具的選擇各種角度中最主要的是主偏角和前角(制造廠的產(chǎn)品樣本中對(duì)刀具的主偏角和前角一般都有明確說明)銑刀角度的功能81旋轉(zhuǎn)刀具的選擇可轉(zhuǎn)位銑刀直徑的選擇立銑刀直徑選擇：主要考慮工件加工尺寸的要求，并保證刀具所需功率在機(jī)床額定功率范圍以內(nèi)。如系小直徑立銑刀，則應(yīng)主要考慮機(jī)床的最高轉(zhuǎn)速能否達(dá)到刀具的最低切削速度要求面銑刀直徑選擇：主要是根據(jù)工件寬度選擇，同時(shí)要考慮機(jī)床的功率、刀具的位置和刀齒與工件接觸形式等，也可將機(jī)床主軸直徑作為選取的依據(jù)，面銑刀直徑可按D＝1.5d（d為主軸直徑）選取。一般來說，面銑刀的直徑應(yīng)比切寬大20%～50%面銑刀的直徑應(yīng)比切寬大20%～50%兩次走刀銑削平面，軌跡之間須有重疊部分82刀片牌號(hào)和斷屑槽形的選擇可轉(zhuǎn)位銑刀刀片牌號(hào)和斷屑槽形一般用戶選用可轉(zhuǎn)位銑刀時(shí)，均由刀具制造廠根據(jù)用戶加工的材料及加工條件配備相應(yīng)牌號(hào)的硬質(zhì)合金刀片P類合金（含金屬陶瓷）：P01

P05P10

P15

P20

P25

P30

P40

P50M類合金：M10

M20

M30

M40

K類合金：K01

K10

K20

K30

K40

斷屑槽形的選擇旋轉(zhuǎn)刀具的選擇83旋轉(zhuǎn)刀具的選擇面銑刀切削刃各角度的功能

84旋轉(zhuǎn)刀具的選擇基本刃形

前角的正負(fù)基本刃形的組合85旋轉(zhuǎn)刀具的選擇45°面銑刀為一般加工首選，背向力大，約等于進(jìn)給力。加工薄壁零件時(shí)，工件會(huì)發(fā)生撓曲，導(dǎo)致加工精度下降。切削鑄鐵時(shí)，有利于防止工件邊緣產(chǎn)生崩落86旋轉(zhuǎn)刀具的選擇面銑加工視頻90°面銑刀適用于薄壁零件、裝夾較差的零件和要求準(zhǔn)確90°成形場(chǎng)合，進(jìn)給力等于切削力，進(jìn)給抗力大，易振動(dòng)，要求機(jī)床具有較大功率和剛性87旋轉(zhuǎn)刀具的選擇方肩銑刀銑削開放或封閉的槽、面或孔時(shí)均有上佳表現(xiàn)

直線銑削斜線銑削圓弧銑削螺旋銑削鉆式銑削立銑刀切削方式旋轉(zhuǎn)刀具的選擇各種高效銑削方法90旋轉(zhuǎn)刀具的選擇多功能圓刀片銑刀刀片可多次轉(zhuǎn)位，切削刃強(qiáng)度高，切削刃強(qiáng)度高；隨切深不同，其主偏角和切屑負(fù)載均會(huì)變化，切屑很薄，最適合加工耐熱合金91旋轉(zhuǎn)刀具的選擇球頭立銑刀通用性：仿形銑和曲面銑，以坡走銑或螺旋插補(bǔ)銑加工型腔適用于高速加工92旋轉(zhuǎn)刀具的選擇各種整體硬質(zhì)合金銑刀旋轉(zhuǎn)刀具的選擇螺紋銑刀螺紋銑削的優(yōu)點(diǎn)：螺紋銑削免去了采用大量不同類型絲錐的必要性；加工具有相同螺距的任意螺紋直徑；加工始終產(chǎn)生的是短切屑，因此不存在切屑處置方面的問題；刀具破損的部分可以很容易地從零件中去除；不受加工材料限制，那些無法用傳統(tǒng)方法加工的材料可以用螺紋銑刀進(jìn)行加工；采用螺紋銑刀，可以按所需公差要求加工，螺紋尺寸是由加工循環(huán)控制的；與傳統(tǒng)HSS(高速鋼)攻絲相比，采用硬質(zhì)合金螺紋銑削可以提高生產(chǎn)率95旋轉(zhuǎn)刀具的選擇絲錐攻螺紋是在數(shù)控銑床和加工中心上加工小螺紋孔最常用的方法

