第二章數(shù)控機床編程2課件

數(shù)控加工工藝基礎(chǔ)無論是普通加工還是數(shù)控加工，手工編程還是自動編程，首先遇到的是工藝處理問題。在編程前，必須對所加工的零件進行工藝分析，擬定加工方案，選擇合適的刀具和夾具，確定切削用量。在編程中，還需進行工藝處理，如確定對刀點等。因此，數(shù)控機床程序編制中的工藝處理是一項十分重要的工作。數(shù)控加工工藝分析的特點數(shù)控機床加工程序的編制比普通機床的工藝編制更為復雜。在用通用機床加工時，許多具體的工藝問題，如工步的劃分、對刀點、換刀點、走刀路線等在很大程度上都是由操作工人根據(jù)自己的經(jīng)驗和習慣自行考慮、決定的，一般無須工藝人員在設(shè)計工藝規(guī)程時作過多的規(guī)定。而在數(shù)控加工時，上述這些具體工藝問題，不僅成為數(shù)控工藝處理時必須認真考慮的內(nèi)容，而且還必須正確地選擇并編人加工程序中。換言之，本來是由操作工人在加工中靈活掌握并可通過適時調(diào)整來處理的許多工藝問題，在數(shù)控加工時就轉(zhuǎn)變成為編程人員必須事先具體設(shè)計和具體安排的內(nèi)容。數(shù)控加工的工藝處理相當嚴密。數(shù)控機床雖然自動化程度較高，但自適性差。它不可能對加工中出現(xiàn)的問題自由地進行人為調(diào)整，盡管現(xiàn)代數(shù)控機床在自適應調(diào)整方面作了不少改進，但自由度還是不大。因此，在進行數(shù)控加工的工藝處理時，必須注意到加工過程中的每一個細節(jié)，考慮要十分嚴密。所以，編程人員不僅必須具備較扎實的工藝基礎(chǔ)知識和較豐富的工藝設(shè)計經(jīng)驗，而且必須具有嚴細踏實的工作作風。數(shù)控加工工藝的主要內(nèi)容

選擇并確定適合進行數(shù)控加工的零件及加工內(nèi)容；對被加工零件的圖紙進行數(shù)控工藝分析，明確加工內(nèi)容和技術(shù)要求；確定零件的加工方案，劃分和安排加工工序；具體設(shè)計數(shù)控加工工序。如工步的劃分、零件的定位、夾具與刀具的選擇、切削用量的確定等；處理特殊的工藝問題，如對刀點、換刀點確定，加工路線確定，刀具補償，分配加工誤差等；處理數(shù)控機床上部分工藝指令，編制工藝文件。數(shù)控加工的工藝分析數(shù)控加工內(nèi)容的選擇

