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1、项目二 数控加工工艺文件的识读,项目二 数控加工工艺文件的识读,2.1.1 工艺,由若干个顺序排列的工序组成的，而工序又可分为安装、工位、工步和走刀。,2.1 基本概念,2.1.1 工艺,在加工表面和加工工具不变的情况下，所连续完成的那一部分工序内容。,一次装夹工件后，工件与夹具或设备的可动部分一起相对刀具或设备的固定部分所占据的每一个位置。,在一个工步内，若被加工表面需切去的金属层很厚，就可分几次切削，每切削一次为一次走刀。,工步,工位,走刀,工艺规程,指导生产的主要技术文件； 组织生产和管理的基本依据； 新建、扩建工厂（车间）的基本资料。,作用,规定产品或零部件制 造工艺过程和操作方 法等
2、的工艺文件。,定义,2.1.2 工艺规程,确定工序尺寸、公差及其技术要求,2.1.3 工艺规程的制订,精度和技术要求分析,零件图纸分析的内容与步骤,加工内容的选择,零件结构工艺分析,零件毛坯的工艺性分析,零件轮廓几何要素分析,2.2 零件图纸分析,2.2.1 加工内容的选择,加工内容,曲线轮廓； 空间曲面； 复杂形状、繁多尺寸； 内外凹槽； 高精度面和孔。,2.2.2 零件结构工艺分析,零件结构,正确标注尺寸； 保证加工精度； 统一相关尺寸； 保证基准统一； 分析变形情况。,2.2.3 零件毛坯的工艺性分析,毛坯的余量充足稳定； 毛坯的余量大小均匀； 毛坯的装夹适应。,2.2.5精度和技术要求
3、分析,精度和技术要求,精度和技术要求齐全合理； 本工序达到的精度； 考虑精度和装夹的要求； 考虑精度和加工参数的关系。,毛坯的工艺性,零件尺寸模糊不清； 零件尺寸缺陷匀； 零件几何条件自相矛盾。,2.2.4 零件轮廓几何要素分析,轮廓几何要素,任务二、数控刀具装调,学习目标： 1、熟悉常见的数控刀具的种类 2、了解数控刀具的结构 3、熟悉数控刀具的材料,一、数控刀具的特点 1.要有高的切削效率 2.要有高的精度和重复定位精度 3.要有高的可靠性和耐用度,二、数控刀具的种类 1.按照结构分类 整体式：钻头、立铣刀等 镶嵌式 机夹可转位式 内冷式 减振式 机夹可转位刀具得到广泛应用，数量上已达到整
4、个数控刀具的30%40%，金属切除率占总数的80%90%,1.按加工工艺分类 车削刀具 铣削刀具 钻削刀具 镗削刀具,外圆车刀,内孔车刀,螺纹车刀,1、车削刀具：外圆、内孔、螺纹、成形车刀等,面铣刀,方肩 铣刀,仿形 铣刀,三面刃和 螺纹铣刀,整体硬质 合金铣刀,铣削刀具：面铣刀、立铣刀、螺纹铣刀等,铰刀,钻头,丝锥,钻削刀具：钻头、铰刀、丝锥等,粗镗刀,精镗刀,镗削刀具：粗镗刀、精镗刀等,三、数控刀具的结构 1.要有高的切削效率 2.要有高的精度和重复定位精度 3.要有高的可靠性和耐用度,四、数控刀具材料,1.数控刀具材料应具有的特性 一、高的硬度和耐磨性 二、足够的强度和韧性 三、良好的耐
5、执性和导热性 四、良好的工艺性 五、经济性,数控刀具的材料,高速钢,钨钴类,钨钛钴类,Mo系高速钢,W系高速钢,硬质合金,钨钛钽（铌）钴类,陶瓷,纯氧化铝类（白色陶瓷）,TiC添加类（黑色陶瓷）,立方碳化硼,聚晶金刚石,2.数控刀具材料的种类,高速钢 高速钢是指含较多钨、铬、钼、钒等合金元素的高合金工具钢。 硬质合金 硬质合金是由高硬度、高熔点的金属碳化物（WC、TIC、TAC、NBC等）和金属黏结剂（CO、NI、MO等）用粉末冶金的方法制成的。,陶瓷 陶瓷材料的主要成分是AL2O3。高压下行形成，在高温下烧结形成的。 优点：硬度高 (90-95 HRA ),耐磨性好,耐热性高,摩擦因数小,化