96工具系統(tǒng)選擇數(shù)控車床工具系統(tǒng)鏜銑類整體式工具系統(tǒng)工具系統(tǒng)是針對(duì)數(shù)控機(jī)床要求與之配套的刀具必須可快換和高效切削而發(fā)展起來的，是刀具與機(jī)床的接口。工具系統(tǒng)分類鏜式銑工類具模系塊統(tǒng)模塊式刀柄通過將基本刀柄、接桿和加長(zhǎng)桿（如需要）進(jìn)行組合，可以用很少的組件組裝成非常多種類的刀柄。整體式刀柄用于刀具裝配中裝夾不改變，或不宜使用模塊式刀柄的場(chǎng)合。1．鏜銑類整體式工具系統(tǒng)TSG整體式工具系統(tǒng)組成。它是把工具柄部和裝夾刀具的工作部分做成一體。要求不同工作部分都具有同樣結(jié)構(gòu)的刀柄，以便與機(jī)床的主軸相連，所以具有可靠性強(qiáng)、使用方便、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、調(diào)換迅速及刀柄的種類較多的特點(diǎn)。第六節(jié)

工具系統(tǒng)2．鏜銑類模塊式工具系統(tǒng)鏜銑類模塊式工具系統(tǒng)即TMG工具系統(tǒng)是把整體式刀具分解成柄部(主柄模塊)、中間連接塊(連接模塊)、工作頭部(工作模塊)三個(gè)主要部分，然后通過各種連接結(jié)構(gòu)，在保證刀桿連接精度、強(qiáng)度、剛性的前提下，將這三部分連接成整體99工具系統(tǒng)選擇JT(BT)40-XS16-75123工具系統(tǒng)型號(hào)表示方法1.柄部型式及尺寸JT：表示采用國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)ISO7388號(hào)加工中心機(jī)床用錐柄柄部；BT：表示采用日本標(biāo)準(zhǔn)MAS403號(hào)加工中心機(jī)床用錐柄柄部；其后數(shù)字為相應(yīng)的ISO錐度號(hào)：如