形狀復雜，加工精度要求高，用通用機床無法加工或雖然能加工但很難保證產(chǎn)品質(zhì)量的零件；零件上的曲線、曲面輪廓，特別是由數(shù)學表達式描繪的復雜曲線或曲面輪廓；具有難測量、難控制進給、難控制尺寸的不開敞內(nèi)腔的殼體或盒型零件；必須在一次裝夾中合并完成銑、鏜、锪、鉸或攻螺紋等多工序的零件；在通用機床上加工時極易受人為因素(如情緒波動、體力強弱、技術(shù)水平高低等)干擾，零件價值又高，一旦質(zhì)量失控便造成重大經(jīng)濟損失的零件；在通用機床上加工時必須制造復雜的專用工裝的零件，或需要作長時間調(diào)整的零件；尺寸精度和相互位置精度要求較高的零件；采用數(shù)控加工能成倍提高生產(chǎn)率，大大減輕體力勞動強度的一般加工內(nèi)容。零件加工工藝性零件圖樣尺寸的正確標注由于加工程序是以準確的坐標點來編制的，因此，各圖形幾何要素間的相互關(guān)系（如相切、相交、垂直和平行等）應明確，各種幾何要素的條件要充分，應無引起矛盾的多余尺寸或影響工序安排的封閉尺寸等。以同一基準引注尺寸或直接給出坐標尺寸，這種標注法最能適應數(shù)控加工的特點。它既便于編程，也便于尺寸之間的相互協(xié)調(diào)，在保持設(shè)計、工藝、檢測基準與編程原點設(shè)置的一致性方面帶來很大方便。保證基準統(tǒng)一數(shù)控加工應采用統(tǒng)一的基準定位，否則會因工件的重新安裝而導致加工后的兩個面上輪廓位置及尺寸不協(xié)調(diào)現(xiàn)象。例如，正反兩面都采用數(shù)控加工的零件，往往會因為零件的重新安裝而接不好刀，這時，最好用零件上現(xiàn)有的合適的孔作定位基準孔，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。有時還可以考慮在零件輪廓的毛坯上增加工藝凸耳的方法，在凸耳上加工定位孔，在完成加工后再除去。若無法制出工藝孔時，至少也要用經(jīng)過精加工的零件輪廓基準邊定位，以減少兩次裝夾產(chǎn)生的誤差。盡量統(tǒng)一零件輪廓內(nèi)圓弧的有關(guān)尺寸內(nèi)槽圓角的大小決定著刀具直徑的大小，當工件的被加工輪廓高度低，轉(zhuǎn)接圓弧半徑比較大時，可以采用較大直徑的銑刀來加工，減少了加工底板面的次數(shù)，表面加工質(zhì)量也比較好，因此工藝性較好。通常R<0.2H（H為被加工輪廓面的最大高度）時，可以判定零件的該部位工藝性不好。銑削零件底面時，槽底圓角半徑r不應過大。圓角r越大，銑刀端刃銑削平面的能力越差，效率越低，當r大到一定程度時甚至必須用球頭銑刀加工，這是應當避免的。因為銑刀與銑削平面接觸的最大直徑d=D-2r（D為銑刀直徑），當D越大而r越小時，當D越大而r越小時，銑刀端刃銑削平面的面積越大，加工平面的能力越強，工藝性當然也越好。毛坯結(jié)構(gòu)工藝性毛坯的加工余量應充足和盡量均勻；要分析毛坯的裝夾適應性，主要是毛坯在加工時定位和夾緊的可靠性與方便性，以便在一次裝夾中加工出盡量多的表面。對于不便裝夾的毛坯，可考慮在毛坯上另外增加裝夾余量或工藝凸臺、工藝凸耳等輔助基準。對圖樣的工藝性分析與審查，一般是在零件圖樣和毛坯設(shè)計以后進行的，特別是在把原來采用通用機床加工的零件改為數(shù)控加工的情況下，零件設(shè)計都已經(jīng)定型，再根據(jù)數(shù)控加工的特點，對圖樣或毛坯進行較大更改，一般比較困難。因此，一定要把工作重點放在零件圖樣初步設(shè)計與定型設(shè)計之間的工藝性審查與分析上。編程人員不僅要積極參與認真仔細的審查工作，還要與設(shè)計人員密切合作，在不損害零件使用性能的前提下，讓圖樣設(shè)計更多地滿足數(shù)控加工工藝的各種要求。確定工藝路線及加工路線工藝路線的確定

在數(shù)控機床加工零件其工序劃分方法有：刀具集中分序法粗、精加工分序法根據(jù)裝夾定位劃分工序總之，在數(shù)控機床上加工零件，其加工工序的劃分要視加工零件的具體情況具體分析。許多工序的安排是按上述分序方法進行綜合安排的。加工路線的確定

