數(shù)控加工工藝及刀具 第一章

第一章數(shù)控加工工藝概述1.1數(shù)控加工工藝概述1.2數(shù)控加工工藝設(shè)計(jì)1.1數(shù)控加工工藝概述1數(shù)控加工(如圖1一1所示)就是將零件圖形和工藝參數(shù)、加工內(nèi)容等以數(shù)字信息的形式，編成程序代碼輸人到數(shù)控機(jī)床的控制系統(tǒng)中，再由其進(jìn)行運(yùn)算處理后轉(zhuǎn)換成驅(qū)動伺服機(jī)構(gòu)的指令信號，從而控制數(shù)控機(jī)床各執(zhí)行部件協(xié)調(diào)動作，自動地加工零件1.1.1數(shù)控加工的特點(diǎn)1.數(shù)控機(jī)床加工的特點(diǎn)（1)適應(yīng)性強(qiáng)。數(shù)控機(jī)床的一個(gè)運(yùn)動方向定義為一個(gè)坐標(biāo)軸，數(shù)控機(jī)床能實(shí)現(xiàn)多個(gè)坐標(biāo)軸的聯(lián)動，所以數(shù)控機(jī)床能完成復(fù)雜型面的零件加工，特別是對于可用數(shù)學(xué)方程式和坐標(biāo)點(diǎn)表不的形狀復(fù)雜的零件加工。下-頁

返回1，1數(shù)控加工工藝概述(2)加工質(zhì)量穩(wěn)定。對于同一批零件，由于使用同一類數(shù)控機(jī)床和刀具及同一個(gè)加工程序，刀具的運(yùn)動軌跡完全相同，且數(shù)控機(jī)床是根據(jù)數(shù)控程序自動地進(jìn)行加工的，可以避免人為的誤差，因此這就保證了零件加工的一致性且質(zhì)量穩(wěn)定。(3)生產(chǎn)效率高。數(shù)控機(jī)床跟普通機(jī)床相比較，由于其剛度高、功率大、主軸轉(zhuǎn)速和進(jìn)給速度范圍大且為無級變速，所以每道工序都可選擇較大而合理的切削用量，大大減少了機(jī)動時(shí)間。(4）加工精度高。數(shù)控系統(tǒng)每輸出一個(gè)脈沖時(shí)，機(jī)床移動部件的移動量就稱為脈沖當(dāng)量。數(shù)控機(jī)床的脈沖當(dāng)量一般為0.001mm高精度的數(shù)控機(jī)床的脈沖當(dāng)量可達(dá)0.0001mm，其運(yùn)動分辨率遠(yuǎn)高于普通機(jī)床。上-頁

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返回1.1數(shù)控加工工藝概述另外，數(shù)控機(jī)床可具有位置檢測裝置，可將移動部件的實(shí)際位移量或滾珠絲桿、伺服電機(jī)的轉(zhuǎn)角反饋到數(shù)控系統(tǒng)中，并由數(shù)控系統(tǒng)自動進(jìn)行補(bǔ)償。因此數(shù)控加工可獲得比機(jī)床本身精度還高的加工精度，所以零件加工尺寸的精度高。(5)工序集中一機(jī)多用。數(shù)控機(jī)床特別是帶自動換刀的數(shù)控加工中心，在一次裝夾的情況下，幾乎可以完成零件的全部加工工序一臺數(shù)控機(jī)床可以代替數(shù)臺普通機(jī)床。這樣可以減少裝夾誤差，節(jié)約工序之間的運(yùn)輸、測量和裝夾等輔助時(shí)間，還可以節(jié)省加工車間的占地面積，從而帶來較高的經(jīng)濟(jì)效益。上-頁

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返回1.1數(shù)控加工工藝概述(6)減輕勞動強(qiáng)度。在輸人數(shù)控程序并啟動機(jī)床后，數(shù)控機(jī)床就自動地連續(xù)加工，直至零件加工完畢。只要對操作人員進(jìn)行了專門的培訓(xùn)，操作人員就可以且只是觀察機(jī)床的運(yùn)行，就使工人的勞動強(qiáng)度大大降低。(7)易于建立與計(jì)算機(jī)間的通信聯(lián)絡(luò)，容易實(shí)現(xiàn)群控，便于現(xiàn)代化管理。數(shù)控機(jī)床使用數(shù)字信息與標(biāo)準(zhǔn)代碼處理、傳遞信息，易于建立與計(jì)算機(jī)間的通信聯(lián)絡(luò)一臺計(jì)算機(jī)可以控制多臺數(shù)控機(jī)床，即群控，便于現(xiàn)代化管理。上-頁

