数控机床与编程第三章

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1、第三章 数 控 加 工 工 艺 设 计 3.1 数控加工工艺设计主要内容 在进行数控加工工艺设计时，一般应进行以下几方面的工作：数控加工工艺内容的选择； 数控加工工艺性分析； 数控加工工艺路线的设计。 3.1.1数控加工工艺内容的选择 1、适于数控加工的内容 3.1 数控加工工艺设计主要内容 在选择时，一般可按下列顺序考虑：（1）通用机床无法加工的内容应作为优先选择内容； （2）通用机床难加工，质量也难以保证的内容应作为重点选择内容； （3）通用机床加工效率低、工人手工操作劳动强度大的内容，可在数控机床尚存在富裕加工能力时选择。3.1 数控加工工艺设计主要内容2、不适于数控加工的内容（1）占机

2、调整时间长。 （2）加工部位分散，需要多次安装、设 置原点。 （3）按某些特定的制造依据（如样板等） 加工的型面轮廓。 3.1.2 数控加工工艺性分析3.1 数控加工工艺设计主要内容1、尺寸标注应符合数控加工的特点 2、几何要素的条件应完整、准确 3、定位基准可靠 3.1 数控加工工艺设计主要内容4、统一几何类型及尺寸 3.1.3数控加工工艺路线的设计数控加工工艺路线的设计 图3.2 工艺流程 3.1 数控加工工艺设计主要内容 数控加工工艺路线设计中应注意以下几个问题： 1、工序的划分 数控加工工序的划分可按下列方法进行： （1）以一次安装、加工作为一道工序。 （2）以同一把刀具加工的内容划分

3、工序。 （3）以加工部位划分工序。 3.1 数控加工工艺设计主要内容（4）以粗、精加工划分工序。 2、顺序的安排 顺序安排一般应按以下原则进行：（1）上道工序的加工不能影响下道工序的定位与夹紧，中间穿插有通用机床加工工序的也应综合考虑； （2）先进行内腔加工，后进行外形加工； 3.1 数控加工工艺设计主要内容（3）以相同定位、夹紧方式加工或用同一把刀具加工的工序，最好连续加工，以减少重复定位次数、换刀次数与挪动压板次数； 3、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它普通加工工序，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

4、各自的技术要求、加工目的、加工特点。 3.2 数控加工工艺设计方法 3.2.1确定走刀路线和安排加工顺序 走刀路线是编写程序的依据之一。确定走刀路线时应注意以下几点： 1、寻求最短加工路线 如加工图3.3a所示零件上的孔系。3.3b图的走刀路线为先加工完外圈孔后，再加工内圈孔。若改用3.3c图的走刀路线，减少空刀时间，则可节省定位时间近一倍，提高了加工效率。3.2 数控加工工艺设计方法 a)零件图样b)路线1c)路线2图3.3 最短走刀路线的设计3.2 数控加工工艺设计方法 2、最终轮廓一次走刀完成 为保证工件轮廓表面加工后的粗糙度要求，最终轮廓应安排在最后一次走刀中连续加工出来。 3.2 数

5、控加工工艺设计方法 a)路线1b)路线2c)路线3 图3.4铣削内腔的三种走刀路线3.2 数控加工工艺设计方法 3、选择切入切出方向 考虑刀具的进、退刀（切入、切出）路线时，刀具的切出或切入点应在沿零件轮廓的切线上，以保证工件轮廓光滑；应避免在工件轮廓面上垂直上、下刀而划伤工件表面；尽量减少在轮廓加工切削过程中的暂停（切削力突然变化造成弹性变形），以免留下刀痕，如图3.5所示。 图3.5刀具切入和切出时的外延 3.2 数控加工工艺设计方法4、选择使工件在加工后变形小的路线 对横截面积小的细长零件或薄板零件应采用分几次走刀加工到最后尺寸或对称去除余量法安排走刀路线。安排工步时，应先安排对工件刚性

6、破坏较小的工步 。3.2.23.2.2确定定位和夹紧方案确定定位和夹紧方案 在确定定位和夹紧方案时应注意以下几个问题： 3.2 数控加工工艺设计方法 （1）尽可能做到设计基准、工艺基准与 编程计算基准的统一； （2）尽量将工序集中，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）避免采用占机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。 3.2 数控加工工艺设计方法a) 薄壁套b) 改进方法2c)改进方法2 图3.6 夹紧力作用点与夹紧变形的关系3.2 数控加工工艺设计方法3.2.3确定刀具与工件的相对位置确定刀具与工件的相对位置 对刀点是指通过对刀

7、确定刀具与工件相对位置的基准点。 对刀点的选择原则如下： （1）所选的对刀点应使程序编制简单；（2）对刀点应选择在容易找正、便于确定零 件加工原点的位置； （3）对刀点应选在加工时检验方便、可靠的 位置；（4）对刀点的选择应有利于提高加工精度。 3.2 数控加工工艺设计方法 图3.7 对刀点 3.2 数控加工工艺设计方法 对刀是指使“刀位点”与“对刀点”重合的操作。 “刀位点”是指刀具的定位基准点。 3.2 数控加工工艺设计方法a)钻头的刀位点b)车刀的刀位点c)圆铣刀的刀位点d)球铣刀的刀位点图3.8刀位点3.2 数控加工工艺设计方法3.2.4 确定切削用量 编程人员在确定切削用量时，要根据

