数控加工技术 教学课件 PPT 作者 谭雪松 漆向军 02

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1、, 理解制定数控加工工艺的基本原则 理解数控加工工艺的基本内容 理解数控编程的基本步骤 理解机床坐标系的种类和用途 掌握数控程序的基本格式及构成,第2章 数控加工工艺和编程基础,本 章 大 纲,2.1 数控加工工艺概述 2.2 数控加工工艺设计 2.3 数控加工工艺文件的编制 2.4 数控编程概述 2.5 数控加工中的坐标系 2.6 数控加工程序格式 2.7 小 结,2.1 数控加工工艺概述,2.1.1 数控加工工艺设计的主要内容,合理的加工工艺设计方案能保证零件的加工精度、表面质量的要求。,影响数控加工工艺设计的主要因素,2.1 数控加工工艺概述,2.1.1 数控加工工艺设计的主要内容,数控

2、加工工艺设计的内容包括确定加工方法、确定零件的定位和装夹方案、安排加工顺序、安排热处理、检验及其辅助工序等，其主要内容如下。 （1）零件加工工艺分析。 （2）加工方法和机床的选择。 （3）装夹方案的确定。 （4）规划加工区域。 （5）规划加工工艺路线。 （6）刀具及切削用量的选择。 （7）编写和调整数控加工程序。,2.1 数控加工工艺概述,2.1.2 数控加工工艺守则,表2-1 数控加工工艺守则,2.1 数控加工工艺概述,2.1.3 数控加工工艺的特点,1数控加工工艺远比普通机械加工工艺复杂 2数控加工工艺设计具有严密的条理性 3数控加工工艺具有较好的继承性 4数控加工工艺必须经过实际验证才能

3、指导生产,2.1 数控加工工艺概述,2.1.3 数控加工工艺的特点,总之，数控加工柔性好，自动化程度高，适合加工以下零件。 （1）多品种小批量生产的零件。 （2）几何形状复杂的零件，如图2-2所示的零件。 （3）加工过程中必须采用多种工步加工的零件。 （4）必须严格控制公差的零件。 （5）加工过程中如果发生错误将会造成严重浪费的贵重零件。 （6）需要全部检验的零件。 （7）工艺设计可能经常变化的零件。,2.2 数控加工工艺设计,2.2.1 零件的数控加工工艺性分析,1对零件结构进行数控加工工艺性分析 （1）通用机床无法加工的内容作为优先选择内容； （2）通用机床难加工，质量也难以保证的内容应作

4、为重点选择内容； （3）通用机床加工效率低、手工操作劳动强度大的内容，可在数控机床尚存在富余加工能力时选择。 此外，在选择和决定加工内容时，也要考虑批量生产、生产周期、工序间周转情况等。总之，要尽量做到合理，达到多、快、好、省的目的，要防止把数控车床降格为通用车床使用。,2.2 数控加工工艺设计,2.2.1 零件的数控加工工艺性分析,2对零件图纸进行数控加工工艺性分析 （1）尺寸标注应符合数控加工的特点。 （2）零件图的完整性与正确性分析。 （3）零件技术要求分析。 （4）零件材料分析。 （5）定位基准选择。,2.2 数控加工工艺设计,2.2.2 数控加工工艺路线设计,在工艺路线设计中，一定要

5、兼顾常规工序的安排，使之与整个工艺过程协调吻合。,常见的零件加工工艺流程,2.2 数控加工工艺设计,2.2.2 数控加工工艺路线设计,1加工方法的选择 选择加工方法时应保证加工表面的加工精度和表面粗糙度的要求。由于获得同样精度所用的加工方法很多，因而实际选择时，要结合零件的形状、尺寸大小、热处理要求等全面考虑。还应考虑生产率和经济性的要求，以及生产设备等实际情况。 2定位基准选择 在数控加工中，加工工序往往较集中，以同一基准定位十分重要，否则可能因基准转换引起定位误差。,2.2 数控加工工艺设计,2.2.2 数控加工工艺路线设计,3工序的划分 工序划分的原则有工序集中原则和工序分散原则两种。