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返回1.1數(shù)控加工工藝概述2.數(shù)控加工零件的特點(diǎn)在數(shù)控機(jī)床上加工的零件，可以是普通零件，但更多的零件是普通機(jī)床加工起來具有一定的難度或?qū)Σ僮魅藛T的技術(shù)水平有相當(dāng)高的要求一般在數(shù)控機(jī)床上加工的零件有如下的特點(diǎn):(1)多品種、小批量生產(chǎn)的零件或新產(chǎn)品試制中的零件、短期急需的零件。(2)輪廓形狀復(fù)雜，對加工精度要求較高的零件。(3)用普通機(jī)床加工較困難或無法加工(需品貴的工藝裝備)的零件。(4)價(jià)值品貴，加工中不允許報(bào)廢的關(guān)鍵零件。上-頁

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返回1.1數(shù)控加工工藝概述3.數(shù)控加工工藝的特點(diǎn)由于數(shù)控加工是利用程序進(jìn)行加工，因此，數(shù)控加工工藝就必須有利于數(shù)控程序的編寫并體現(xiàn)數(shù)控加工的特點(diǎn)一般數(shù)控加工工藝具有如下的特點(diǎn):(1)數(shù)控加工工藝要充分考慮編程的要求。(2)數(shù)控加工工藝中工序相對集中，因此，工件各部位的數(shù)控加工順序可能與普通機(jī)床上的加工順序有很大區(qū)別。數(shù)控工藝規(guī)程中的工序內(nèi)容要求特別詳細(xì)。如加工部位、加工順序、刀具配置與使用順序，刀具加工時(shí)的對刀點(diǎn)、換刀點(diǎn)及走刀路線、夾具及工件的定位與安裝、切削參數(shù)等，都要上-頁

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返回1.1數(shù)控加工工藝概述清晰明確，數(shù)控加工工藝中的工序內(nèi)容比普通機(jī)床加工工藝中的工序內(nèi)容詳細(xì)得多。1.1.2常用的數(shù)控加工方法1.平面孔系零件常用點(diǎn)位、直線控制數(shù)控機(jī)床(如數(shù)控鉆床)加工，選擇加工方法時(shí)，主要考慮加工精度和加工效率兩個(gè)原則，即:用什么加工方法能保證零件的加工精度，用什么加工方法能提高零件的加工效率。2.旋轉(zhuǎn)體類零件常用數(shù)控車床或數(shù)控磨床加工選擇加工方法時(shí)，主要考慮加工效率和刀尖強(qiáng)度兩個(gè)原則。上-頁

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返回1.1數(shù)控加工工藝概述(1)考慮加工效率。在車床上加工時(shí)，通常加工余量大，必須合理安排粗加工路線，以提高加工效率。實(shí)際編程時(shí)一般不官’采用循環(huán)指令(否則，以工進(jìn)速度的空刀行程太大)。比較好的方法是用粗車盡快去除材料，再精車。(2)考慮刀尖強(qiáng)度。數(shù)控車床上經(jīng)常用到低強(qiáng)度刀具加工細(xì)小凹槽，在確定加工方法時(shí)必須考慮選用刀具的刀尖強(qiáng)度。3.平面輪廓零件常用數(shù)控銑床加工。選擇加工方法時(shí)，主要考慮加工精度和加工效率兩個(gè)原則，在確定加工方法時(shí)應(yīng)注意:上-頁

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返回1.1數(shù)控加工工藝概述2(1)刀具的切入與切出方向的控制。在圖1一2中，銑削平面輪廓，刀具沿切削邊的延長線方向切入、沿切削邊的延長線方向切出，工件表面輪廓光滑。如果刀具不是沿切削邊的延長線方向切入、切出，則在工件表面輪廓上會留下刀具切削的痕跡。(2)一次逼近方法的選擇。用微小直線段或圓弧段逼近非圓曲線輪廓的方法稱為一次逼近。在只具有直線和圓弧插補(bǔ)功能的數(shù)控銑床上加工非圓曲線輪廓時(shí)，微小直線段或圓弧段與被加工輪廓之間的誤差稱為一次逼近誤差，選擇一次逼近方法時(shí)，應(yīng)該使工件的輪廓誤差在合格范圍內(nèi)，同時(shí)程序段的數(shù)量以少為佳。上-頁