50和40分別代表大端直徑和的7:24錐度。2.刀柄用途及主參數(shù)XD–裝三面銑刀刀柄

MW--無扁尾氏錐柄刀柄XS–裝三面刃銑刀刀柄M–

有扁尾氏錐柄刀柄Z（J）--裝鉆夾頭刀柄（賈式錐度加J）XP–

裝削平柄銑刀刀柄用途后的數(shù)字表示工具的工作特性，其含義隨工具不同而異。

3.工作長(zhǎng)度102常用刀柄工具系統(tǒng)面銑刀刀柄整體鉆夾頭刀柄103常用刀柄工具系統(tǒng)鏜刀柄104常用刀柄工具系統(tǒng)莫式錐度刀柄快換式絲錐刀柄鉆夾頭刀柄105常用刀柄工具系統(tǒng)ER彈簧夾頭刀柄ER彈簧夾頭側(cè)壓式立銑刀柄價(jià)格殺手：由于國(guó)際金融危機(jī)的影響，臺(tái)灣的刀具行業(yè)虧損面達(dá)80%以上。由此，他們開始以低價(jià)大力沖擊內(nèi)地?cái)?shù)控刀具市場(chǎng)，有的刀具售價(jià)甚至低于國(guó)產(chǎn)數(shù)控刀具售價(jià)；以微利和低成本戰(zhàn)略打拼擠占市場(chǎng)，被稱為數(shù)控刀具市場(chǎng)的價(jià)格殺手。數(shù)控刀具的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)壓力：數(shù)控刀具的市場(chǎng)加入WTO以后，全球化采購(gòu)將使國(guó)外的切削刀具繼續(xù)涌入中國(guó)市場(chǎng)，讓顧客有了更大的選擇空間，國(guó)內(nèi)數(shù)控刀具生產(chǎn)廠商市場(chǎng)開發(fā)難度加大。由于長(zhǎng)期依賴進(jìn)口，國(guó)內(nèi)數(shù)控刀具與進(jìn)口刀具在技術(shù)、服務(wù)、品質(zhì)和宣傳上的差距，數(shù)控刀具在被加工產(chǎn)品的最終產(chǎn)品質(zhì)量中的重要地位等因素，國(guó)內(nèi)的顧客對(duì)國(guó)產(chǎn)數(shù)控刀具的信任度十分低。往往寧愿花重金進(jìn)口也不愿冒風(fēng)險(xiǎn)省錢購(gòu)國(guó)產(chǎn)刀具。畢竟幾十萬甚至上千萬一臺(tái)的數(shù)控機(jī)床的幾十元、幾百元的小時(shí)誤工費(fèi)用與刀具購(gòu)置費(fèi)用相比，相差甚大。如果沒有十足的把握，大多用戶都寧愿選擇進(jìn)口刀具。汽車制造廠和航空航天企業(yè)就是典型的例子。在國(guó)產(chǎn)刀具不夠成熟的今天,他們幾乎不會(huì)提供機(jī)會(huì)讓國(guó)內(nèi)刀具上CNC生產(chǎn)線去試用。

數(shù)控刀具的市場(chǎng)信任危機(jī)供方依賴

國(guó)內(nèi)數(shù)控刀具企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)規(guī)模都太小，沒有形成自身的切削刀具產(chǎn)業(yè)鏈的緊密聯(lián)合，尤其是工具系統(tǒng)的生產(chǎn)廠家不生產(chǎn)刀片，刀片生產(chǎn)廠家不生產(chǎn)工具，幾乎完全依賴于供方；沒有一家真正意義上的行業(yè)產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟。

數(shù)控刀具面臨的形勢(shì)2.3數(shù)控加工工藝基本原則和工序設(shè)計(jì)數(shù)控機(jī)床加工工件的基本過程數(shù)控加工的主要內(nèi)容1．適合數(shù)控加工的內(nèi)容（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)量也難以保證的內(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)床尚存在富裕加工能力時(shí)選擇。2．不適合數(shù)控加工的內(nèi)容（1）占機(jī)調(diào)整時(shí)間長(zhǎng)，如以毛坯的粗基準(zhǔn)定位加工第一個(gè)精基準(zhǔn)，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(diǎn)的工件，采用數(shù)控加工很麻煩，效果不明顯，可安排通用機(jī)床補(bǔ)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：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。數(shù)控機(jī)床的合理選用選用數(shù)控機(jī)床需遵循以下幾個(gè)原則：（1）生產(chǎn)上適用；(形狀尺寸、尺寸精度、生產(chǎn)節(jié)拍)（2）技術(shù)上先進(jìn)；（3）經(jīng)濟(jì)上合理。

除上述基本原則以外，選用數(shù)控機(jī)床時(shí)還要考核生產(chǎn)企業(yè)質(zhì)量保證體系的完善性和可信性，其售前和售后服務(wù)網(wǎng)絡(luò)是否健全，服務(wù)隊(duì)伍的素質(zhì)是否能勝任工作，服務(wù)能否及時(shí)，是否能履行承諾，這對(duì)選用后設(shè)備的正常使用至關(guān)重要。1152.3.1零件加工的工藝分析（1）零件選擇與工序確定；（2）對(duì)零件圖紙進(jìn)行數(shù)控工藝性分析；（3）零件圖形的數(shù)學(xué)處理及編程尺寸設(shè)定值的確定；