6、在数控机床上加工的零件，一般按工序集中原则划分工序 。 4加工顺序的安排 工序顺序的安排应根据零件的结构和毛坯状况，以及定位与夹紧的需要来考虑，重点使工件的刚性不被破坏。,2.2 数控加工工艺设计,2.2.2 数控加工工艺路线设计,5数控加工工艺与普通工序的衔接 数控加工工序前后一般都穿插有其他普通加工工序，如衔接得不好就容易产生矛盾。因此在熟悉整个加工工艺内容的同时，要清楚数控加工工序与普通加工工序各自的技术要求、加工目的、加工特点，例如，要不要留加工余量，留多少；定位面与孔的精度要求及形位公差；对校形工序的技术要求；对毛坯的热处理状态等，这样才能使各工序达到相互满足加工需要，且质量目标及技

7、术要求明确，交接验收有依据。,2.2 数控加工工艺设计,2.2.3 数控加工工序设计,1确定走刀路线 走刀路线是编写程序的依据之一。走刀路线就是刀具在整个加工工序中的运动轨迹，其反映了工序的全部加工过程，可按工步顺序初步确定走刀路线。此外，走刀路线的选择还应考虑下面几个因素。 （1）切入工件的进刀量、切出工件的退刀量。 （2）沿工件加工表面切向进刀和退刀。 （3）直线进刀、退刀路线。 （4）沿1/4圆弧段进、退刀路线。 （5）走刀路线应使加工后工件的变形最小。 （6）寻求最短加工路线。 （7）最终轮廓一次走刀完成。 （8）有利于数值计算。,2.2 数控加工工艺设计,2.2.3 数控加工工序设计

8、,2确定工步顺序 工步的划分应遵循下列原则。 （1）基面先行原则。 （2）先粗后精原则。 （3）先主后次原则。 （4）先面后孔原则。,2.2 数控加工工艺设计,2.2.3 数控加工工序设计,3确定定位基准和夹紧方案 （1）尽可能使设计基准、工艺基准与编程计算基准统一。 （2）尽量集中工序，减少装夹次数，尽可能在一次装夹后能加工出全部待加工表面。 （3）避免采用人工调整时间长的装夹方案。 （4）夹紧力的作用点应落在工件刚性较好的部位。,2.2 数控加工工艺设计,2.2.3 数控加工工序设计,4确定刀具与切削用量 （1）刀具的选择。选择刀具通常要考虑机床的加工能力、工序内容和工件材料等因素。数控加

9、工不仅要求刀具的精度高、刚度好、耐用度高，而且要求尺寸稳定、安装调整方便。 （2）切削用量的选择。切削用量主要包括主轴转速（切削速度）、进给量（进给速度）和背吃刀量。 粗加工时切削用量的选择原则。 精加工时切削用量的选择原则。,2.2 数控加工工艺设计,2.2.3 数控加工工序设计,5确定刀具与工件的相对位置 数控加工时，需要确定以下参照点。 （1）对刀点。对刀点也叫起刀点，用于确定刀具与工件相对位置。 所选的对刀点应使程序编制简单。 对刀点应选择在容易找正、便于确定零件加工原点的位置。 对刀点应选在加工时检验方便、可靠的位置。 对刀点的选择应有利于提高加工精度。,2.2 数控加工工艺设计,2

10、.2.3 数控加工工序设计,（2）刀位点。刀位点是指刀具的定位基准点。 在进行数控加工编程时，往往是将整个刀具浓缩为一个点，那就是刀位点。 对刀就是使“对刀点”与“刀位点”重合的操作。对刀时，直接或间接地使对刀点与刀位点重合 。,对刀,2.2 数控加工工艺设计,2.2.3 数控加工工序设计,（3）换刀点。换刀点可以是某一固定点（如加工中心，其换刀机械手的位置是固定的），也可以是任意的一点（如数控车床）。为防止换刀时碰伤零件及其他部件，换刀点常常设置在被加工零件或夹具的轮廓之外，并留有一定的安全量。,2.3 数控加工工艺文件的编制,2.3.1 编制基本工艺文件,1数控编程任务书 数控编程任务书阐

