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1、1,数控装备设计,本节课程讲授主要内容：,1、数控加工的工艺处理,2、数控机床的刀具与工具系统,3、数控编程的基础知识,第二章 数控加工技术基础知识,2,数控技术,第二章 数控加工技术基础知识,2.1 数控加工的工艺处理,3,数控技术,第二章 数控加工技术基础知识,数控机床加工工件的基本过程,4,数控技术,第二章 数控加工技术基础知识,工艺系统,5,数控技术,第二章 数控加工技术基础知识,2.1.3 零件加工的工艺分析,2.1 数控加工的工艺处理,3加工方法的选择,原则是保证加工表面的加工精度和表面粗糙度的要求。,（1）加工阶段的划分 1）粗加工阶段 2）半精加工阶段 3）精加工阶段 4）光整
2、加工阶段,6,数控技术,第二章 数控加工技术基础知识,2.1.3 零件加工的工艺分析,2.1 数控加工的工艺处理,3加工方法的选择,原则是保证加工表面的加工精度和表面粗糙度的要求。,（1）加工顺序的安排 1）先粗后精 减少误差复映 2）先主后次 减少不必要的浪费 3）先基准后其它 减少定位误差 4）先面后孔 避免切削变形，保证孔的加工精度 5） 工序集中 提高生产率 6）先内腔后外型 保证加工精度 7) 先近后远 减少空行程,7,数控技术,第二章 数控加工技术基础知识,2.1.4 数控加工工序的划分,2.1 数控加工的工艺处理,1工序划分的原则,遵循工序最大限度集中的原则,工序划分应考虑以下几
3、个原则： （1）粗精加工分开的原则 （2）一次定位的原则 （3）先面后孔的原则 （4）尽量减少换刀的原则 （5）连续加工的原则,8,数控技术,第二章 数控加工技术基础知识,2.1.4 数控加工工序的划分,2.1 数控加工的工艺处理,2工序与工步的的划分,（1）一般工序划分有以下几种方式 1）按零件装卡定位方式划分工序 提高效率 2）按粗、精加工划分工序 减少误差复映，提高加工精度。 3）按所用刀具划分工序 减少换刀次数,9,数控技术,第二章 数控加工技术基础知识,2.1.4 数控加工工序的划分,2.1 数控加工的工艺处理,2工序与工步的的划分,（1）工步的划分 工步的划分主要从加工精度和效率两
4、方面考虑。工步划分的原则： 1）同一表面按粗加工、半精加工、精加工依次完成，或全部加工表面按先粗后精加工分开进行。 2）对于既有铣面又有镗孔的零件，可先铣面后镗孔 。 3）按刀具划分工步,10,数控技术,第二章 数控加工技术基础知识,2.1.5 加工路线的确定,2.1 数控加工的工艺处理,加工路线的确定原则,1加工路线应保证被加工零件的精度和表面粗糙度，且效率高；,图2-1 刀具的切入和切出过渡,图2-2 内轮廓加工刀具的切入和切出过渡,11,数控技术,第二章 数控加工技术基础知识,2.1.5 加工路线的确定,2.1 数控加工的工艺处理,加工路线的确定原则,1加工路线应保证被加工零件的精度和表
5、面粗糙度，且效率高；,注意：对于平面轮廓的铣削，无论是外轮廓或内轮廓，要安排刀具从切向进入轮廓进行加工，当轮廓加工完毕之后，要安排一段沿切线方向继续运动的距离退刀，这样可以避免刀具在工件上的切人点和退出点处留下接刀痕。,12,数控技术,第二章 数控加工技术基础知识,2.1.5 加工路线的确定,2.1 数控加工的工艺处理,加工路线的确定原则,1加工路线应保证被加工零件的精度和表面粗糙度，且效率高；,(a)行切法,(b)环切法,(c)行切+环切法,图2-3封闭凹槽加工走刀路线,13,数控技术,第二章 数控加工技术基础知识,2.1.5 加工路线的确定,2.1 数控加工的工艺处理,加工路线的确定原则,
