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1、第8章 数控加工工艺,本章要点: 数控加工基础知识； 数控加工工艺参数的选择； 数控机床刀具简介； 数控加工工艺与编程简介。,8.1数控加工基础知识,教学重点： 掌握数控加工的特点； 了解编写数控加工工艺的过程； 了解数控刀具系统的组成。 教学难点： 数控加工的特点； 机夹刀具的编号。,8.1数控加工基础知识,8.1.1 数控机床的产生和发展 8.1.2 数控加工的特点1.数控加工工艺内容要求更加具体、详细2.数控加工工艺要求更严密、精确3.数控加工的工序相对集中 8.1.3 数控加工的工艺特点 1.加工精度较高 2.加工质量稳定可靠3.能完成复杂曲面的加工4.生产效率高5.有较强的适应性6.
2、较高的经济效益7.有利于生产管理的现代化,8.1数控加工基础知识,8.1.4 数控机床的组成与工作原理 1.数控加工的工作过程与数控机床工作原理,图8-1数控加工工作过程,8.1数控加工基础知识,2.数控机床的组成数控系统伺服单元、驱动装置和测量装置控制面板控制介质和输入、输出设备PLC、机床I/O电路和装置 机床本体,8.1数控加工基础知识,8.1.5 数控编程基础 数控程序编制可分为手工编程和自动编程两类 1.机床坐标系与工作坐标系2.坐标系的原点3.绝对坐标与相对坐标4.数控代码5.数控程序,8.2数控加工工艺参数选择,8.2.1 切削用量的选择1.数控加工切削用量选择原则2.数控车削切
3、削用量选择3.数控铣削切削用量选择8.2.2 刀具参数选择 刀具参数包括刀具结构型式、刀具几何角度等相关参数 （选用时参考有关手册）,8.3数控刀具简介,8.3.1 数控机床刀具的特点(1)刀片和刀具几何参数和切削参数的规范化、典型化。(2)刀片和刀柄高度的通用化、规则化、系列化。 (3)刀片或刀具的耐用度及其经济寿命指标的合理化。(4)刀片及刀柄的定位基准及自动换刀系统的优化。(5)刀片及刀柄对机床主轴的相对位置的要求高。(6)对刀柄的强度、刚性及耐磨性的要求高。(7)对刀具柄的转位，装拆和重复精度的要求。(8)刀片及刀柄切入的位置和方向的要求。(9)刀柄或工具系统的装机重量限制的要求。(1
4、0)刀片或刀具材料及切削参数与被加工工件的材料之间相匹配。,8.3数控刀具简介,8.3.2 机夹可转位刀片及其代码(1)刀片的几何形状及其夹角。(2)刀片主切削刃后角（法后角）。(3)刀片内接圆直径d与厚度s的精度级别。(4)刀片型式、紧固方法或断屑槽。(5)刀片边长、切削刃长。(6)刀片厚度。(7)刀尖圆角半径r或主偏角r或修光刃后角n。(8)切削刃状态，刀尖切削刃或倒棱切削刃。(9)进刀方向或倒刃宽度。(10)厂商的补充符号或倒刃角度。,8.3数控刀具简介,8.3.3 数控机床的刀具系统 1.刀柄刀柄是机床主轴和刀具之间的连接工具，是加工中心必备的辅具。 2.工具系统由于数控机床特别是加工
5、中心加工内容的多样性，使其配备的刀具和装夹工具种类也很多，并且要求刀具更换迅速。 整体式结构(2)模块式结构,8.3数控刀具简介,8.3.4 数控机床刀具的选择1. 选择刀片（刀具）应考虑的要素（1）被加工工件材料的类别。不同的工件材料应选择不同类别的刀片或刀具。（2）被加工件材料性能。包括硬度、韧度、组织状态等。（3）切削工艺的类别。如粗加工、精加工、超精加工，车、钻、铣、镗切削，内孔、外圆加工，切削流动状态，刀具变位时间间隔等。（4）被加工工件的几何形状、零件精度和加工余量等因素。（5）刀片或刀具所能承受的切削用量（切削深度、进给量、切削速度）。（6）生产现场的条件，如操作间断时间、振动、
