数控程序编制的工艺处理.ppt

1、NUAA南 航Xiang Huang数控编程数控编程第三讲第三讲数控程序编制的工艺处理数控程序编制的工艺处理 黄黄 翔翔 教 授南京航空航天大学2022/11/10NUAA南 航Xiang Huang数控机床的加工工艺与通用机床的加工工艺有许多相同之处，数控机床的加工工艺与通用机床的加工工艺有许多相同之处，但在数控机床上加工零件比通用机床加工零件的工艺规程要但在数控机床上加工零件比通用机床加工零件的工艺规程要复杂得多。在数控编程前要对所加工的零件进行工艺过程分复杂得多。在数控编程前要对所加工的零件进行工艺过程分析。工艺过程分析的基本内容是拟定加工方案，确定加工机析。工艺过程分析的基本内容是拟定

2、加工方案，确定加工机床、加工路线和加工内容，选择合适的刀具和切削用量，确床、加工路线和加工内容，选择合适的刀具和切削用量，确定合适的装夹方法甚至设计夹具等。在编程中，还需要进行定合适的装夹方法甚至设计夹具等。在编程中，还需要进行数学处理、误差分析等，对一些特殊的工艺问题（如对刀点、数学处理、误差分析等，对一些特殊的工艺问题（如对刀点、刀具轨迹路线设计等）也应作一些处理，因此，在编程中工刀具轨迹路线设计等）也应作一些处理，因此，在编程中工艺分析处理是数控加工的关键工作。这就要求程序设计人员艺分析处理是数控加工的关键工作。这就要求程序设计人员具有多方面的知识基础，合格的程序员首先是一个合格的工具有

3、多方面的知识基础，合格的程序员首先是一个合格的工艺人员，否则就无法做到全面周到地考虑零件加工的全过程，艺人员，否则就无法做到全面周到地考虑零件加工的全过程，以及正确、合理地编制零件的加工程序。以及正确、合理地编制零件的加工程序。数控程序编制的工艺处理数控程序编制的工艺处理 2022/11/10NUAA南 航Xiang Huang数控加工的工艺设计特点数控加工的工艺设计特点 工艺设计是对工件进行数控加工的前期工艺准备工作，在程工艺设计是对工件进行数控加工的前期工艺准备工作，在程序编制工作前完成。工艺设计方案是数控编程的依据。工艺设计序编制工作前完成。工艺设计方案是数控编程的依据。工艺设计方案直接

4、影响数控加工，是数控加工成败的关键。不合理的工艺方案直接影响数控加工，是数控加工成败的关键。不合理的工艺设计方案，往往会成倍增加数控加工时间，增加数控加工成本，设计方案，往往会成倍增加数控加工时间，增加数控加工成本，影响加工件质量，甚至导致加工的失败。因此，程编人员一定要影响加工件质量，甚至导致加工的失败。因此，程编人员一定要设计好工艺设计方案，多与操作人员商量，确定合理的加工方案。设计好工艺设计方案，多与操作人员商量，确定合理的加工方案。在普通机床上加工零件时，是用工艺规程、工艺卡片来规定在普通机床上加工零件时，是用工艺规程、工艺卡片来规定每道工序的操作程序，操作人员按规定的步骤加工零件。而

5、在数每道工序的操作程序，操作人员按规定的步骤加工零件。而在数控机床上加工零件时，除了用工艺规程、工艺卡片来规定操作人控机床上加工零件时，除了用工艺规程、工艺卡片来规定操作人员的操作步骤外，还要根据这些工艺过程、工艺参数和零件几何员的操作步骤外，还要根据这些工艺过程、工艺参数和零件几何形状等确定刀轨路线，也就是编写数控加工程序并输入到数控机形状等确定刀轨路线，也就是编写数控加工程序并输入到数控机床的控制系统用以控制驱动机床加工。床的控制系统用以控制驱动机床加工。数控加工的工艺设计特点数控加工的工艺设计特点2022/11/10NUAA南 航Xiang Huang数控机床加工与普通机床加工有很大的相

6、似之处，但普通机床数控机床加工与普通机床加工有很大的相似之处，但普通机床是通过操作工来控制刀具的运动轨迹，而数控加工的整个过程是通过操作工来控制刀具的运动轨迹，而数控加工的整个过程是由程序控制执行的，因而数控加工又有其特点：是由程序控制执行的，因而数控加工又有其特点：（1）数控加工的工序内容比普通机床加工的工序内容复杂，往）数控加工的工序内容比普通机床加工的工序内容复杂，往往用于复杂的零件（工序）的加工，甚至是在普通机床上难以往用于复杂的零件（工序）的加工，甚至是在普通机床上难以完成的工序（如复杂曲面的加工）；完成的工序（如复杂曲面的加工）；（2）数控机床加工程序的编制比普通机床工艺规程的编制

