2．2 数控加工工艺设计过程
2．2．1数控加工工艺一般过程
用数控机床上加工工件时，首先应先根据工件图样，分析工件的结构形状、尺寸和技术要求，以此作为制定工件数控加工工艺的依据。
制订数控加工工艺过程，首先，要确定工件数控加工的容、要求；然后，设计加工过程，选择机床和刀具，确定工件定位装夹，确定数控工序中工步和次序，确定每个工步的刀具路线、切削参数；最后，填写工艺文件和加工程序及程序校验等。数控加工工艺过程如图2-2-1所示。
2．2．2数控加工容的选择
当选择并决定对某个零件进行数控加工后，并非其全部加工容都采用数控加工，宜选择那些适合、需要的容和工序进行数控加工，注意充分发挥数控的优势。
1.选择数控加工容：
(1)选择普通机床无法加工的复杂异形零件结构作为数控加工容。如，数控机床依靠数控系统实现多坐标控制和多坐标联动，形成复合运动，可以进行复杂型面的加工.。
(2)
选择普通机床加工质量难以保证的容作为数控加工容。如，尺寸精度、形位精度和
图2-2-1 数控加工工艺过程示意图
表面粗糙度等要求高的零件
(3) 选择普通机床加工效率低、工人手工操作劳动强度大的容作为数控加工容。如，形状复杂，尺寸繁多，划线与检测困难，普通机床上加工难以观察和控制的零件。
(4) 选择一致性要求好的零件作为数控加工容。在批量生产中，由于数控机床本身的定位精度和重复定位精度都较高，能够避免在普通机床加工时人为因素造成的多种误差，数控机床容易保证成批零件的一致性，使其加工精度得到提高，质量更加稳定。
2.不宜选择数控加工容：
(1) 需要用较长时间占机调整的加工容。
(2) 加工余量极不稳定，且数控机床上又无法自动调整零件坐标位置的加工容。
(3) 不能在一次安装中加工完成的零星分散部位，采用数控加工很不方便，效果不明显，可以安排普通机床补充加工。
此外，在选择数控加工容时，还要考虑生产批量、生产周期、工序间周转情况等因素，合理使用数控机床.
2．2．3数控加工要求分析
对适合数控加工的工件图样进行分析，以明确数控机床加工容的加工要求。分析工件图是其加工工艺的开始，工件图提出的要求又是加工工艺的结果和目标。
(1) 对尺寸标注的分析
工件图样用尺寸标注确定零件形状、结构大小和位置要求，是正确理解零件加工要求的主要的依据。数控加工工艺人员对零件尺寸标注的分析应注意以下几点：
①分析图样尺寸标注方法是否适应数控加工的特点。对数控加工来说，尺寸从同一基准标注，便于工艺编程时保持设计、工艺、检测基准与编程原点设置的一致。而采取不同基准的局部分散尺寸标注，常常给加工工艺设计带来诸多不便。
②分析图样中加工轮廓的几何元素是否充分。由于零件设计人员在设计过程中考虑不周或被疏忽，常常出现构成零件轮廓的几何元素条件不充分，有错、漏、矛盾、模糊不清的情况。当发生以上各项缺陷时，应向图样的设计人员或技术管理人员及时反映，解决后方可进行程序编制工作。
③分析设计基准与工艺定位基准的统一问题，分析定位基准面的可靠性，以便设计装夹方案时，采取措施减少定位误差。
(2) 公差要求分析
分析零件图样上的公差要求，以确定控制其尺寸精度的加工工艺。影响到尺寸加工精度的工艺因素有机床的选择、刀具对刀方案、工件装夹定位选择及确定切削用量等因素。
尺寸公差，从零件的设计角度看，是表示工件尺寸所允许的误差的围，它的大小影响零件的使用性能；从工件加工工艺的角度来解读公差，它首先是生产的命令之一，它规定加工中所有加工因素引起加工因素误差大小的总和必须在该公差围，或者说所有的加工因素‘分享’了这个公差，公差是所有加工因素公共的允许误差。