6、学稳定 性好。 缺点：脆性大 ,抗弯强度低不能承受冲击负荷。,金刚石 金刚石分为天然和人造两种，人造金刚石是高温、高压下有石墨转化成的，价格相对较低,应用较广。 优点：最硬物质。耐磨性很好, 摩擦因数是目前所有刀具材料中最小的。 缺点：金刚石耐热性较差, 在700800 时, 将产生碳化, 抗弯强度低, 脆性大, 与铁有很强的化学亲和力, 工艺性差。,立方氮化硼 由软的六方氮化硼在高温、高压条件下加入催化剂转变而成. 优点：耐磨性好, 耐热性高 ( 1 400 ) , 摩擦因数小,与铁系金属在 (1 200 1300 ) 时还不易起化学反应。 缺点：高温下与水 易发生化学反应。,2. 3 尺寸
7、链: 2.3.1 概念 在零件加工或机器装配过程中，由互相联系的尺寸按一定顺序首尾相接排列而成的封闭尺寸组。 2.3.2 组成 a 封闭环 在装配或加工过程最终被间接保证精度的尺寸称为封闭环。 b 增环 若其他尺寸不变，那些本身增大而封闭环也增大的尺寸称为增环。 c 减环 若其他尺寸不变，那些本身增大而封闭环也增大的尺寸称为增环。 2.3.3 主要特征 a 封闭性 由有关尺寸首尾相接而形成。 b 关联性 有一个间接保证精度的尺寸，受其他直接保证精度尺寸的支配，彼此间有确定的函数关系。,2.3 尺寸链: 2.3.4 关系示意图,2.3 尺寸链: 2.3.5 概念示例 下图示工件如先以A面定位加工
8、C面，得尺寸A1然后再以A面定位用调整法加工台阶面B，得尺寸A2，要求保证B面与C面间尺寸A0；A1、A2和A0这三个尺寸构成了一个封闭尺寸组，就成了一个尺寸链。A0是间接得到的尺寸，它就是尺寸链的封闭环。A1是增环，A2是减环。,2.3.6 分类 a 构成空间位置 线性尺寸链、平面尺寸链、空间尺寸链 b 组合形式 串联尺寸链、并联尺寸链、混联尺寸链 c 用途 零件尺寸链、工艺尺寸链(又叫工序尺寸链)、装配尺寸链 d 几何特征 长度尺寸链和角度尺寸链 2.3.7 作用 利用尺寸链，可以分析确定机器零件的尺寸精度，保证加工精度和装配精度。 2.3.8 增、减环的判别法 在封闭环符号上面按任意指向
9、画一箭头，沿已定箭头方向在每个组成环符号上各画一箭头，使所画各箭头依次彼此头尾相连，组成环中箭头与封闭环箭头方向相同者为减环，相反者为增环。,2.4 尺寸链的计算公式: 设计尺寸链的组成环数为m，其中n个增环，m-n个减环，A0为封闭环的基本尺寸，Ai为组成环的基本尺寸，利用极值法则对于直线尺寸链有如下公式 2.4.1 封闭环的基本尺寸 即封闭环的基本尺寸等于所有增环的基本尺寸之和减去所有减环的基本尺寸之和。 2.4.2 封闭环的极限尺寸 即封闭环的最大极限尺寸等于所有增环的最大极限尺寸之和减去所有减环最小极限尺寸之和；封闭环的最小极限尺寸等于所有增环的最小极限尺寸之和减去所有减环的最大极限尺
10、寸之和。,2.4 尺寸链的计算公式: 2.4.3 封闭环的极限偏差 即封闭环的上偏差等于所有增环上偏差之和减去所有减环下偏差之和；封闭环的下偏差等于所有增环下偏差之和减去所有减环上偏差之和。 2.4.4 封闭环的公差 即封闭环的公差等于所有组成环公差之和。,尺寸链 的计算 （极值法）,封闭环的 基本尺寸,式中Ai为组成环的基本尺寸;m尺寸链 的总环数;n增环的环数;m减 环的环数。,封闭环的 极限尺寸,2.4.5尺寸链的计算公式示意:,尺寸链 的计算 （极值法）,封闭环的 上偏差,封闭环的 公差,封闭环的 下偏差,2.4.5尺寸链的计算公式示意:,工序尺寸 及公差,每道工序完成后应保证的尺寸。