6、1加工路线应保证被加工零件的精度和表面粗糙度，且效率高；,（a）,图2-4 孔系加工方案比较,(b),14,数控技术,第二章 数控加工技术基础知识,2.1.5 加工路线的确定,2.1 数控加工的工艺处理,加工路线的确定原则,2应使加工路线最短，这样既可减少程序段，又可减少空刀时间。,(a),(b),图2-5 最短加工路线选择,15,数控技术,第二章 数控加工技术基础知识,2.1.5 加工路线的确定,2.1 数控加工的工艺处理,加工路线的确定原则,3应使数值计算简单，以减少编程工作量；此外，还要考虑工件的加工余量和机床、刀具的刚度等情况，确定是一次走刀，还是多次走刀来完成加工以及在铣削加工中是采
7、用顺铣还是采用逆铣等。,16,数控技术,第二章 数控加工技术基础知识,2.1.7 切削用量的确定,2.1 数控加工的工艺处理,粗加工时切削用量的选择原则是： 主要考虑保证提高效率和刀具耐用度。,切削用量包括主轴转速、背吃刀量及进给速度等。,精加工时切削用量的选择原则是： 主要考虑保证加工精度和表面粗糙度，其次是刀具耐用度和效率。,高速切削的切削速度比常规切削速度高5-10倍以上。,17,数控技术,第二章 数控加工技术基础知识,2.1.8 零件的安装与夹具的选择,2.1 数控加工的工艺处理,1定位基准的选择： 减少装夹次数 ,有利于提高工件的刚性 ,尽量与设计基准重合. 2装夹方案的确定： （1
8、）夹紧机构或其它元件不得影响进给，加工部位要敞开。 （2）必须保证最小的夹紧变形。 （3）装卸方便，辅助时间尽量短。 （4）对小型零件或工序不长的零件，考虑多件加工 . （5）夹具结构应力求简单。 （6）夹具应便于与机床工作台面及工件定位面间的定位连接。,18,数控技术,第二章 数控加工技术基础知识,2.1.9 数控加工的工艺文件,2.1 数控加工的工艺处理,1数控编程任务书 2数控加工工件安装和原点设定卡片（简称装夹图和零件设定卡） 3数控加工工序卡片 4数控加工走刀路线图 5数控刀具卡片,19,数控技术,第二章 数控加工技术基础知识,2.1.9 数控加工的工艺文件,2.1 数控加工的工艺处
9、理,1数控编程任务书,20,数控技术,第二章 数控加工技术基础知识,2.1.9 数控加工的工艺文件,2.1 数控加工的工艺处理,3数控加工工序卡片,21,数控技术,第二章 数控加工技术基础知识,2.1.9 数控加工的工艺文件,2.1 数控加工的工艺处理,2数控加工工件安装和原点设定卡片（简称装夹图和零件设定卡）,22,数控技术,第二章 数控加工技术基础知识,2.1.9 数控加工的工艺文件,2.1 数控加工的工艺处理,4数控加工走刀路线图,23,数控技术,第二章 数控加工技术基础知识,2.1.9 数控加工的工艺文件,2.1 数控加工的工艺处理,5数控刀具卡片,24,数控技术,第二章 数控加工技术
10、基础知识,2.2 数控机床的刀具与工具系统,25,数控技术,第二章 数控加工技术基础知识,2.2.1 数控加工对刀具的要求,2.2 数控机床的刀具与工具系统,数控刀具应具有以下特点： 1、刀具有很高的切削效率 2、数控刀具有高的精度和重复定位精度 3、要求刀具有很高的可靠性和耐用度 4、实现刀具尺寸的预调和快速换刀 5、具有一个比较完善的工具系统 6、建立刀具管理系统 7、应有刀具在线监控及尺寸补偿系统,26,数控技术,第二章 数控加工技术基础知识,2.2.3 数控加工刀具的选择,2.2 数控机床的刀具与工具系统,刀具选择应考虑的主要因素 、被加工工件的材料、性能：金属、非金属，其硬度、刚度、
11、塑性、韧性及耐磨性等。 、加工工艺类别；车削、钻削、铣削、镗削或粗加工、半精加工、精加工和超精加工等。 、工件的几何形状、加工余量、零件的技术经济指标。 、刀具能承受的切削用量。 、辅助因素：操作间断时间、振动、电力波动或突然中断等。,27,数控技术,第二章 数控加工技术基础知识,2.2.4 数控机床的工具系统,2.2 数控机床的刀具与工具系统,工具系统: 在加工中心上要适应多种形式零件不同部位的加工，故刀具装夹部分的结构、形式、尺寸也是多种多样的。把通用性较强的刀具和配套装夹工具系列化、标准化。,数控机床工具系统分为镗铣类数控工具系统和车床类数控工具系统。它们主要由两部分组成：一是刀具部分，
