《数控技术 第2版 教学课件 ppt 作者 龚仲华 第三章 数控加工技术》由会员分享，可在线阅读，更多相关《数控技术 第2版 教学课件 ppt 作者 龚仲华 第三章 数控加工技术（132页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第三章 数控加工技术,第一节 数控加工的工艺特点 第二节 数控加工工序的划分原则与内容 第三节 数控机床用刀具 第四节 数控机床的夹具 第五节 数控机床的使用与维护,第一节 数控加工的工艺特点,一、数控加工过程概述 二、数控加工及其特点,一、数控加工过程概述,.分析零件图样 .工艺处理 .数学处理 .编写零件加工程序单 .制备控制介质及程序校验 .数控加工工艺文件,.分析零件图样,首先要分析零件图样。根据零件的材料、形状、尺寸、精度、毛坯形状和热处理要求等确定加工方案，选择合适的数控机床。,.工艺处理,()确定加工方案 ()刀具、工夹具的设计和选择 ()选择对刀点 ()确定加工路线 ()确定切
2、削用量,()确定加工方案,按照能充分发挥数控机床功能的原则，使用合适的数控机床，确定合理的加工方法。,()刀具、工夹具的设计和选择,数控加工用刀具由加工方法、切削用量及其他与加工有关的因素来确定。,()选择对刀点,程序编制时正确地选择对刀点是很重要的。,()确定加工路线,加工路线是以刀具沿工件表面运动产生切削后形成零件的轮廓而确定的。,()确定切削用量,切削用量包含背吃刀量和宽度，主轴转速及进给速度等。,.数学处理,在工艺处理工作完成后，根据零件的几何尺寸、加工路线，计算出数控机床所需的输入数据。一般数控系统都具有直线插补、圆弧插补和刀具补偿功能。对于加工由直线和圆弧组成的较简单的平面零件，只
3、需计算出零件轮廓几何元素的基点(基点是指相邻几何元素的交点或切点)的坐标值。对于较复杂的零件或零件的几何形状与数控系统的插补功能不一致时，就需要进行较复杂的数值计算。,.编写零件加工程序单,在完成工艺处理和数值计算工作后，可以编写零件加工程序单，编程人员根据所使用数控系统的指令、程序段格式，逐段编写零件加工程序。编程人员要了解数控机床的性能、程序指令代码以及数控机床加工零件的过程，才能编写出正确的加工程序。,.制备控制介质及程序校验,程序编好后，需制作控制介质。控制介质有穿孔纸带、穿孔卡、磁带、软磁盘和硬磁盘等。早期为穿孔纸带，现在已被磁盘所代替。但是，规定的穿孔纸带代码标准没有变。,.数控加
4、工工艺文件,数控加工工艺文件是指导数控加工的纲领性技术文件，它具有与机械制造工艺文件相同的作用。由于数控机床自动化程度较高，但自适应性差，因此，数控加工的内容必须十分具体，数控加工的工艺工作相当严密。,二、数控加工及其特点,.数控加工及其特点 .数控加工的主要应用对象分析 .数控加工技术的重要性 .数控加工技术主要内容 .数控加工技术现状与趋势 .关键技术分析,.数控加工及其特点,()具有复杂形状加工能力 ()高质量 ()高效率 ()高柔性 ()易于形成网络控制 ()技术要求高,()具有复杂形状加工能力,复杂形状零件在飞机、汽车、轮船、模具、动力设备和国防军工等制造部门具有重要地位，其加工质量
5、直接影响整机产品的性能。,()高质量,数控加工是用程序控制实现自动加工，排除了人为因素影响，且加工误差还可以由数控系统通过软件技术进行补偿校正。,()高效率,与采用普通机床加工相比，采用数控加工一般可提高生产率倍，在加工复杂零件时生产率可提高十几倍甚至几十倍。,()高柔性,只需改变零件程序即可适应不同品种的零件加工，且几乎不需要制造专用工装夹具，因此加工柔性好，有利于缩短产品的研制与生产周期，适应多品种、中小批量的现代生产需要。,()易于形成网络控制,数控系统是一种专门化的计算机控制系统，可实现与其他数控系统、主计算机、计算机辅助设计、制造系统等联接，形成网络化控制系统。,()技术要求高,数控