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返回1.1數(shù)控加工工藝概述54.立體輪廓零件常用多坐標(biāo)軸聯(lián)動數(shù)控機(jī)床(加工中心)加工。選擇加工方法時(shí)，主要考慮加工精度和加工效率兩個(gè)原則，在確定加工方法時(shí)應(yīng)考慮:①工件強(qiáng)度及表面質(zhì)量。立體輪廓零件上的強(qiáng)度薄弱部位，?！ｋy以承受粗加工時(shí)的切削量，同時(shí)對表面質(zhì)量要求高的部位要采取相應(yīng)的工藝措施。②機(jī)床的插補(bǔ)功能。如圖1一1和圖1一5所示。1.1.3數(shù)控機(jī)床的合理使用數(shù)控機(jī)床是高精度、高效率的加工母機(jī)。合理使用數(shù)控機(jī)床，有利于最大限度地發(fā)揮數(shù)控機(jī)床的功效。上-頁

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返回1.1數(shù)控加工工藝概述61.數(shù)控機(jī)床的應(yīng)用范圍不同類型的機(jī)床有不同的用途，在選用數(shù)控機(jī)床前，應(yīng)對其性能、規(guī)格、特點(diǎn)及應(yīng)用范圍作詳細(xì)的了解。一般來說:數(shù)控車床適用于加工旋轉(zhuǎn)體特征的軸類、盤類零件;數(shù)控銑床、立式加工中心適用于加工板類、箱體類、具有平面復(fù)雜輪廓的零件;臥式加工中心適用于加工復(fù)雜的箱體、泵體、閥體類零件，見圖1一6。2.數(shù)控機(jī)床的正常使用條件數(shù)控機(jī)床的正常使用條件要求主要包括:機(jī)床位置的環(huán)境要求、電源要求、溫度條件的要求;此外，還要按說明書的規(guī)定使用數(shù)控機(jī)床。上-頁

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返回1.1數(shù)控加工工藝概述(1)機(jī)床位置環(huán)境要求。機(jī)床的位置應(yīng)遠(yuǎn)離振源和避免陽光直接照射和熱輻射的影響，避免潮濕和氣流的影響。(2)電源要求。一般數(shù)控機(jī)床安裝在機(jī)加工車間，不僅環(huán)境溫度變化大，使用條件差，而且各種機(jī)電設(shè)備多，致使電網(wǎng)電壓波動大。因此，安裝數(shù)控機(jī)床的位置，需要對電源電壓有嚴(yán)格控制。(3)溫度條件。一般來說，數(shù)控電控箱內(nèi)部設(shè)有排風(fēng)扇或冷風(fēng)機(jī)，以保持電子元件，特別是中央處理器工作溫度恒定或溫差變化很小。(4)按說明書的規(guī)定使用數(shù)控機(jī)床。用戶在使用數(shù)控機(jī)床時(shí)，不允許隨意改變控制系統(tǒng)內(nèi)制造廠設(shè)定的參數(shù)這些參數(shù)的設(shè)定直接關(guān)系到數(shù)控機(jī)床各部件的動態(tài)特征。上-頁

返回1.2數(shù)控加工工藝設(shè)計(jì)1.2.1數(shù)控加工工藝的主要內(nèi)容數(shù)控加工工藝有以下九方面的內(nèi)容:(1)選擇并確定進(jìn)行數(shù)控加工的零件及內(nèi)容;(2)對零件圖紙進(jìn)行數(shù)控加工的工藝分析;(3)數(shù)控加工的工藝設(shè)計(jì);(4)對零件圖紙的數(shù)學(xué)處理;(5)編寫加工程序單;(6)按程序單制作控制介質(zhì);(7)程序的校驗(yàn)與修改;下-頁

返回1.2數(shù)控加工工藝設(shè)計(jì)(8)首件試加工與現(xiàn)場問題處理;(9)數(shù)控加工工藝文件的定型與歸檔1.2.2數(shù)控加工工藝設(shè)計(jì)的具體內(nèi)容1.數(shù)控加工內(nèi)容的選擇一般可按下列原則選擇數(shù)控加工內(nèi)容:(1)普通機(jī)床無法加工的內(nèi)容應(yīng)作為優(yōu)先選擇內(nèi)容;(2)普通機(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)普通機(jī)床加工效率低，工人手工操作勞動強(qiáng)度大的內(nèi)容，可在數(shù)控機(jī)床尚有加工能力的基礎(chǔ)上進(jìn)行選擇。上-頁