12、二是工具柄部(刀柄)、接杆(接柄)和夹头等装夹工具部分。,28,数控技术,第二章 数控加工技术基础知识,2.2.4 数控机床的工具系统,2.2 数控机床的刀具与工具系统,2镗铣类数控工具系统,镗铣类工具系统分为整体式结构和模块式结构两大类。,整体式：特点是将锥柄和接杆连成一体，不同品种和规格的工作部分都必须带有与机床相连的柄部。优点是结构简单、使用方便、可靠、更换迅速，缺点是锥柄的品种和数量较多。,29,数控技术,第二章 数控加工技术基础知识,2.2.4 数控机床的工具系统,2.2 数控机床的刀具与工具系统,2镗铣类数控工具系统,目前我国的加工中心采用镗铣类整体数控工具系统 （TSG整体式工具
13、系统），其柄部有直柄（三种规格）和锥柄（四种规格）两种，共包括16种不同用途的刀柄。,30,数控技术,第二章 数控加工技术基础知识,2.2.4 数控机床的工具系统,2.2 数控机床的刀具与工具系统,2镗铣类数控工具系统,镗铣类工具系统分为整体式结构和模块式结构两大类。,模块式：特点是把工具的柄部和工作部分分开，制成系统化的主柄模块、中间模块和工作模块。方便了制造、使用和保管，减少了工具的规格、品种、数量的储备，对加工中心较多的企业有很高的实用价值。,31,数控技术,第二章 数控加工技术基础知识,2.2.4 数控机床的工具系统,2.2 数控机床的刀具与工具系统,2镗铣类数控工具系统,镗铣类模块式
14、数控工具系统”标准（简称为TMG工具系统） 。,32,数控技术,第二章 数控加工技术基础知识,2.2.4 数控机床的工具系统,2.2 数控机床的刀具与工具系统,模块式刀柄,整体式刀柄,33,数控技术,第二章 数控加工技术基础知识,2.3 数控编程的基础知识,34,数控技术,第二章 数控加工技术基础知识,一个完整的数控加工程序由程序开始部分（程序号）、若干个程序段、程序结束部分组成。一个程序段由程序段号和若干个程序字组成，一个程序字由地址符和数字组成。,2.3 数控编程的基础知识,2.3.1 数控加工程序的组成及分类,1. 数控加工程序的组成,程序说明 O1002程序开始 N1 G90 G92
15、X0 Y0 Z0；程序段1 N2 G42 G01 X-60.0 Y10.0 D01 F200；程序段2 N3 G02 X40.0 R50.0；程序段3 N4 G00 G40 X0 Y0；程序段4 N5 M02；程序结束,35,数控技术,第二章 数控加工技术基础知识,程序号由程序号地址和程序的编号组成，程序号必须放在程序的开头。如：O1002，其中O为程序号地址（编号的指令码），1002为程序的编号（1002号程序）。 不同的数控系统，程序号地址也有所差别。如SIMENS系统用，而FANUC系统用作为程序号的地址码，编程时一定要参考说明书，否则程序无法执行。,2.3 数控编程的基础知识,2.3.
16、1 数控加工程序的组成及分类,（1）程序号,（2）程序字,一个程序字由字母加数字组成，如：Z-16.8，其中Z为地址符，-16.8表示数字（有正、负之分）,36,数控技术,第二章 数控加工技术基础知识,程序段号加上若干个程序字就可组成一个程序段。在程序段中表示地址的英文字母可分为尺寸地址和非尺寸地址两种。表示尺寸地址的英文字母有、共18个字母。表示非尺寸地址有、等个字母。,2.3 数控编程的基础知识,2.3.1 数控加工程序的组成及分类,（3）程序段,37,数控技术,第二章 数控加工技术基础知识,N03 G91 G01 X50 Y60 F200 S400 M03 M08 ；,2.3 数控编程的基础知识,2.3.1 数控加工程序的组成及分类,（4）程序段的格式