7、复杂。）数控机床加工程序的编制比普通机床工艺规程的编制复杂。在普通机床的加工工艺中不必考虑的问题，如工序内工步的安在普通机床的加工工艺中不必考虑的问题，如工序内工步的安排、对刀点、换刀点及走刀路线的确定等问题，在编制数控机排、对刀点、换刀点及走刀路线的确定等问题，在编制数控机床加工工艺时却不能忽略；床加工工艺时却不能忽略；（3）数控加工也往往应用于自动化程度较高的场合，如数控加）数控加工也往往应用于自动化程度较高的场合，如数控加工是柔性制造系统（工是柔性制造系统（FMS）的重要组成环节。的重要组成环节。数控加工的工艺设计特点数控加工的工艺设计特点2022/11/10NUAA南 航Xiang H

8、uang数控加工工艺的主要内容数控加工工艺的主要内容 数控加工工艺的主要内容数控加工工艺的主要内容（1）选择并决定零件适合在数控机床上加工的内容；）选择并决定零件适合在数控机床上加工的内容；（2）对零件进行数控加工工艺性分析，明确数控加工内容及）对零件进行数控加工工艺性分析，明确数控加工内容及要求；要求；（3）设计加工工序，包括选择刀具、定位方式的确定、装夹）设计加工工序，包括选择刀具、定位方式的确定、装夹方式、夹具的选择设计及切削用量等工艺参数的确定；方式、夹具的选择设计及切削用量等工艺参数的确定；（4）特殊的工艺问题的处理，如对刀点、换刀点确定，刀具）特殊的工艺问题的处理，如对刀点、换刀点

9、确定，刀具补偿，分配加工误差等；补偿，分配加工误差等；（5）刀轨路线及相应参数的确定；）刀轨路线及相应参数的确定；（6）工艺文件的编制。）工艺文件的编制。2022/11/10NUAA南 航Xiang Huang零件的加工工艺性分析零件的加工工艺性分析 零件的加工工艺性分析零件的加工工艺性分析(1)数控加工内容的确定数控加工内容的确定选选择择需需要要进进行行数数控控加加工工的的内内容容和和工工序序，一一般般需需要要考考虑虑：通通用用机机床床无无法法加加工工的的内内容容应应作作为为优优先先进进行行数数控控加加工工的的内内容容；通通用用机机床床难难加加工工，质质量量也也难难以以保保证证的的内内容容应

10、应作作为为重重点点选选择择进进行行数数控控加加工工的的内内容容；通通用用机机床床加加工工效效率率低低，手手工工操操作作劳劳动动强强度度大大、质质量量不不稳稳定的内容定的内容;不宜选择采用数控加工：不宜选择采用数控加工：（1 1）需要通过较长时间占机调整的加工内容，如：以毛坯的粗基准）需要通过较长时间占机调整的加工内容，如：以毛坯的粗基准定位来加工第一个精基准的工序等。定位来加工第一个精基准的工序等。（2 2）按专用工装协调的孔及其它适合用模拟量传递的加工内容或者）按专用工装协调的孔及其它适合用模拟量传递的加工内容或者按某些特定的制造依据（如：样板、样件、模胎等）加工的型面按某些特定的制造依据（

11、如：样板、样件、模胎等）加工的型面轮廓。主要原因是采集编程用的数据有困难，易与检验依据发生轮廓。主要原因是采集编程用的数据有困难，易与检验依据发生矛盾，增加编程难度，在航空等领域中这类问题经常遇到。矛盾，增加编程难度，在航空等领域中这类问题经常遇到。（3 3）不能在一次安装中加工完成的其它零星部位）不能在一次安装中加工完成的其它零星部位,可安排通用机床补可安排通用机床补加工。加工。2022/11/10NUAA南 航Xiang Huang(2)零件图上尺寸标注应适合数控加工的特点零件图上尺寸标注应适合数控加工的特点 零件图样上尺寸数据的标注原则零件图样上尺寸数据的标注原则:以同一基准标注尺寸或直