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返回1.2數(shù)控加工工藝設(shè)計(jì)相比之下，下列一些加工內(nèi)容則不宜選擇數(shù)控加工:(1)需要用較長時(shí)間占機(jī)調(diào)整的加工內(nèi)容。(2)加工余量極不穩(wěn)定，且數(shù)控機(jī)床上又無法自動調(diào)整零件坐標(biāo)位置的加工內(nèi)容。(3)不能在一次安裝中加工完成的零星分散部位，采用數(shù)控加工很不方便，效果不明顯，可以安排普通機(jī)床補(bǔ)充加工。2.數(shù)控加工零件的工藝性分析對數(shù)控加工零件的工藝性分析，主要包括產(chǎn)品的零件圖樣分析和零件的結(jié)構(gòu)工藝性分析兩部分。上-頁

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返回1.2數(shù)控加工工藝設(shè)計(jì)3.數(shù)控加工工藝路線的設(shè)計(jì)數(shù)控加工工藝路線的設(shè)計(jì)工序有以下三步:(1)工序的劃分;(2)加工順序的安排;(3)數(shù)控加工工序與普通工序的銜接。這里所說的普通工序是指常規(guī)的加工工序、熱處理工序和檢驗(yàn)等輔助工序。數(shù)控加工工序前后一般都穿插其他普通工序，若銜接不好就容易產(chǎn)生矛盾。較好的解決辦法是建立工序間的相互狀態(tài)聯(lián)系，在工藝文件中做到互審會簽。例如是否預(yù)留加工余量，留多少、定位基準(zhǔn)的要求、零件的熱處理等，這些問題都需要前后銜接，統(tǒng)籌兼顧。上-頁

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返回1.2數(shù)控加工工藝設(shè)計(jì)4.數(shù)控加工工序的設(shè)計(jì)數(shù)控加工工序的設(shè)計(jì)概括如下:(1)確定走刀路線和工步順序;(2)工件的定位與夾緊方案的確定;(3)夾具的選擇。數(shù)控加工的特點(diǎn)對夾具提出了兩個(gè)基本要求:一是保證夾具的坐標(biāo)方向與機(jī)床的坐標(biāo)方向相對固定;二是要能協(xié)調(diào)零件與機(jī)床坐標(biāo)系的尺寸。(4)刀具的選擇。刀具的選擇是數(shù)控加工工藝中重要的內(nèi)容之一不僅影響機(jī)床的加工效率，而且直接影響加工質(zhì)量。(5)切削用量的確定。上-頁

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返回1.2數(shù)控加工工藝設(shè)計(jì)b1b2b4b5b6數(shù)控車削切削條件見表1一1。銑刀刀具材料與許用最高切削速度可見表1-2。6.數(shù)控加工工藝文件的填寫(1)數(shù)控加工工序卡(見表1一4)(2)數(shù)控加工刀具卡(見表1一5)(3)數(shù)控加工刀具明細(xì)(見表1一6)(4)數(shù)控加工路線圖主要反映刀具的運(yùn)動軌跡(5)數(shù)控加工程序單。1.2.3數(shù)控機(jī)床的坐標(biāo)系上-頁