6、机床价格昂贵，初期投入较高，且技术复杂，对机床操作、维护、编程等要求较高，不适合应用在单件和大批大量的生产场合。,.数控加工的主要应用对象分析,)形状复杂、加工精度要求高或用数学方法定义的复杂曲线、曲面轮廓。 )公差带小、互换性高、要求精确复制的零件。 )用通用机床加工时，要求设计制造复杂的专用工装夹具或需很长调整时间的零件。 )价值高的零件。 )小批量生产的零件。 )钻、镗、铰、攻螺纹及铣削加工联合进行的零件。,.数控加工技术的重要性,数控技术是机械加工现代化的重要基础与关键技术。应用数控加工可大大提高生产率、稳定加工质量、缩短加工周期、增加生产柔性、实现对各种复杂精密零件的自动化加工，易于
7、在工厂或车间实行计算机管理，可使车间设备总数减少、节省人力、改善劳动条件，有利于加快产品的开发和更新换代，提高企业对市场的适应能力并提高企业综合经济效益。,.数控加工技术主要内容,图- 数控加工过程及内容,.数控加工技术现状与趋势,日益增多的复杂形状零件和高精、高效的加工对数控编程技术提出了越来越高的要求，面向复杂形状零件、多轴加工和加工过程优化的数控编程技术越来越重要。,.关键技术分析,()复杂形状零件的几何建模 ()加工方案与加工参数的合理选择 ()刀具轨迹生成 ()数控加工仿真 ()后置处理,()复杂形状零件的几何建模,对于基于图样以及型面特征点测量数据的复杂形状零件数控编程，其首要环节
8、是建立被加工零件的几何模型。,()加工方案与加工参数的合理选择,数控加工的效率与质量有赖于加工方案与加工参数的合理选择，其中刀具、主轴控制方式、进给路线和进给速度的自动优化选择与自适应控制是近些年来所研究的重点问题。,()刀具轨迹生成,刀具轨迹生成是复杂形状零件数控加工中最重要同时也是研究最为广泛深入的内容，能否生成有效的刀具轨迹直接决定了加工的可能性、质量与效率。,()数控加工仿真,尽管目前在工艺规划和刀具轨迹生成等技术方面已取得很大进展，但由于零件形状的复杂多变以及加工环境的复杂性，要确保所生成的加工程序不存在任何问题仍十分困难，其中最主要的如加工过程中的过切与欠切、机床各部件之间的干涉碰
9、撞等。,()后置处理,后置处理是数控加工编程技术的一个重要内容，它将前置处理生成的通用刀位数据转换成适合于具体机床的数据和数控加工程序。,第二节 数控加工工序的划分原则与内容,一、零件图样的数控工艺性分析 二、数控加工工序的划分,一、零件图样的数控工艺性分析,.与机械产品设计的联系 .与数控加工工艺性的关系,.与机械产品设计的联系,图- 数控车床上加工的典型零件,.与机械产品设计的联系,图- 非敞开部位的沟槽加工,.与数控加工工艺性的关系,()审察与分析零件图样中的尺寸标注方法是否适应数控加工的特点 ()审察与分析零件图样中构成轮廓的几何元素的条件是否充分 ()审察与分析定位基准的可靠性 ()
10、数控加工手段甚至使传统的结构工艺性产生相反的结果,()审察与分析零件图样中的尺寸标注方法是否适应数控加工的特点,数控加工倾向于以同一基准标注尺寸或直接给出坐标尺寸。,()审察与分析零件图样中构成轮廓的几何元素的条件是否充分,分析图样中各个元素之间的关系是否正确合理，如直线与圆弧、圆弧与圆弧之间是相交还是相切。,()审察与分析定位基准的可靠性,数控加工特别强调定位基准的可靠性，特别是需要多次重复使用同一基准装夹的零件，要求定位基准可靠，有时还需要增加工艺定位基准。,()数控加工手段甚至使传统的结构工艺性产生相反的结果,图- 卧式机床上以成形刀具切槽,()数控加工手段甚至使传统的结构工艺性产生相反
11、的结果,图- 数控机床上以普通刀具切槽,二、数控加工工序的划分,.工序划分的原则 .工序划分的方法 .加工路线的确定 .切削参数的确定 .编程误差及其控制 .数学处理 .零件的工艺规程,.工序划分的原则,()工序集中原则 ()先粗后精原则 ()基准先行原则 ()先面后孔原则,()工序集中原则,一般情况下数控加工的工序内容要比通用机床加工内容复杂，这是因为数控机床价格昂贵，若只加工简单工序，在经济上对提高生产效益有限。,()先粗后精原则,根据零件形状、尺寸精度、零件刚度以及变形等因素，可按粗、精加工分开的原则划分工序，先粗加工，后精加工。,()基准先行原则,在工序安排时，应首先安排零件粗精加工时