对数控加工而言，由机床、夹具、刀具和工件所组成的统一体称为“工艺系统”。工艺系统的种种误差，是零件产生加工尺寸误差的根源。工艺系统误差有控制系统的误差，机床伺服系统的误差，零件定位误差，对刀误差以及机床、工件、刀具的刚性等引起的其他误差等。除工艺系统误差外，还包括程序编制的坐标数据值、刀具补偿值、刀具磨损补偿值的误差等。
对于数控切削加工，零件的形状和位置误差主要受机床主运动和进给运动机械运动副几何精度的影响。如沿X坐标轴运动的方向线与其主轴轴线不垂直时，则无法保证垂直度这一位置公差要求。
(3) 表面粗糙度要求
表面粗糙度是保证零件表面微观精度的重要要求，也是合理选择机床、刀具及确定切削用量的重要依据。机械加工时，表面粗糙度形成的原因，主要有两方面，一是几何因素，二是物理因素。
影响表面粗糙度的几何因素，主要是刀具相对工件作进给运动时，在加工表面留下的切削层残留面积。残留面积越大，表面越粗糙。残留面积的大小与进给量、刀尖圆弧半径及刀具的主副偏角有关。
物理因素是与被加工材料性质和与切削机理相关的因素。如：当刀具中速切削塑性材料时产生积屑瘤与鳞刺，使加工表面的粗糙程度高；工艺系统中的高频振动，使刀刃在加工表面留下振纹，增大了表面粗糙度值
(4) 其它要求分析
图样上给出的零件材料要求，是选择刀具(材料、几何参数及使用寿命)和选择机床型号及确定有关切削用量等的重要依据。
零件的加工件数，对装夹与定位、刀具选择、工序安排及走刀路线的确定等都是不可忽视的因素。
2．2．4选用数控机床
合理选用机床，才能以合理的投入，获得最佳生产效果。考虑零件特点和加工要求，全面衡量数控机床特征，是选用合适的数控机床的关键。数控设备的选用应从以下几个方面考虑。
(1) 考虑机床的加工目标
选用数控机床时总是有一定的出发点，目的是解决生产中的某一个或几个问题，选是为了用，选中的数控机床应能较好地实现预定的目标。例如考虑数控机床的加工目标是为了加工复杂的零件？还是为了提高加工效率？是为了提高精度？还是为了集中工序，缩短周期？或是实现柔性加工要求？有了明确的目标，有针对性地选用机床，才能以合理的投入，获得最佳效果。
(2) 考虑机床工艺围、类型
不同工艺类型的数控机床或加工中心，其使用围也有一定的局限性，只有加工在其工艺围的工件，才能达到良好的效果。
各种加工机床都有其最佳加工的典型零件。如，立式数控铣床及镗铣加工中心适用于加工平面凸轮、样板、箱盖、壳体等形状复杂单面加工零件，以及模具的、外型腔等；卧式铣床和加工中心配合回转工作台适用于加工箱体、泵体、壳体有多面加工任务的零件，如果对箱体的侧面与顶面要求在一次装夹中加工，可选用五面体加工中心。
大多数工件可以用二轴半联动的机床来加工，有些工件需要用三轴、四轴甚至五轴联动加工。机床联动功能的冗余是也是一种浪费，而且给使用、维护、修理带来不必要的麻烦。例如：当工件只要钻削或铣削加工时，就不要选用加工中心；能用数控车床完成的工件，就不必选用数控车削中心。对机床工艺围和类型的选择，应以够用为度，不宜盲目地追求“先进性”。
(3)考虑机床规格
主要是指机床的工作台尺寸以及运动围等。工件在工作台上安装时要留有适当的校正、夹紧的位置；各坐标的行程要满足加工时刀具的进、退刀要求；工件较重时，要考虑工作台的额定荷重；尺寸较大的工件，要考虑加工中不要碰到防护罩，也不能妨碍换刀动作；对数控车床主要考虑卡盘直径、顶尖间距、主轴孔尺寸、最大车削直径及加工长度等。