11、明了工艺人员对数控加工工序的技术要求和工序说明，以及数控加工前应保证的加工余量。它是编程人员和工艺人员协调工作和编制数控程序的重要依据之一 。 2数控加工工件安装和原点设定卡片 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片。卡片中应标示出数控加工原点的定位方法和工件夹紧方法，并应注明加工原点的设置位置和坐标方向，使用的夹具名称和编号等 。,2.3 数控加工工艺文件的编制,2.3.1 编制基本工艺文件,3数控加工工序卡片 数控加工工序卡片与普通加工工序卡片有许多相似之处，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（如机床型号、程序编号、刀具半径补偿、镜向对称加工

12、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 。,2.3 数控加工工艺文件的编制,2.3.1 编制基本工艺文件,4数控加工走刀路线图 在数控加工中，要注意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 。 5数控刀具卡片 数控加工时，对刀具的要求十分严格，一般要在机床外对刀仪上预先调整刀具直径和长度。刀具卡片，其反映刀具编号、刀具结构、尾柄规格、组合件名称代号、刀片型号、材料等，它是组装

13、刀具和调整刀具的依据。,2.3 数控加工工艺文件的编制,2.3.2 数控加工工艺设计实例,设计如图2-11所示的定位销轴的数控加工工艺方案并编制数控加工工序卡。,图2-11 定位销轴零件图,2.3 数控加工工艺文件的编制,2.3.2 数控加工工艺设计实例,1零件工艺性分析 （1）结构分析。 （2）尺寸分析。 （3）表面粗糙度分析。,2.3 数控加工工艺文件的编制,2.3.2 数控加工工艺设计实例,2制订数控加工工艺方案 （1）确定生产类型。零件数量为20件，属于单件小批量生产。 （2）拟订工艺路线。 按60100下料。 车削各表面。 去毛刺。 检验。,2.3 数控加工工艺文件的编制,2.3.2

14、 数控加工工艺设计实例,3设计数控车加工工序 （1）选择加工设备。 （2）选择工艺装备。 刀具选择 量具选择 （3）确定工步和走刀路线。 （4）确定切削用量。 4编制数控加工工序卡,2.4 数控编程概述,2.4.1 数控编程的概念,技术人员把零件的加工工艺路线、工艺参数、刀具的运动轨迹、位移量、切削参数（主轴转数、进给量、吃刀量等）以及辅助功能（换刀、主轴正转、反转、切削液开、关等），按照数控机床规定的指令代码及程序格式编写成程序，再把这一程序单中的内容记录在控制介质上（如穿孔纸带、磁带、磁盘等），然后输入到数控机床的数控装置中，从而指挥机床加工零件。 这种将零件加工的全部信息用规定的文字、数

15、字、符号组成的代码按一定的格式编写成加工程序单，并将程序单的信息变成控制介质的整个过程就是数控编程。,2.4 数控编程概述,2.4.2 数控编程方法,1手动编程 这种编程方法适用于如下情况。 （1）几何形状不太复杂的零件。 （2）三坐标联动以下加工程序。 2自动编程 这种编程方法适用于如下情况。 （1）形状复杂的零件。 （2）虽不复杂但编程工作量很大的零件（如有数千个孔的零件）。 （3）虽不复杂但计算工作量大的零件（如非圆曲线轮廓的计算）。,2.4 数控编程概述,2.4.3 手工编程的内容和步骤,1零件工艺分析 （1）确定加工机床、刀具与夹具。 （2）确定零件加工的工艺线路、工步顺序。 （3）

16、确定切削用量（f、s、t）等工艺参数。 2计算运动轨迹 （1）选定工件坐标系。 （2）计算零件轮廓和刀具运动轨迹的坐标值。 （3）将坐标值按NC机床规定编程单位（脉冲当量）换算为相应的编程尺寸。,2.4 数控编程概述,2.4.3 手工编程的内容和步骤,3编制程序及初步校验 根据制定的加工路线、切削用量、选用的刀具、辅助动作，按照数控系统规定指令代码及程序格式，编写零件加工程序，并进行校核、检查上述两个步骤的错误。 4制备控制介质 将程序单上的内容，经转换记录在控制介质上（如存储在磁盘上），作为数控系统的输入信息，若程序较简单，也可直接通过键盘输入。 5程序的校验和试切 所制备的控制介质，必须经过进一步的校验和试切削，证明是正确无误，才能用于正式加工。如有错误，应分析错误产生的原因，进行相应的修改。,2.5 数控加工中的坐标系,2.5.1 机床标