数控机床及应用课件第七章张立仁.ppt

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第章第章数控加工工艺及编程数控加工工艺及编程nn学习目标nn71工艺处理nn72程序编制nn本章小结nn思考题学习目标学习目标nn掌握数控机床加工工艺方案的制定、工艺文件的准备、加工程序的编制、填写及校验。

图图7.1数控加工图纸的标注数控加工图纸的标注图图7.2数控加工工艺性对比数控加工工艺性对比图图7.3工件（夹具）的安装与定位工件（夹具）的安装与定位a）侧面定位b）中心孔定位c）中央T型槽定位d）基准槽定位e）基准销孔定位图图7.4现代数控车刀的主要构成部件现代数控车刀的主要构成部件图图7.5上压式紧固系统结构图上压式紧固系统结构图图图7.6数控机床用的立铣刀数控机床用的立铣刀a）轴向加工立铣刀b）非等距立铣刀刀柄c）加强刚度的立铣刀图图7.7镶三面刃机夹钻头镶三面刃机夹钻头图图7.8划窝钻孔加工划窝钻孔加工图图7.9阶梯式钻头阶梯式钻头图图7.10高效率扁钻高效率扁钻图图7.11精镗微调刀杆系统结构精镗微调刀杆系统结构图图7.12双刃机夹镗刀双刃机夹镗刀图图7.13可调双刃镗刀可调双刃镗刀图图7.14螺头式丝锥和螺旋式丝锥螺头式丝锥和螺旋式丝锥a）螺头式丝锥b）螺旋式丝锥图图7.15镗孔加工示意图镗孔加工示意图图图7.16镗孔加工路线示意图镗孔加工路线示意图图图7.17铣削外圆时加工路线图铣削外圆时加工路线图图图7.18铣削内圆时加工路线图铣削内圆时加工路线图图图7.19钻孔的切入与切出钻孔的切入与切出图图7.20平面轮廓加工的工艺处理平面轮廓加工的工艺处理图图7.21曲面加工的行切法曲面加工的行切法图图7.22曲面加工的阶梯法曲面加工的阶梯法图图7.23调头镗加工示意图调头镗加工示意图图图7.24穿孔纸带孔的尺寸与位置穿孔纸带孔的尺寸与位置图图7.25ISO和和EIA两种穿孔带两种穿孔带图图7.26椭圆槽加工椭圆槽加工图图7.27笛卡尔右手直角坐标系笛卡尔右手直角坐标系图图7.28工件与机床运动方向工件与机床运动方向如图如图7.29机床坐标系机床坐标系图图7.30工件坐标系的选择图工件坐标系的选择图图图7.31绝对坐标及增量坐标绝对坐标及增量坐标图图7.32设定工件坐标系设定工件坐标系图图7.33G00的运动方式的运动方式图图7.34直线插补运动直线插补运动图图7.35圆弧插补补圆弧插补补图图7.36半径编程半径编程图图7.37程序校验的内容程序校验的内容图图7.38编程系统的一般处理过程编程系统的一般处理过程图图7.39图形输入方式图形输入方式71工艺处理工艺处理nn7.1.1数控加工工艺的基本特点数控加工工艺的基本特点nn7.1.2数控加工工艺的主要内容数控加工工艺的主要内容nn7.1.3数控加工的工艺分析数控加工的工艺分析nn7.1.4加工内容及工艺路线的确定加工内容及工艺路线的确定nn7.1.5数控加工的工艺处理数控加工的工艺处理（典型加工工序（典型加工工序的工艺处理）的工艺处理）nn7.1.6数控加工工艺文件数控加工工艺文件7.1.1数控加工工艺的基本特点nn数控机床不同于普通机床，加工工艺的基本特点如下：