(4) 考虑主电机功率及进给驱动力等
使用数控机床加工时，常常是粗、精加工在一次装夹下完成。因此，选用时要考虑主电动机功率是否能满足粗加工要求，转速围是否合适；铰孔和攻螺纹时要求低速大扭矩；钻孔时，尤其钻直径较大的孔，要验算进刀力是否足够。对有恒切削速度控制的机床，其主电机功率要相当大，才能实现实时速度跟随，例如 360mm的数控机床，主电动机功率达27kW。
(5)考虑加工精度及精度保持性
影响数控机床加工精度的因素很多，如编程精度、插补精度、伺服系统跟随精度、机械精度等，在机床使用过程中还会有很多影响加工精度的因素发生，如温度的影响、力、振动、磨损的影响等等。对用户选用机床而言，主要考虑的是综合加工精度，即加工一批零件，然后进行测量，统计、分析误差分布情况。
选择机床的精度等级应根据被加工工件关键部位的加工精度要求来确定，一般来说，批量生产零件时，实际加工出的精度公差数值为机床定位精度公差数值的1.5～2倍。
(5) 考虑设备运行的可靠性
设备故障是最令人头痛的问题，特别是同类设备台数少时，设备故障将直接影响生产。机床稳定可靠性高，既有数控系统的问题，也有机械部分的问题，尤其是数控系统部分。选择的设备一个是要少出故障，同时还要考虑排除故障要及时。
衡量设备可靠性的两个指标。
①平均无故障时间（MTBF），其值可表示成：MTBF=总工作时间/总故障次数（小时）。
②平均排除故障时间（MTTR），即从出现故障直到故障排除恢复正常为止的平均时间。
(6) 考虑机床配置
机床配置主要包括换刀装置、冷却装置、排屑装置等。
数控机床的转塔刀架有4~12把刀，大型机床还多些，有的机床具有双刀架或三刀架。按加工零件的复杂程度，一般选取8~12把刀已足够（其中包括备用刀）。加工中心的刀库容量有10~40把、60把、80把、120把等配置。选用时以够用为原则，同时考虑换刀时间、相配的刀具系统。
现代数控机床都使用大流量的冷却液，不仅可以降低切削区的温度，保证高效率地切削，而且可以起着冲屑的作用。
配有排屑装置时，可以保证加工自动连续地进行。
2．2．5数控加工方案
数控机床的加工方案的容包括：
对选用的数控机床进行调整，以满足加工的精度要求；对数控加工工序容进行合理划分，确定安装次数和工步数目，确定加工的先后顺序；确定装夹方案、定位基准、工件坐标系；确定工步，包括工步的刀具的选用、刀具的路线、刀具的切削用量等容；确定对刀方案和刀具的补偿方案并对刀具预调。
(1)装夹方案：
选用合适夹具，保证定位和夹紧要求，做到工件装夹快速有效。
(2)选择合适的刀具
根据工件加工要求、材料性能、切削用量、机床特性等因素，正确选择刀具的刀具类型、刀具材料、刀具几何参数，并使刀具安装调整方便等。
(3)工步划分和加工余量的选择
数控机床加工面余量的大小等于加工同一表面的各工步或工序加工余量的总和，加工同一表面的各工步或工序间的加工余量的选择可根据下列方法进行：
①尽量采用最小的加工余量总和，以便缩短加工时间，降低零件加工费用。
②加工余量又要足够，保证加工同一表面的各工步或工序的最终的加工能得到图纸上所规定的精度和表面粗糙度要求；
③加工余量要与加工零件的尺寸大小相适应，一般来说零件越大，由于切削力、应力所引起的变形也越大，故加工余量也相应大些；