11、,定义,基准重合时，计算顺序是：先确定各工序的基 本尺寸，再由后往前，逐个工序推算；工序尺寸 的公差，则都按各工序的经济精度确定，并按 “入体原则”确定上下偏差。,基准不重合时，需用工艺 尺寸链来分析计算。,计 算,2.5工序尺寸及公差的确定,2.5.1定义及计算,2.5工序尺寸及公差的确定,2.5.2实例: 右图所示为一齿轮内孔的简图。内孔为 ，键槽尺寸深度为 。内孔及键槽的加工顺序如下： 精镗孔至 ； 插键槽至尺寸A（通过工艺计算确定）； 热处理； 磨内孔至 ，同时间接保证键槽深度 要求。 要求：通过工艺尺寸链计算尺寸A,2.5工序尺寸及公差的确定,内孔键槽加工尺寸换算,分析: 根据以上加
12、工顺序可以看出，磨孔后不仅要能保证内孔 的尺寸，而且要能同时自动获得键槽的深度尺寸 。 为此必须正确地算出以镗孔后表面为测量基准的插键槽的工序尺寸A。由尺寸链简图知，精镗后的半径 ，磨孔后的半径 以及键槽尺寸A都是直接获得的，是组成环。键槽深度 是间接获得的，为封闭环。 按照工艺尺寸链的公式A值计算如下：,2.5工序尺寸及公差的确定,计算: 按公式求基本尺寸： 90.4A42.542.4 A90.442.442.590.3mm 按公式求上偏差： 0.20ESA0.1750 ESA0.200.1750.1825mm 按公式求下偏差： 0EIA00.035 EIA0.035mm 插键槽工序尺寸：,
13、2.6 认识数控加工工序卡片 工艺卡片是以工序为单位，简要说明加工零部件的工序号、工序名称、工序内容、工艺参数、操作要求及选用设备和工艺装备，卡片中注明毛坯类型、重量、零件数量，每道工序使用设备编号、夹具、刀具、量具编号、名称，每道工序尺寸、公差，并标出定额等。 数控加工工序卡与普通加工工序卡很相似，所不同的是：工序简图中应注明编程原点与对刀点，要进行简要编程说明（如：所用机床型号、程序编号、刀具半径补偿、镜向对称加工方式等）及切削参数（即程序编入的主轴转速、进给速度、最大背吃刀量或宽度等）的选择，它是操作人员进行数控加工的主要指导性工艺资料。工序卡应按已确定的工步顺序填写。如果工序加工内容比
14、较简单，也可采用 下表所示数控加工工艺卡片的形式。,示例如下:,示例一:,示例二:,2.6 认识数控加工工序卡片 如果工序加工内容比较复杂，可采用 下表所示数控加工工艺卡片的形式。,2.7 填写数控刀具卡片表 数控加工时，对刀具的要求十分严格，一般要在机外对刀仪上预先调整刀具直径和长度。刀具卡反映刀具编号、刀具结构、尾柄规格、组合件名称代号、刀片型号和材料等。它是组装刀具和调整刀具的依据。如下表所示:,2.7 填写数控刀具卡片表 还有一种与工序卡片紧密联系的数控刀具卡片表,采用 下表所示的形式。,示例如下:,2.7 填写数控刀具卡片表,2.8 绘制数控加工进给路线图 在数控加工中，常常要注意并防止刀具在运动过程中与夹具或工件发生意外碰撞，为此必须设法告诉操作者关于编程中的刀具运动路线（如：从哪里下刀、在哪里抬刀、哪里是斜下刀等）。为简化走刀路线图，一般可采用统一约定的符号来表示。不同的机床可以采用不同的图例与格式，下表为一种常用格式。,