12、要用到的定位基准面的加工。,()先面后孔原则,在零件上既有面加工，又有孔加工时，要采用先加工面，后加工孔的工序划分原则，这样可以提高孔的加工精度。,.工序划分的方法,()以一次安装、加工作为一道工序 ()以同一把刀具加工的内容划分工序 ()以加工部位划分工序 ()以粗、精加工划分工序,()以一次安装、加工作为一道工序,这种方法适合于加工内容不多的零件，加工完成后就能达到待检状态。,()以同一把刀具加工的内容划分工序,有些零件虽然能在一次安装加工多个待加工表面，但程序太长，会受到某些限制，如受到系统的限制(主要是内存容量)，机床连续工作时间的限制(一个零件在一个工作班内应该加工完毕)等。,()以
13、加工部位划分工序,对于加工内容较多的零件，可按其结构特点将加工部位分成几个部分，如内形、外形、曲面或平面等。,()以粗、精加工划分工序,对于易发生变形的零件，为减小加工后的变形，一般先进行粗加工，后进行精加工，并将粗、精加工工序分开。,.加工路线的确定,)使被加工零件获得良好的加工精度和表面质量。 )使数值计算容易，以减少编程工作量。 )尽量使进给路线最短，这样可使程序段数减少，缩短空走刀时间。,图- 铣削外圆走刀路线,图- 型腔区域加工走刀路线 a)行切法 b)环切法,图- 三坐标曲面行切法加工,图- 曲面加工走刀路线,.切削参数的确定,表- 代码与实际值对应关系,.切削参数的确定,图- 进
14、给速度的确定,.编程误差及其控制,()近似计算误差 ()逼近误差 ()尺寸圆整误差,()近似计算误差,这是用近似计算方法表达零件轮廓形状时所产生的误差。,()逼近误差,逼近误差包括两个方面。,()尺寸圆整误差,尺寸圆整误差是指计算过程中由于计算精度而引起的误差，相对于其他误差来说，该项误差一般可以忽略不计。,.数学处理,数学处理工作就是计算出零件轮廓上或刀具中心轨迹上一些点的坐标数据，为程序编制提供准确的数据。一个零件的轮廓线可能由许多不同的几何元素组成，如直线、圆弧、二次曲线等。各几何元素间的联接点叫做基点，例如圆弧与圆弧的切点或交点，直线与圆弧的切点或交点，两直线的交点等。显然，相邻基点间
15、只能是一个几何元素。,.零件的工艺规程,()工艺规程是组织生产的指导性文件 ()工艺规程是生产准备工作的依据,()工艺规程是组织生产的指导性文件,生产的计划和调度、数控加工程序的编制、质量的检查等都是以工艺规程为依据的。,()工艺规程是生产准备工作的依据,表- 支架零件数控加工工序卡,()工艺规程是生产准备工作的依据,表- 支架零件数控加工工序卡,()工艺规程是生产准备工作的依据,表- 支架零件数控加工工序卡,第三节 数控机床用刀具,一、数控刀具的类型 二、数控车床刀具 三、数控铣床、加工中心用刀具,一、数控刀具的类型,.机夹可转位刀具 .高速钢刀具 .整体硬质合金刀具 .超硬材料刀具,.机夹
16、可转位刀具,机夹可转位数控刀具常见的品种、规格有种以上，并要求有各种各样的可转位硬质合金刀片、陶瓷刀片等其他材质刀片与之配套。常见的有各种铣刀、孔加工刀具、车刀及(钻、扩、镗、锪)复合刀具等类型。,.高速钢刀具,整体高速钢刀具外径多小于mm。常见的有钻头、立铣刀(一般要求PVD涂层)、丝锥及(钻、扩、铰)复合刀具等类型。,.整体硬质合金刀具,整体硬质合金刀具外径多小于mm，硬质合金焊接刀具外径为mm，常见的有钻头、立铣刀、铰刀等类型。,.超硬材料刀具,) 氮化硼刀具(CBN)用于加工淬火钢，可进行铣削、车削的精加工。 ) 金刚石刀具(PCD)用于加工非铁金属，多用于铣、车、钻、铰削的精加工和超精 )陶瓷刀具可用于车削及铣削加工。,