④决定加工余量时应考虑到零件热处理引起的变化，以免产生废品；
⑤决定加工余量时应考虑加工方法和加工设备的刚性，以免零件发生变形。
(4)选择合理的刀具路线
刀具路线是加工过程中，刀具点相对工件进给运动轨迹和方向。合理地选择刀具路线要兼顾到刀具进给运动的安全性、加工质量、加工效益。
(5)确定合理的切削用量
合理确定刀具切削运动过程中主运动、进给运动的大小，即合理选用切削速度、背吃刀量及进给量，以满足加工质量要求，充分发挥加工潜能，力求降低加工成本。
(6)数控机床加工方案合理制定和方案优化：
在数控机床加工过程中，加工对象复杂多样，由于工件结构形状大小、技术要求的不同、毛坯的不同、材料不同、批量不同等因素的变化，具体零件在制定加工方案时，除参考典型工件的数控加工方案，还应针对具体加工容、要求具体分析，灵活处理或特别对待，只使所制定的加工方案更为合理。
确定加工方案时，对于同一工件的加工方案可以有很多个，应选择最经济、最合理、最完善的加工工艺方案，从而达到质量优、效率高和成本低的目的，即对加工方案存在优化的要求。
2．2．6 加工程序编写与校验
1.数学处理
为了向机床计算机描述刀具路线（刀具路线数据化），有必要设定适当的工件坐标系，计算组成刀具运动轨迹各个线段的起点和终点坐标数据。
对于由直线和圆弧组成的比较简单的零件加工，要计算出零件轮廓相邻几何元素的切点或交点(统称为基点)的坐标值，获得各几何元素的起点、终点、圆弧的圆心坐标，作为进给运动轨迹描述的依据。
对于形状复杂的零件(如特殊曲线、曲面组成的零件)的加工，如果数控系统本身没有此
类曲线的插补功能时，需采用小直线段或圆弧段拟合逼近法，根据加工精度的要求计算出各节点(逼近线段的交点或切点称为节点)坐标值，这往往需要借助于计算机辅助完成。
2．填写加工程序
刀具路线、工艺参数(如切削用量等)以及刀位数据确定后，按数控系统规定的功能指令代码和程序段格式，编写零件加工程序单，并把加工程序输入到CNC。
3．加工程序校验与调整
编制好的程序必须经过校验和试切才能用于正式加工。可在带有刀具轨迹动态模拟显示功能的数控系统上，切换到CRT图形显示状态下模拟运行所编程序，据自动报警容及所显示的刀具轨迹或零件图形是否正确来调试、修改。还可采用不装刀具、工件，开车空运行来检查、判断程序执行中机床运动是否符合要求。
以上方法只能检验机床运动是否正确，而不能检验被加工零件的实际加工质量，因此需要进行零件的首件试切。对于较复杂的零件，可先采用塑料或铝等易切削材料进行首件试切。当首件试切有误差时，应分析产生原因并加以修改。
零件程序通过校验和首件试切合格后，可进行正式批量加工生产。生产过程中，由于刀具磨损等原因，要适时检测所加工零件尺寸，进行刀具补偿。操作者还要注意观察运行情况，以免发生意外。对经过实践检验的加工工艺进行整理修改并定稿存档。
2．2．7 数控加工技术文件归档
编写数控加工专用技术文件是数控加工工艺设计的容之一。这些专用技术文件既是数控加工及产品验收的依据，也是需要操作者遵守、执行的规程，有的则是加工程序的具体说明或附加说明，目的是让操作者更加明确程序的容、装夹方式、各个加工部位所选用的刀具及其他问题。下面介绍几种数控加工专用技术文件，供参考使用。
1、数控加工工序卡
数控加工工序卡简明扼要地说明数控工序的加工工艺。包括：安装次数、工步数目、加工顺序；各工步的主要加工容、要求；各工步所用刀具及刀号、切削参数。其它工艺信息如：所用机床型号、刀具补偿、程序编号等信息。参见第八章表8-10-2的数控加工工序卡片。