数控机床不同于普通机床，加工工艺的基本特点如下：

nn11、受控于程序指令，加工的全过程都是按程序指令自动、受控于程序指令，加工的全过程都是按程序指令自动进行的。

进行的。

nn22、加工程序不仅要包括零件的工艺过程，而且还要包括、加工程序不仅要包括零件的工艺过程，而且还要包括切削用量，走刀路线，刀具尺寸以及机床的运动过程。

切削用量，走刀路线，刀具尺寸以及机床的运动过程。

7.1.2数控加工工艺的主要内容nn概括起来数控加工工艺主要包括如下内容：

概括起来数控加工工艺主要包括如下内容：

nn11）选择适合在数控机床上加工的零件，确定工序内容。

）选择适合在数控机床上加工的零件，确定工序内容。

nn22）分析被加工零件的图纸，明确加工内容及技术要求。

）分析被加工零件的图纸，明确加工内容及技术要求。

nn33）确定零件的加工方案，制定数控加工工艺路线。

）确定零件的加工方案，制定数控加工工艺路线。

nn44）加工工序的设计。

）加工工序的设计。

nn55）数控加工程序的调整。

选取对刀点和换刀点、确定刀）数控加工程序的调整。

选取对刀点和换刀点、确定刀具补偿、确定加工路线。

具补偿、确定加工路线。

nn66）分配数控加工中的容差。

）分配数控加工中的容差。

nn77）处理数控机床上的部分工艺指令。

）处理数控机床上的部分工艺指令。

7.1.3数控加工的工艺分析工艺分析主要从零件数控加工的可能性、程序编制的方便工艺分析主要从零件数控加工的可能性、程序编制的方便性等方面进行。

具体要分析的内容大致有如下性等方面进行。

具体要分析的内容大致有如下77个方面：

个方面：

nn11）零件毛坯的可安装性分析）零件毛坯的可安装性分析nn22）毛坯材质的加工性分析）毛坯材质的加工性分析nn33）刀具运动的可行性分析）刀具运动的可行性分析nn44）加工余量状况的分析）加工余量状况的分析nn55）标注方法分析）标注方法分析常规标注如图常规标注如图7.17.1（aa），坐标标注法），坐标标注法如图如图7.17.1（bb）nn66）构成零件轮廓的几何元素的条件分析）构成零件轮廓的几何元素的条件分析nn77）分析零件结构工艺性是否有利于数控加工，）分析零件结构工艺性是否有利于数控加工，见图见图7.27.2数控数控加工工艺性对比。

加工工艺性对比。

7.1.4加工内容及工艺路线的确定nn通过上述工艺分析并结合零件的技术要求，确定加工内容通过上述工艺分析并结合零件的技术要求，确定加工内容及工艺路线。

加工内容和工艺路线是工艺方案拟定的重要及工艺路线。

加工内容和工艺路线是工艺方案拟定的重要内容之一，它涉及到三个方面的问题：

一是能否在一台数内容之一，它涉及到三个方面的问题：

一是能否在一台数控机床上，经一次装夹就能完成零件图纸中全部的加工内控机床上，经一次装夹就能完成零件图纸中全部的加工内容；二是所确定的工艺路线是否经济合理；三是工艺路线容；二是所确定的工艺路线是否经济合理；三是工艺路线是否能保证最终加工质量。

是否能保证最终加工质量。

nn11、加工内容的确定加工内容的确定加工内容的确定加工内容的确定nn22、数控加工工序划分数控加工工序划分数控加工工序划分数控加工工序划分nn33、加工余量的选择加工余量的选择加工余量的选择加工余量的选择nn44、工件定位与安装的确定工件定位与安装的确定工件定位与安装的确定工件定位与安装的确定nn55、选择数控加工刀具选择数控加工刀具选择数控加工刀具选择数控加工刀具nn66、切削用量的确定切削用量的确定切削用量的确定切削用量的确定nn77、加工路线的确定加工路线的确定加工路线的确定加工路线的确定1、加工内容的确定nn数控机床适于多品种、中小批量的生产，特别适合新产品的试生产。