12、接给出坐标值对数控加工编以同一基准标注尺寸或直接给出坐标值对数控加工编程来说特别合适。这种标注法，既便于编程，也便于程来说特别合适。这种标注法，既便于编程，也便于尺寸之间的相互协调，在保持设计、工艺、检测基准尺寸之间的相互协调，在保持设计、工艺、检测基准与编程原点设置的一致性方面带来很大方便。与编程原点设置的一致性方面带来很大方便。零件的加工工艺性分析零件的加工工艺性分析 2022/11/10NUAA南 航Xiang Huang零件尺寸公差带的调整零件尺寸公差带的调整零件在用同一把铣刀、同一个刀具半径补偿值编程加工时，由零件在用同一把铣刀、同一个刀具半径补偿值编程加工时，由于零件轮廓各处尺寸公

13、差带不同，就很难同时保证各处尺寸在于零件轮廓各处尺寸公差带不同，就很难同时保证各处尺寸在尺寸公差范围内。采取的方法是：兼顾各处尺寸公差，在编程尺寸公差范围内。采取的方法是：兼顾各处尺寸公差，在编程计算时，改变轮廓尺寸并移动公差带，改为对称公差，采用同计算时，改变轮廓尺寸并移动公差带，改为对称公差，采用同一把铣刀和同一个刀具半径补偿值加工一把铣刀和同一个刀具半径补偿值加工 零件的加工工艺性分析零件的加工工艺性分析 2022/11/10NUAA南 航Xiang Huang构成零件轮廓的几何元素应全约束构成零件轮廓的几何元素应全约束 由于零件设计人员在设计过程中考虑不周，常常由于零件设计人员在设计过

14、程中考虑不周，常常遇到构成零件轮廓的几何元素的条件不充分（欠遇到构成零件轮廓的几何元素的条件不充分（欠约束）、相互矛盾（过约束）或模糊不清。如：约束）、相互矛盾（过约束）或模糊不清。如：圆弧与直线、圆弧与圆弧到底是相切还是相交，圆弧与直线、圆弧与圆弧到底是相切还是相交，含糊不清；因为在自动编程时要对构成轮廓的所含糊不清；因为在自动编程时要对构成轮廓的所有几何元素进行定义，手工编程时要计算出每一有几何元素进行定义，手工编程时要计算出每一个节点坐标，无论哪一点不明确或不确定，编程个节点坐标，无论哪一点不明确或不确定，编程都无法进行。如果提供的是零件的三维数模，就都无法进行。如果提供的是零件的三维数

15、模，就不存在这个问题。不存在这个问题。零件的加工工艺性分析零件的加工工艺性分析 2022/11/10NUAA南 航Xiang Huang 审查与分析定位基准的可靠性审查与分析定位基准的可靠性定位基准对数控加工十分重要，在零件重新装夹的情况下，采定位基准对数控加工十分重要，在零件重新装夹的情况下，采用同一基准定位十分必要，否则很难保证两次定位安装加工后用同一基准定位十分必要，否则很难保证两次定位安装加工后两个面上的轮廓位置及尺寸协调，所以，如零件本身有合适的两个面上的轮廓位置及尺寸协调，所以，如零件本身有合适的孔，最好用它来做定位基准孔，即使零件上没有合适的孔，也孔，最好用它来做定位基准孔，即使

16、零件上没有合适的孔，也要想法专门设置工艺孔作为定位基准。如零件上无法做出工艺要想法专门设置工艺孔作为定位基准。如零件上无法做出工艺孔也可以考虑以零件轮廓的基准边定位或毛坯上增加工艺凸耳，孔也可以考虑以零件轮廓的基准边定位或毛坯上增加工艺凸耳，打出工艺孔，完成定位加工后再去除的方法，当然定位基准也打出工艺孔，完成定位加工后再去除的方法，当然定位基准也可以设置在夹具上。可以设置在夹具上。零件的加工工艺性分析零件的加工工艺性分析 2022/11/10NUAA南 航Xiang Huang3 数控加工零件的结构数控加工零件的结构工艺性工艺性（1）数控加工零件建议使）数控加工零件建议使用规范化设计结构和规格用规范化设计结构和规格尺寸，这样可以减少刀具尺寸，这样可以减少刀具规格和换刀次数规格和换刀次数（2）统一内壁圆弧的尺寸）统一内壁圆弧的尺寸（a）内槽圆角的大小决定）内槽圆角的大小决定着刀具直径的大小，因而着刀具直径的大小，因而内槽圆角半径不应过小。内槽圆角半径不应过小。（a a）较大的内槽圆角）较大的内槽圆角 （b b）较小的内槽圆角）较小的内槽圆角 数控加工工艺性比较零件的加工工艺性分析零件的