所謂加工路線，就是指數(shù)控機床在加工過程中，刀具運動的軌跡和方向。即刀具從對刀點開始運動起，直至結(jié)束加工所經(jīng)過的路徑，包括切削加工的路徑及刀具引入、返回等非切削空行程。每道工序加工路線的確定是非常重要的，因為它與零件的加工精度和表面粗糙度密切相關(guān)。加工路線的確定應考慮以下幾點：對點位加工的數(shù)控機床，如鉆、鏜床，只要求定位精度高，定位過程盡可能快，而刀具相對工件的運動路線無關(guān)緊要，因此要考慮盡可能縮短走刀路線，以減少空程時間。對于位置精度要求較高的孔系加工，特別要注意孔的加工順序的安排，安排不當時，就有可能將沿坐標軸的反向間隙帶入，直接影響位置精度。在車削和銑削零件時，應盡量避免徑向切入和切出，而應沿零件的切向切入和切出。銑削曲面時，常用球頭刀采用行切法進行加工，即刀具與零件輪廓的切點軌跡是一行一行的，行間距按零件加工精度要求而確定。對于邊界敞開的曲面可采用兩種加工路線，如圖所示為發(fā)動機葉片，當采用左圖的加工方案時，每次沿直線加工，刀位點計算簡單，程序少，加工過程符合直紋面的形成，可以準確保證母線的直線度。當采用右圖的加工方案時，符合這類零件數(shù)據(jù)給出情況，便于加工后檢驗，葉形的準確度高，但程序較多。由于曲面零件的邊界是敞開的，沒有其它表面限制，所以曲面邊界可以延伸，球頭刀應由邊界外開始加工。對刀點與換刀點的確定

“對刀點”是指數(shù)控加工時，刀具相對工件運動的起點，這個起點也是編程時程序的起點，因此“對刀點”也稱“程序起點”或“起刀點”。對刀點選定后，便確定了機床坐標系和零件坐標系的關(guān)系。對刀：就是使“對刀點”與“刀位點”重合的操作。選擇對刀點的原則：

選在零件的設(shè)計基準或工藝基準上，或與之相關(guān)的位置上。選在對刀方便，便于測量的地方。選在便于坐標計算的地方對刀點可以選在工件上(如工件上的設(shè)計基準或定位基準)，也可選在夾具或機床上(夾具或機床上設(shè)相應的對刀裝置)。若對刀點選擇在夾具或機床上，則必須與工件的定位基準有一定的尺寸聯(lián)系，以保證機床坐標系與工件坐標系的關(guān)系。對于采用增量編程坐標系統(tǒng)的數(shù)控機床，對刀點可選在零件孔的中心上、夾具上的專用對刀孔上或兩垂直平面(定位基面)的交線(即工件零點)上，但所選的對刀點必須與工件定位基準有一定的坐標尺寸關(guān)系，這樣才能確定機床坐標系與工件坐標系的關(guān)系。對于采用絕對編程坐標系統(tǒng)的數(shù)控機床，對刀點可選在機床坐標系的機床零點上或距機床零點有確定坐標尺寸關(guān)系的點上。因為數(shù)控裝置可用指令控制自動返回參考點(即機床零點)，不需人工對刀。但在安裝零件時，工件坐標系與機床坐標系必須要有確定的尺寸關(guān)系對刀時，應使刀位點與對刀點重合?！暗段稽c”是指車刀、鏜刀的刀尖；鉆頭的鉆尖，立銑刀、端面銑刀刀頭底面的中心；球頭銑刀的球頭中心。對刀點不僅是程序的起點，往往也是程序的終點。因此在批量生產(chǎn)中，要考慮對刀點的重復定位精度。一般情況下，刀具在加工一段時間后或每次起動機床時，都要進行一次刀具回機床原點或參考點的操作，以減少對刀點累積誤差的產(chǎn)生。對多刀數(shù)控機床，換刀時，還要考慮換刀點的設(shè)置。為避免加工過程中換刀時刀具與工件、夾具、機床發(fā)生碰撞現(xiàn)象的發(fā)生，換刀點應設(shè)置在工件外合適的位置。數(shù)控車床常用的對刀方法有三種：試切對刀、機械對刀儀對刀（接觸式）、光學對刀儀對刀（非接觸式）。