数控机床适于多品种、中小批量的生产，特别适合新产品的试生产。

数控车床适于回转类的轴类零件和盘类零件的内外表面。

数控车床适于回转类的轴类零件和盘类零件的内外表面。

nn数控镗铣床、立式加工中心，适于箱体、箱盖、板类零件、平面凸轮数控镗铣床、立式加工中心，适于箱体、箱盖、板类零件、平面凸轮等复杂的加工表面。

等复杂的加工表面。

nn三轴联动的立式加工中心可以用来加工叶片和模具的表面。

三轴联动的立式加工中心可以用来加工叶片和模具的表面。

nn卧式加工中心较立式加工中心适宜复杂的箱体零件、曲型零件、泵体、卧式加工中心较立式加工中心适宜复杂的箱体零件、曲型零件、泵体、阀体零件表面。

阀体零件表面。

nn多轴（五轴）联动的数控镗铣床、五面加工中心，可以用来加工复杂多轴（五轴）联动的数控镗铣床、五面加工中心，可以用来加工复杂的曲型面，叶轮螺旋桨以及模具表面。

的曲型面，叶轮螺旋桨以及模具表面。

nn综上分析，最适合在数控机床上加工的内容可归纳如下：

综上分析，最适合在数控机床上加工的内容可归纳如下：

nn11）轮廓形状复杂，加工精度较高的零件表面。

）轮廓形状复杂，加工精度较高的零件表面。

nn22）需要制作复杂的工艺装备、工艺路线过长、工装过多零件表面。

）需要制作复杂的工艺装备、工艺路线过长、工装过多零件表面。

nn33）价值昂贵，加工中不许报废的关键零件表面。

）价值昂贵，加工中不许报废的关键零件表面。

nn44）集铣、钻、镗、扩、铰、攻丝等多种工序于一体的箱体零件。

）集铣、钻、镗、扩、铰、攻丝等多种工序于一体的箱体零件。

2、数控加工工序划分nn在工序划分时要考虑下面在工序划分时要考虑下面33个原则：

个原则：

nn11）按所用刀具划分工序的原则）按所用刀具划分工序的原则nn22）按先粗后精的原则划分加工工序）按先粗后精的原则划分加工工序nn33）按先面后孔的原则划分工序）按先面后孔的原则划分工序3、加工余量的选择nn加工余量泛指毛坯实体尺寸与零件（图纸）尺寸之差。

零加工余量泛指毛坯实体尺寸与零件（图纸）尺寸之差。

零件加工就是把大于零件（图纸）尺寸的毛坯实体加工掉，件加工就是把大于零件（图纸）尺寸的毛坯实体加工掉，使加工后的零件尺寸、精度、表面粗糙度均能符合图纸的使加工后的零件尺寸、精度、表面粗糙度均能符合图纸的要求。

要求。

nn通常要经过粗加工、半精加工和精加工才能达到最终要求。

通常要经过粗加工、半精加工和精加工才能达到最终要求。

nn零件总的加工余量应等于中间工序加工余量之和。

零件总的加工余量应等于中间工序加工余量之和。

nn余量大小可参阅有关切削加工手册。

余量大小可参阅有关切削加工手册。

4、工件定位与安装的确定nn工件定位与安装的确定是工艺设计中不可缺少的环节，对工件定位与安装的确定是工艺设计中不可缺少的环节，对任何加工方法来讲都十分重要，合理地选择工件的定位基任何加工方法来讲都十分重要，合理地选择工件的定位基准和夹压方式是确定工件安装的关键。

准和夹压方式是确定工件安装的关键。

nn在数控镗床、加工中心上钻孔和镗孔，常采用无钻模的悬在数控镗床、加工中心上钻孔和镗孔，常采用无钻模的悬臂式加工。

这种加工方式有利于大量采用组合夹具，只有臂式加工。

这种加工方式有利于大量采用组合夹具，只有特殊的情况下才设计专用夹具。

特殊的情况下才设计专用夹具。

nn无论是采用组合夹具还是专用夹具，一定要充分考虑数控无论是采用组合夹具还是专用夹具，一定要充分考虑数控机床运动的特点，避开夹压点对刀具运动的干涉。

机床运动的特点，避开夹压点对刀具运动的干涉。

nn11）选择合适的定位方式选择合适的定位方式选择合适的定位方式选择合适的定位方式nn22）确定合适的夹紧方式确定合适的夹紧方式确定合适的夹紧方式确定合适的夹紧方式nn33）选择有足够刚性和强度的夹具选择有足够刚性和强度的夹具选择有足够刚性和强度的夹具选择有足够刚性和强度的夹具1）选择合适的定位方式nn加工中心的工作台是夹具和工件定位与安装的基础，但因加工中心的工作台是夹具和工件定位与安装的基础，但因加工中心的形式和工作台的结构差异而有所不同，常见的加工中心的形式和工作台的结构差异而有所不同，常见的有下面有下面55种，参见图种，参见图7.37.3。

nn11、以侧面定位板定位、以侧面定位板定位nn22、以中心孔定位、以中心孔定位nn33、以中央、以中央TT型槽定位型槽定位nn44、以基准槽定位、以基准槽定位nn55、以基准销孔定位、以基准销孔定位2）确定合适的夹紧方式nn考虑夹紧方案时，要注意夹紧力的作用点和方向。

考虑夹紧方案时，要注意夹紧力的作用点和方向。

nn夹紧力应力求通过和靠近中心点上，或在支持点所组成的夹紧力应力求通过和靠近中心点上，或在支持点所组成的三角区之内，应力求靠近切削部位，并在刚性较高的地方，三角区之内，应力求靠近切削部位，并在刚性较高的地方，尽量不要在被加工孔上方进行夹压。

尽量不要在被加工孔上方进行夹压