2、数控刀具调整单
数控加工时，对刀具管理十分严格，一般要对刀具组装、编号，并在机外对刀仪或机，事先调整好刀具直径和长度。数控刀具调整单主要包括数控刀具明细表(简称刀具表)和数控刀具卡片(简称刀具卡)两部分。
数控刀具明细表，表明数控加工工序所用刀具的刀号、规格、用途，是操作人员调整刀具的主要依据。参见第八章表8-10-1的刀具明细表。
刀具卡主要反映刀具编号、刀具结构、尾柄规格、组合件名称代号、刀片型号和材料等，它是组装刀具的依据。数控刀具卡片的格式见表2-2-1。
表2-2-1数控刀具卡片例
零件图号ISO102—4 数控刀具卡片使用设备
刀具名称镗刀TC—30
刀具编号T13003 换刀
方式
自动程序编号
刀具组成序号编号刀具名称
规格
/mm
数量备注
1 7013960 拉钉l
2 390. 刀柄 1
3
391.35-4063110
M
镗刀杆l
4 448S-405628-ll 镗刀体l
5 2148C –371103 精镗单元
φ50～φ
72
l
6
TRMRll0304-2lSI
P
刀片l
3、数控加工程序及说明
实践证明，仅依据加工程序单和数控加工工序卡来进行实际加工还有许多不足之处。由
于操作者对程序的容不够清楚，对编程人员的意图不够理解，经常需要编程人员在现场进行口头解释、说明与指导，这种做法对单件加工情况还能应付，而对于长期批量的生产，会遇到许多麻烦。因此，对加工程序进行必要的详细说明是很有用的，特别是对于那些需要长时间保留和使用的程序尤其重要。
在数控加工中，常常要注意并防止刀具在运动中与夹具、工件等发生意外的碰撞，为此必须设法告诉操作者关于编程中的刀具运动路线，使操作者在加工前就有所了解，同时应计划好夹紧位置并控制夹紧元件的高度，这样可以减少事故的发生。此外，对有些被加工零件由于工艺性问题必须在加工中挪动夹紧位置的，也需要事先告诉操作者，以防出现安全问题
数控加工工艺大作业指导书 一．大作业目的 通过数控加工工艺大作业练习，使学生掌握零件的数控加工工艺的分析方法。 二．大作业内容 1.分析与制定轴类零件数控加工工艺。 2.分析与制定型腔凸台零件数控加工工艺。 3.分析与制定升降台铣床的支承套零件数控加工工艺。三．大作业完成步骤 1.零件图工艺分析； 2.选择设备； 3.确定零件的定位基准和装夹方式； 4.确定加工顺序及进给路线； 5.刀具选择； 6.确定切削用量； 7.填写数控加工工艺文件。 四、进行数控加工工艺分析时需要考虑的因素 1．数控加工工艺的基本特点 数控机床加工工艺与普通机床加工工艺在原则上基本相同，但数控加工的整个过程是自动进行的，因而又有其特点。 1）数控加工的工序内容比普通机床的加工的工序内容
复杂。这是因为数控机床价格昂贵，若只加工简单的工序，在经济上不合算，所以在数控机床上通常安排较复杂的工序，甚至是在通用机床上难以完成的那些工序。 2）数控机床加工程序的编制比普通机床工艺规程编制复杂。这是因为在普通机床的加工工艺中不必考虑的问题，如工序内工步的安排、对刀点、换刀点及走刀路线的确定等问题，在数控加工时，这一切都无例外地都变成了固定的程序内容，正由于这个特点，促使对加工程序的正确性和合理性要求极高，不能有丝毫的差错，否则加工不出合格的零件。 2．