(4)選擇數(shù)控機(jī)床的類型；（5）制訂數(shù)控工藝路線，如工序劃分、加工順序的安排、基準(zhǔn)選擇、與非數(shù)控加工工藝的銜接等；1、數(shù)控加工的工藝的主要內(nèi)容116例：加工方法選擇。對(duì)平面外輪廓，采用數(shù)控銑削。對(duì)曲率半徑較小的平面內(nèi)輪廓，采用線切割。117（6）數(shù)控工序的設(shè)計(jì)，如工步、刀具選擇、夾具定位與安裝、走刀路線確定、測(cè)量、切削用量的確定等；仿形進(jìn)給路線，用于鑄、鍛件毛坯時(shí)進(jìn)給路線較短。三角形進(jìn)給路線，適用于棒料毛坯，進(jìn)給路線較長(zhǎng)。矩形進(jìn)給路線，適用于棒料毛坯，進(jìn)給路線較短。118（7）加工程序的編寫、校驗(yàn)和修改；（8）調(diào)整數(shù)控加工工藝程序，如對(duì)刀、刀具補(bǔ)償?shù)?；?）數(shù)控加工工藝技術(shù)文件的定型與歸檔。1191）零件圖樣上尺寸數(shù)據(jù)的標(biāo)注應(yīng)符合編程方便的原則；2）零件各加工部位的結(jié)構(gòu)工藝性應(yīng)符合數(shù)控加工的特點(diǎn)。2、數(shù)控加工工藝分析的一般步驟與方法120例：內(nèi)槽圓角半徑不應(yīng)過小。121例：槽底圓角應(yīng)小些，以提高工藝性和效率。r越大，加工平面能力越差。1223、加工方法的選擇1）加工階段的劃分；（1）粗加工階段；（切除大量的余量）（2）半精加工階段；（為精加工做準(zhǔn)備）（3）精加工階段；（達(dá)到圖紙規(guī)定的要求）（4）光整加工階段。（不改變形狀和位置精度）1233、加工方法的選擇2）加工順序的安排1）先粗后精減少誤差復(fù)映2）先主后次減少不必要的浪費(fèi)3）先基準(zhǔn)后其它減少定位誤差4）先面后孔避免切削變形，保證孔的加工精度5）工序集中提高生產(chǎn)率

6）先內(nèi)腔后外型保證加工精度7）先近后遠(yuǎn)減少空行程1242.3.2數(shù)控加工工序的劃分1、工序劃分的原則工序最大限度集中的原則工序劃分應(yīng)考慮以下幾個(gè)原則：（1）粗精加工分開的原則（2）一次定位的原則（3）先面后孔的原則（4）盡量減少換刀的原則（5）連續(xù)加工的原則1252、工序與工步的劃分（1）工序劃分1）按零件裝卡定位方式劃分工序：提高效率；2）按粗、精加工劃分工序：減少誤差復(fù)映，提高加工精度；3）按所用刀具劃分工序：減少換刀次數(shù)。126（2）工步的劃分工步的劃分主要從加工精度和效率兩方面考慮。工步劃分的原則：1）同一表面按粗加工、半精加工、精加工依次完成，或全部加工表面按先粗后精加工分開進(jìn)行。2）對(duì)于既有銑面又有鏜孔的零件，可先銑面后鏜孔。3）按刀具劃分工步。1272.3.3加工路線的確定1、應(yīng)保證被加工零件的精度和表面粗糙度，且效率高；外輪廓加工刀具的切入和切出過渡內(nèi)輪廓加工刀具的切入和切出過渡128注意：銑削平面輪廓時(shí)，刀具的切入、切出。129(a)行切法(b)環(huán)切法(c)行切+環(huán)切法