6、电力波动等。（7）被加工工件的生产批量，它将影响到刀片或刀具的经济寿命。,8.3数控刀具简介,2. 选择镗孔（内孔）刀具的考虑要点 （1）尽可能选择较大的刀杆直径（接近镗孔直径）。 （2）尽可能选择短的工作长度（刀臂），当工作长度小于4倍刀杆直径时用钢制刀杆。 （3）选择主偏角大于75o，接近90o。 （4）选择无涂层的刀片品种，其刀刃圆弧较小；选择小的刀尖圆弧半径r=0.2mm。 （5）精加工采用正切削刃（正前角）刀片和刀具，粗加工采用负切削刃（负前角）刀片和刀具。 （6）选择正确的、快速的镗刀柄夹具。,8.3数控刀具简介,3.选择数控铣刀时注意事项 （1）在数控机床上铣削平面时，尽可能采用
7、可转位式硬质合金刀片铣刀。 （2）高速钢立铣刀多用于加工凸台和凹槽，最好不要用于毛坯面，因为毛坯面有硬化层和夹砂现象，会加速刀具的磨损。 （3）加工余量较小，并且要求表面粗糙度较低时，应采用立方氮化硼（CBN）刀片端铣刀或陶瓷刀片端铣刀。 （4）加工精度要求较高的凹槽时，可采用直径比槽宽小一些的立铣刀，先铣槽的中间部分，然后利用刀具的半径补偿功能铣削槽的两边，直到达到精度要求为止。 （5）在数控铣床上钻孔，一般不采用钻模。钻孔深度为直径的5倍左右的深孔加工容易折断钻头，可采用固定循环程序，多次自动进退，以利于冷却和排屑。 （6）对一些立体平面和变斜角轮廓外型的加工，常用球头铣刀、环形铣刀、鼓形
8、刀、锥形刀和盘形刀。,8.4 数控加工工艺与编程简介,8.4.1 常用编程指令及编程方法 1.快速线性移动指令G002.直线插补指令G013.圆弧插补指令G02/G034.刀具半径补偿指令G41、G42、G405.刀具长度补偿指令G43、G44、G496.固定循环G70、G71,8.4 数控加工工艺与编程简介,8.4.2 数控车削工艺 1.数控车削的主要加工对象轮廓形状复杂或尺寸、形状精度难于稳定控制的回转体零件；精度要求特别高的回转体零件；其它零件。,8.4 数控加工工艺与编程简介,8.4.2 数控车削工艺2. 数控车削工艺基本特点数控车床加工程序与普通车床加工工艺规程有较大差别，涉及的内容
9、也较广。数控车床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、刀具尺寸以及车床的运动过程。因此，要求编程人员对数控车床的性能、特点、运动方式、刀具系统、切削规范以及工件的装夹方法都要非常熟悉。工艺方案的好坏在很大程度上会影响车床效率的发挥，而且将直接影响到零件的加工质量。,8.4 数控加工工艺与编程简介,8.4.2 数控车削工艺3. 数控车削加工工艺的主要内容选择适合在数控车床上加工的零件，确定工序内容。分析被加工零件的设计图纸，明确加工内容及技术要求。确定零件的加工方案，制定数控加工工艺加工工序的设计。数控加工程序的调整。,8.4 数控加工工艺与编程简介,8.4.2 数控
10、车削工艺4. 数控车削应注意的几个问题 工件坐标系零点设置及对刀问题为使基准重合并便于计算和编程，一般选择工件回转中心为径向零点（X=0），工件某一端面为轴向零点（Z=0）。 车削圆弧表面时的过切问题车削圆弧表面时，若所选刀具不恰当，可能导致“过切”现象。,图8-18车削中的过切,8.4 数控加工工艺与编程简介,8.4.3 数控铣削加工工艺1. 数控铣削加工的主要对象 平面类零件。 变斜角类零件。 空间曲面轮廓零件。 箱体类零件。 螺纹。2. 数控铣削应注意的几个问题 加工平面选择 安全距离与切削平面 刀具半径补偿 下刀点、切入点及切入与切出方式 对刀,作 业,1. 数控加工有何工艺特点？ 2. 数控机床的组成部分有哪些？ 3. 工作原点偏置有何现实意义？ 4. 字地址程序段可包含哪些内容？应如何书写？ 5. 数控车削的切削用量应如何选择？ 6. 数控刀具有何特点？ 7.按ISO18321985，可转位刀片代码各位字符串是什么意义？ 8.如何理解“数控工具系统”？ 10.选择数控铣刀时应注意哪些问题？ 11.刀具补偿包括哪些补偿？编程中如何处理？ 12.简述数控车削、铣削的对刀方法。,