8、被加工工件材料、硬度、切削状态、背吃刀量、进给量，刀具耐用度，最后选择合适的切削速度。 表表3.1 车削加工的切削车削加工的切削速度速度(m/min) 被切削材料名称 轻切削切深0.510.mm进给量0.050.3mm/r 一般切削 切深14mm 进给量 0.20.5mm/r 重切削切深512mm 进给量 0.40.8mm/r 优质碳素结构钢 10# 100250 150250 80220 45# 60230 70220 80180 合金钢 b750MPa100220 100230 70220 b750MPa70220 80220 80200 3.3 填写数控加工技术文件 3.3.1数控编程任

9、务书 表3.2数控编程任务书 工艺处 数控编程任务书数控编程任务书 产品零件图号 任务书编号 零件名称 使用数控设备 共 页第 页 主要工序说明及技术要求： 编程收到日期 月 日 经手人 编制 审核 编程 审核 批准 3.3 填写数控加工技术文件 3.3.2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）表3.3 工件安装和原点设定卡片零件图号J30102-4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工序号零件名称行星架装夹次数3梯形槽螺栓2压板1镗铣夹具板GS53-61编制（日期）审核（日期）批准（日期）第页共页序号夹具名称夹具图号3.3 填写数控加工技术文件3.3

10、.3数控加工工序卡片表3. .4 数控加工工序卡片单位 数控加工工序数控加工工序卡片卡片 产品名称或代号 零件名称 零件图号 工序简图 车 间 使用设备 工艺序号 程序编号 夹具名称 夹具编号 工步号工 步 作 业 内 容 加工面 刀 具 号 量主轴转速 进给速度背吃刀量备注 编制 审核批准 年月日 共 页 第 页 3.3 填写数控加工技术文件3.3.4数控加工走刀路线图表3. .5 数控加工走刀路线图数控加工走刀路线图零件图号NC01工序号工步号程序号O100机床型号XK5032程序段号N10N170加工内容铣轮廓周边共1页第 页编程校对审批符号含义抬刀下刀编程原点起刀点走刀方向走刀线相交爬

11、斜坡铰孔行切3.3 填写数控加工技术文件3.3.5数控刀具卡片 表表3.6 数控刀具卡片数控刀具卡片 零件图号J30102-4数数 控控 刀刀 具具 卡卡 片片使用设备刀具名称镗刀TC-30刀具编号T13006换刀方式自动程序编号刀具组成序号编号刀具名称规格数量备注1T013960拉钉12390、140-50 50 027刀柄13391、01-50 50 100接杆5010014391、68-03650 085镗刀杆15R416.3-122053 25镗刀组件41-5316TCMM110208-52刀片172GC435备注编制审校批准共页第页本章提示：本章提示： 机械加工工艺基础知识，是编制实

12、用、理想数控加工程序的重要基础。本章主要讨论了数控加工的主要内容，数控加工工艺与常规机械加工工艺的衔接。更多的机械加工艺问题，请查阅：www.china- 和 一、选择题一、选择题1在程序编制时，总是把工件看作（ ）。A：静止的；B：运动的。2车刀的刀位点是指（ ）。A：主切削刃上的选定点；B：刀尖。3精加工时，切削速度选择的主要依据是（ ） 。A：刀具耐用度； B：加工表面质量.4在安排工步时，应安排（ ） 工步。A：简单的； B：对工件刚性破坏较小的。5在确定定位方案时，应尽量将（ ） 。A：工序分散 B：工序集中。思考题与练习题思考题与练习题二、判断题二、判断题1（ ）立铣刀的刀位点是刀

13、具中心线与刀具底面的交点。2（ ）球头铣刀的刀位点是刀具中心线与球头球面交点。3（ ）由于数控机床的先进性，因此任何零件均适合在数控机床上加工。4（ ）换刀点应设置在被加工零件的轮廓之外，并要求有一定的余量。5（ ）为保证工件轮廓表面粗糙度，最终轮廓应在一次走刀中连续加工出来。三、简答题1.何谓对刀点？ 2.何谓刀位点？ 3.何谓换刀点？ 4.数控工艺与传统工艺相比有哪些特点？ 5.数控编程开始前，进行工艺分析的目的是什么？ 6.如何从经济观点出发来分析何种零件在数控机床上加工合适？ 7.确定对刀点时应考虑哪些因素？ 思考题与练习题8、指出立铣刀、球头铣刀和钻头的刀位点。 9、指出下列夹紧方案中(图3.9图3.12)不合理之处，并提出改进方案。 思考题与练习题 10.确定走刀路线时应考虑哪些问题？ 11. 简要说明切削用量三要素选择的原 则。 12.在数控机床上加工时定位基准和夹紧方案的选择应考虑哪些问题？