封閉凹槽加工走刀路線1302.3.4切削用量的確定1、一般原則：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。選擇的具體數(shù)值應(yīng)根據(jù)機(jī)床說明書、切削用量手冊(cè)，并結(jié)合經(jīng)驗(yàn)而定。切削用量包括主軸轉(zhuǎn)速、吃刀量及進(jìn)給速度等。1312、粗加工時(shí)切削用量的選擇原則：主要考慮保證提高效率和刀具耐用度。3、精加工時(shí)切削用量的選擇原則：主要考慮保證加工精度和表面粗糙度，其次是刀具耐用度和效率。高速切削的切削速度比常規(guī)切削速度高5-10倍以上。132高速鋼刀具：

粗加工：V≈15m/min

半精加工：V≈25m/min

精加工：V≈45m/min硬質(zhì)合金刀具：

粗加工：V≈30m/min

半精加工：V≈50m/min

精加工：V≈100m/min

陶瓷刀具：5～10倍的硬質(zhì)合金刀具1332.3.5數(shù)控加工的工藝性文件1、數(shù)控編程任務(wù)書2、數(shù)控加工工件安裝和原點(diǎn)設(shè)定卡片（簡(jiǎn)稱裝夾圖和零件設(shè)定卡）3、數(shù)控加工工序卡片4、數(shù)控加工走刀路線圖5、數(shù)控刀具卡片1341、數(shù)控編程任務(wù)書135

2、數(shù)控加工工件安裝和原點(diǎn)設(shè)定卡片（簡(jiǎn)稱裝夾圖和零件設(shè)定卡）1363、數(shù)控加工工序卡片1374、數(shù)控加工走刀路線圖1385、數(shù)控刀具卡片二、軸套類零件數(shù)控車削加工工藝數(shù)控車削的工藝分析

典型數(shù)控車削零件的工藝分析

1．零件圖工藝分析

該零件為軸承套。表面由內(nèi)外圓柱面、內(nèi)圓錐面、順圓弧、逆圓弧及外螺紋等表面組成，其中多個(gè)直徑尺寸與軸向尺寸有較高的尺寸精度和表面粗糙度要求。零件圖尺寸標(biāo)注完整，符合數(shù)控加工尺寸標(biāo)注要求；輪廓描述清楚完整；零件材料為45鋼，切削加工性能較好，無熱處理和硬度要求。通過上述分析，采取以下幾點(diǎn)工藝措施：

（1）零件圖樣上帶公差的尺寸，因公差值較小，故編程時(shí)不必取其平均值，而取基本尺寸即可。（2）左、右端面均為多個(gè)尺寸的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)，相應(yīng)工序加工前，應(yīng)該先將左、右端面車出來。數(shù)控車削的工藝分析

二、軸套類零件數(shù)控車削加工工藝典型數(shù)控車削零件的工藝分析

2．確定裝夾方案：

內(nèi)孔加工時(shí)以外圓定位，用三爪自動(dòng)定心卡盤夾緊。加工外輪廓時(shí)，為保證一次安裝加工出全部外輪廓，需要設(shè)一圓錐心軸裝置，用三爪卡盤夾持心軸左端，心軸右端留有中心孔并用尾座頂尖頂緊以提高工藝系統(tǒng)的剛性。

數(shù)控車削的工藝分析

二、軸套類零件數(shù)控車削加工工藝典型數(shù)控車削零件的工藝分析

3．確定加工順序及走刀路線：

加工順序的確定按由內(nèi)到外、由粗到精、由近到遠(yuǎn)的原則確定，在一次裝夾中盡可能加工出較多的工件表面。結(jié)合本零件的結(jié)構(gòu)特征，可先加工內(nèi)孔各表面，然后加工外輪廓表面。由于該零件為單件小批量生產(chǎn)，走刀路線設(shè)計(jì)不必考慮最短進(jìn)給路線或最短空行程路線，外輪廓表面車削走刀路線可沿零件輪廓順序進(jìn)行。