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返回1.2果數(shù)控加工穿工藝設(shè)計(jì)遇81.坐瘋標(biāo)系統(tǒng)為了保證猾數(shù)控機(jī)床綠的正確運(yùn)扎動，避免醉工作的不憶一致性，澤簡化程序景的編制方飲法，并使詳所編程序燭有互換性榜，ISO乎和我國國妖家標(biāo)準(zhǔn)都昆統(tǒng)一規(guī)定濱了數(shù)控機(jī)廢床坐標(biāo)軸異及其運(yùn)動槳方向，這哨給數(shù)控系軟統(tǒng)和機(jī)床痛的設(shè)計(jì)、韻使用帶來綁了方便。(1)機(jī)氧床坐標(biāo)系云與運(yùn)動方妖向。為了膏確定機(jī)床始的運(yùn)動方栽向和移動魚距離，就虎要在機(jī)床懸上建立一桂個(gè)坐標(biāo)系滾，該坐標(biāo)籠系就叫機(jī)墊床坐標(biāo)系縱，也叫標(biāo)撫準(zhǔn)坐標(biāo)系井。數(shù)控機(jī)鈴床上的坐脹標(biāo)系采用賺右手直角笨笛卡爾坐點(diǎn)標(biāo)系，如圖1一填8所示上-頁下-頁返回1.2備數(shù)控加工碧工藝設(shè)計(jì)(2)工果件坐標(biāo)系校。工件坐燙標(biāo)系是由叉編程人員橫根據(jù)零件燈圖樣及加米工工藝，符以零件上楊某一固定訊點(diǎn)為原點(diǎn)趣建立的坐撓標(biāo)系。又陸稱為編程備坐標(biāo)系或仁工作坐標(biāo)惠系。工件乒坐標(biāo)系一訴般供編程塑使用，確發(fā)定工件坐增標(biāo)系時(shí)不滑必考慮工壇件在機(jī)床薯上的實(shí)際春裝夾位置傷。(3)附岸加坐標(biāo)系托。為了編游程和加工兩的方便，軟如果還有盆平行于X位,Y,Z陵坐標(biāo)軸的棕坐標(biāo)，有裂時(shí)還需設(shè)背置附加坐毯標(biāo)系，可廢以采用的榨附加坐標(biāo)憂系有:第橋二組U曲,V,浩W坐標(biāo)，鐵第三組P醉,Q,R榜坐標(biāo)。2.幾個(gè)味重要術(shù)語(1)至機(jī)床原聯(lián)點(diǎn)。機(jī)默床原點(diǎn)并又稱為愛機(jī)械原夜點(diǎn)，是栗機(jī)床坐準(zhǔn)標(biāo)系的貝原點(diǎn)。剝該點(diǎn)是四機(jī)床上適一個(gè)固驕定的點(diǎn)謎，其位喊置是由胳機(jī)床設(shè)巧計(jì)和制跡造單位坑確定的協(xié).上-頁下-頁返回1.2慘數(shù)控加工劣工藝設(shè)計(jì)猜10(2)機(jī)順床參考點(diǎn)您。機(jī)床參槍考點(diǎn)是機(jī)康床上的一宣個(gè)固定點(diǎn)蛋，用于對蹲機(jī)床工作眼臺、滑板欲與刀具相糕對運(yùn)動的退測量系統(tǒng)贊進(jìn)行標(biāo)定碑和控制。個(gè)其位置由欺機(jī)械擋塊女或行程開脅關(guān)來確定謀。機(jī)床參?？键c(diǎn)對機(jī)貧床原點(diǎn)的悉坐標(biāo)是一偵個(gè)已知定游值，也就昂是說，可息以根據(jù)機(jī)殺床參考點(diǎn)悔在機(jī)床坐堵標(biāo)系中的思坐標(biāo)值間懸接確定機(jī)奧床原點(diǎn)的塔位置。一般數(shù)可控車床收、數(shù)控倍銑床的懷機(jī)床原菜點(diǎn)和機(jī)壩床參考壺點(diǎn)位置豈如圖1一1吧0所示(3)冤工件原琴點(diǎn)工件茄坐標(biāo)系將的原點(diǎn)獎稱為工謊件原點(diǎn)扮或編程踩原點(diǎn)工忘件原點(diǎn)崖在工件災(zāi)上的位耽置雖可慢任意選標(biāo)擇以利削于編程執(zhí)，但一坐般應(yīng)遵革循的原爆則有:上-頁下-頁返回1.叛2數(shù)控陶加工工嚴(yán)藝設(shè)計(jì)①工件原慶點(diǎn)選在工速件圖樣的礎(chǔ)設(shè)計(jì)基準(zhǔn)舅或工藝基纖準(zhǔn)上，②張工件原點(diǎn)選盡量選在末尺寸精度倦高、粗糙悔度值低的討工件表面攔上。③工字件原點(diǎn)最條好選在工圈件的對稱質(zhì)中心上。身①要便于攻測量和檢鈔驗(yàn)。(4)絕循對坐標(biāo)與拆相對坐標(biāo)使。絕對坐章標(biāo)是指所隔有點(diǎn)的坐柱標(biāo)值都是書相對于坐基標(biāo)原點(diǎn)計(jì)程量的;相鈔對坐標(biāo)又刻叫增量坐周標(biāo)，是指跑運(yùn)動終點(diǎn)拉的坐標(biāo)值依是以前一鄭個(gè)點(diǎn)的坐盞標(biāo)作為起絹點(diǎn)來計(jì)量光的。在數(shù)泰控程序中規(guī)絕對坐標(biāo)餐與相對坐戴標(biāo)可單獨(dú)房誠使用，也居可在不同枕程序段上萌交又使用院，數(shù)控車鐵床上還可鉆以在同一衣程序段中晃混合使用驚，使用原頭則主要是?？茨姆N方攜式編程更鼓方便。上-頁下-頁返回1.添2數(shù)控忌加工工恐藝設(shè)計(jì)(5)對科刀與對刀