MOV13對刀1.試切對刀

2.機械對刀儀對刀

3.光學對刀儀對刀刀具及切削用量的選擇刀具的選擇

選擇數(shù)控機床用刀具時，通常要考慮機床的加工能力、工序內(nèi)容、工件材料等因素。一般說，數(shù)控機床用刀具應具有較高的壽命和剛度，刀具材料抗脆性好，有良好的斷屑性能和尺寸穩(wěn)定、安裝調(diào)整方便等特點。選取刀具時，要使刀具的類型和尺寸與工件表面形狀和尺寸相適應。加工較大的平面應選擇面銑刀；加工凹槽、較小的臺階面及平面輪廓應選擇立銑刀；加工空間曲面、模具型腔或凸模成形表面等多用球頭銑刀；加工封閉的鍵槽選擇鍵槽銑刀；加工變斜角零件的變斜角面應選用鼓形銑刀；加工各種直的或圓弧形凹槽、斜角面、特殊孔等應選用成形銑刀。根據(jù)不同的加工材料和加工精度要求，應選擇不同參數(shù)的刀具進行加工。在加工中心上，各種刀具分別裝在刀庫上，按程序規(guī)定隨時進行選刀和換刀工作，因此，必須有一套連接普通刀具的接桿，以便使鉆、鏜、擴、鉸削等工序用的標準刀具，迅速、準確地裝到機床主軸或刀庫上去。目前我國的加工中心采用TSG工具系統(tǒng)，其柄部有直柄（三種規(guī)格）和錐柄（四種規(guī)格）兩種，共包括16種不同用途的刀具。

數(shù)控車床常用刀具及選擇

在數(shù)控車床上使用的刀具有外圓車刀、鉆頭、鏜刀、切斷刀、螺紋加工刀具等，其中以外圓車刀、鏜刀、鉆頭最為常用。

1.數(shù)控車床常用刀具

外圓車刀

內(nèi)孔車刀

螺紋車刀

切斷（槽）車刀

刀柄

1.刀柄的作用

整體式模塊式

HSK刀柄

球頭銑刀銑削參數(shù)

機夾式環(huán)形銑刀

加工形狀與銑刀的選擇切削用量的確定

切削用量是指主軸轉(zhuǎn)速（切削速度）、進結(jié)速度和背吃刀量。編程時程序員要將切削用量各參數(shù)編入程序或者在加工前預先調(diào)整好機床的轉(zhuǎn)速。合理選擇切削用量的原則是：粗加工時，一般以提高生產(chǎn)率為主，但也應考慮經(jīng)濟性和加工成本；半精加工和精加工時，應在保證加工質(zhì)量的前提下，兼顧切削效率、經(jīng)濟性和加工成本。切削用量各參數(shù)的具體數(shù)值應根據(jù)機床說明書、手冊中的有關(guān)規(guī)定來進行或根據(jù)經(jīng)驗采用類比法來確定。進結(jié)速度主要受工件的加工精度、表面粗糙度和刀具、工件材料的影響，最大進給速度還受到機床剛度和進給系統(tǒng)性能的制約。在加工精度、表面租糙度質(zhì)量要求高時，進給速度值應取小一些，一般在20~50mm／min范圍內(nèi)選取。

2.刀具選擇根據(jù)數(shù)控車床回轉(zhuǎn)刀架的刀具安裝尺寸、工件材料、加工類型、加工要求及加工條件從刀具樣本中查表確定。在輪廓加工中，在接近拐角處應適當降低進給量，以克服由于慣性或工藝系統(tǒng)變形在輪廓拐角處造成“超程”或“欠程”現(xiàn)象。背吃刀置的確定主要受機床、夾具、刀具、工件組成的工藝系統(tǒng)剛度的影響。在系統(tǒng)剛度允許的情況下．盡量選擇背吃刀量等于加工余量，以減少加工次數(shù)、提高加工效率。對加工精度和表面粗糙度質(zhì)量要求較高的工件．應留一點兒加工余量，最后進行精加工。勞動創(chuàng)造財富，安全帶來幸福。7月-237月-23Friday,July21,2023上崗安全忘一旁，好比身后藏只狼。18:34:1318:34:1318:347/21/20236:34:13PM努力推行QCC，工作不會苦兮兮。7月-2318:34:1318:34Jul-2321-Jul-23只有勇于承擔責任，才能承擔更大的責任。18:34:1318:34:1318:34Friday,July21,2023劣品標識加隔離，退料重要處理易。7月-237月-2318:34:1318:34:13July21,2023寧繞百丈遠，不冒一步險。2023年7月21日6:34下午7月-237月-23安全保健康，千金及不上。21七月20236:34:13下午18:34:137月-23服務客戶，播種金錢，增加信任，穩(wěn)定續(xù)收。七月236:34下午7月-2318:3