數(shù)控車削的工藝分析

4．刀具選擇：產(chǎn)品名稱或代號(hào)零件名稱軸承套零件圖號(hào)Lathe-01序號(hào)刀具號(hào)刀具規(guī)格名稱數(shù)量加工表面刀尖半徑mm備注1T0145°硬質(zhì)合金端面車刀1車端面0.525×252T02φ5中心鉆1鉆φ5mm中心孔3T03φ26mm鉆頭1鉆底孔4T04鏜刀1鏜內(nèi)孔各表面0.420×205T0593°右手偏刀1自右至左車外表面0.225×256T0693°左手偏刀1自左至右車外表面7T0760°外螺紋車刀1車M45螺紋軸承套數(shù)控加工刀具卡片

5．切削用量選擇：根據(jù)被加工表面質(zhì)量要求、刀具材料和工件材料，參考切削用量手冊(cè)或有關(guān)資料選取切削速度與每轉(zhuǎn)進(jìn)給量，計(jì)算結(jié)果填入表6-8工序卡中。背吃刀量的選擇因粗、精加工而有所不同。粗加工時(shí)，在工藝系統(tǒng)剛性和機(jī)床功率允許的情況下，盡可能取較大的背吃刀量，以減少進(jìn)給次數(shù)；精加工時(shí)，為保證零件表面粗糙度要求，背吃刀量一般取0.l~0.4mm較為合適。

6．?dāng)?shù)控加工工藝卡片擬訂：將前面分析的各項(xiàng)內(nèi)容綜合成如表所示的數(shù)控加工工藝卡片。數(shù)控車削的工藝分析

表1-3軸承套數(shù)控加工工序卡數(shù)控機(jī)床編程及加工機(jī)械工程實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心實(shí)驗(yàn)?zāi)康耐ㄟ^數(shù)控機(jī)床的加工程序編制，掌握編程的方法及技巧；將在計(jì)算機(jī)上用OpenSoftCNC軟件模擬顯示加工過程校驗(yàn)程序，然后在數(shù)控機(jī)床上對(duì)工件進(jìn)行加工；結(jié)合機(jī)械加工工藝，實(shí)現(xiàn)最優(yōu)化編程，提高加工質(zhì)量和生產(chǎn)效率。機(jī)械工程實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心數(shù)控編程的基本原理數(shù)控編程的目的；數(shù)控編程的內(nèi)容；編程步驟。機(jī)械工程實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心數(shù)控編程的基本原理所謂編程，就是把零件的圖形尺寸、工藝過程、工藝參數(shù)、機(jī)床的運(yùn)動(dòng)以及刀具位移等內(nèi)容，按照數(shù)控機(jī)床的編程格式和能識(shí)別的語言記錄在程序單上的全過程。這樣編制的程序還必須按規(guī)定把程序單制備成控制介質(zhì)如程序紙帶、磁帶等，變成數(shù)控系統(tǒng)能讀懂的信息，再送入數(shù)控機(jī)床，數(shù)控機(jī)床的CNC裝置對(duì)程序經(jīng)過處理之后，向機(jī)床各坐標(biāo)的伺服系統(tǒng)發(fā)出指令信息，驅(qū)動(dòng)機(jī)床完成相應(yīng)的運(yùn)動(dòng)。機(jī)械工程實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心數(shù)控編程的目的數(shù)控編程的基本原理①分析零件圖紙，確定加工工藝過程；②計(jì)算走刀軌跡，得出刀位數(shù)據(jù)；③編寫零件加工程序；④制作控制介質(zhì)；⑤校對(duì)程序及首件試加工。機(jī)械工程實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心數(shù)控編程的內(nèi)容數(shù)控編程的基本原理機(jī)械工程實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心數(shù)控編程的步驟零件圖紙分析零件圖紙制定工藝規(guī)程數(shù)學(xué)處理編寫程序文件制作控制介質(zhì)程序校驗(yàn)及試切數(shù)控機(jī)床OpenSoftCNC軟件介紹O