数控加工工艺分析的主要内容 根据数控加工的实践，数控加工工艺主要包括以下方面：1）选择适合在数控机床上加工的零件和确定工序内容； 2）零件图纸的数控工艺性分析； 3）制订数控工艺路线，如工序划分、加工顺序的安排、基准选择、与非数控加工工艺的衔接等； 4）数控工序的设计，如工步、刀具选择、夹具定位与安装、走刀路线确定、测量、切削用量的确定等； 3．数控加工零件的合理选择 在数控机床上加工零件时，一般有两种情况。第一种情况：有零件图样和毛坯，要选择适合加工该零件的数控机床。第二种情况：已经有了数控机床，要选择适合在该机床上加工的零件。无论哪种情况，考虑的主要因素主要有，毛坯的
数控机床课程设计指南（doc 9页）
数控机床课程设计指导书应用专业：机械设计制造及其自动化 班级 学号 姓名
1.设计任务 本次课程设计是通过分析零件图，合理选择零件的数控加工工艺过程，对零件进行数控加工工艺路线进行设计，从而完成零件的数控加工程序的编写。使零件能在数控机床上顺利加工，并且符合零件的设计要求。 2.设计要求 1 绘制二维、三维零件图各一张； 2 数控加工工序卡一份； 3 走刀路线图一份； 4 数控加工程序清单一份（含注释）； 5 设计说明书一份。（分析零件结构；选择机床设备、刀具；编 写数控加工工艺；写出数值计算过程） 3.零件图的分析 在数控车床上加工如图所示的带螺纹的轴类零件，该零件由外圆柱面，槽和螺纹所构成，零件的最大外径为Φ56，加工粗糙度要求较高，并且需要加工M30×1.5的螺纹，其材料为45﹟，分析其形状为不规范的阶梯轴类零件，可以采用端面粗车循环加工指令，选择毛坯尺寸为Φ60mm×150mm的棒料。
4.机床设备的选择 根据该零件图所示为轴类零件，需要的加工的为外轮廓和螺纹，以及毛坯的尺寸大小，查机械设计手册选择FANUC系统的CK7815型数控车床来加工此零件。 5.确定工件的装夹方式 由于这个工件时一个实心轴类零件，并且轴的长度不是很长，所以采用工件的左端面和Φ60的外圆为定位基准。使用普通三爪卡盘加紧工件，取工件的右端面中心为工件的坐标系的原点。 6.确定数控加工刀具及加工工序卡片 根据零件的加工要求，T01号刀为450硬质合金机夹粗切外圆偏刀；T02号刀为900硬质合金机夹粗切外圆偏刀；T03号刀为900硬质合金机夹精切外圆偏刀；T04号刀为硬质合金机夹切槽刀，刀片宽度为5mm，用于切槽、切断车削加工；选择5号刀为硬质合金机夹螺纹刀，用于螺纹车削加工。该零件的数控加工工艺卡片如表1-1所示。 加工流程：加工右端面→粗车外轮廓→精车外轮廓→切螺纹退刀槽→车螺纹→切断 表1-1数控加工工序卡片
数控加工工艺作业1-3答案
第1章数控加工的切削基础 作业 一、单项选择题 1、切削脆性金属材料时，材料的塑性很小，在刀具前角较小、切削厚度较大的情况下，容易产生（ C ）。 （A）带状切屑（B）挤裂切屑（C）单元切屑(D) 崩碎切屑 2、切削用量是指（D）。 （A）切削速度（B）进给量（C）切削深度（D）三者都是 3、粗加工切削用量选择的一般顺序是（ A ）。 （A）a p-f-v c（B）a p- v c -f（C）v c -f-a p（D）f-a p- v c 4、确定外圆车刀主后刀面的空间位置的角度有（ B ）。 （A）g o和a o（B）a o和K r′（C）K r和a o（D）λs和K r′ 5、分析切削层变形规律时，通常把切削刃作用部位的金属划分为（ C ）变形区。 （A）二个（B）四个（C）三个（D）五个 6、在切削平面内测量的车刀角度是（ D ）。 （A）前角（B）后角（C）楔角（D）刃倾角 7、车削用量的选择原则是：粗车时，一般（A ），最后确定一个合适的切 削速度v。 （A）应首先选择尽可能大的吃刀量ap，其次选择较大的进给量f； （B）应首先选择尽可能小的吃刀量ap，其次选择较大的进给量f； （C）应首先选择尽可能大的吃刀量ap，其次选择较小的进给量f； （D）应首先选择尽可能小的吃刀量ap，其次选择较小的进给量f。 8、车削时的切削热大部分由（ C ）传散出去。 （A）刀具（B）工件（C）切屑（D）空气 9、切削用量三要素对刀具耐用度的影响程度为（ C ） （A）背吃刀量最大，进给量次之，切削速度最小； （B）进给量最大，背吃刀量次之，切削速度最小； （C）切削速度最大，进给量次之，背吃刀量最小； （D）切削速度最大，背吃刀量次之，进给量最小； 10、粗车细长轴外圆时，刀尖的安装位置应（C ），目的是增加阻尼作用。 （A）比轴中心稍高一些（B）与轴中心线等高 （C）比轴中心略低一些（D）与轴中心线高度无关
序号 1 日期班级 课题数控程序编制的概念 重点与难点数控编程的内容与步骤 教研室主任年月日教师年月日 教学手段：多媒体教学 引入：由普通机床难加工零件及东芝事件引出数控机床应用（5分钟）正课：第一章数控加工技术概况（85分钟） 1.1 数控程序编制的概念 在编制数控加工程序前，应首先了解：数控程序编制的主要工作内容，程序编制的工作步骤，每一步应遵循的工作原则等，最终才能获得满足要求的数控程序。 1.1.1 数控程序编制的定义 编制数控加工程序是使用数控机床的一项重要技术工作，理想的数控程序不仅应该保证加工出符合零件图样要求的合格零件，还应该使数控机床的功能得到合理的应用与充分的发挥，使数控机床能安全、可靠、高效的工作。 1、数控程序编制的内容及步骤 数控编程是指从零件图纸到获得数控加工程序的全部工作过程。 （1）分析零件图样和制定工艺方案 这项工作的内容包括：对零件图样进行分析，明确加工的内容和要求；确定加工方案；选择适合的数控机床；选择或设计刀具和夹具；确定合理的走刀路线
及选择合理的切削用量等。这一工作要求编程人员能够对零件图样的技术特性、几何形状、尺寸及工艺要求进行分析，并结合数控机床使用的基础知识，如数控机床的规格、性能、数控系统的功能等，确定加工方法和加工路线。 （2）数学处理 在确定了工艺方案后，就需要根据零件的几何尺寸、加工路线等，计算刀具中心运动轨迹，以获得刀位数据。数控系统一般均具有直线插补与圆弧插补功能，对于加工由圆弧和直线组成的较简单的平面零件，只需要计算出零件轮廓上相邻几何元素交点或切点的坐标值，得出各几何元素的起点、终点、圆弧的圆心坐标值等，就能满足编程要求。当零件的几何形状与控制系统的插补功能不一致时，就需要进行较复杂的数值计算，一般需要使用计算机辅助计算，否则难以完成。 （3）编写零件加工程序 在完成上述工艺处理及数值计算工作后，即可编写零件加工程序。程序编制人员使用数控系统的程序指令，按照规定的程序格式，逐段编写加工程序。程序编制人员应对数控机床的功能、程序指令及代码十分熟悉，才能编写出正确的加工程序。 （4）程序检验 将编写好的加工程序输入数控系统，就可控制数控机床的加工工作。一般在正式加工之前，要对程序进行检验。通常可采用机床空运转的方式，来检查 机床动作和运动轨迹的正确性，以检验程序。在具有图形模拟显示功能的数控机床上，可通过显示走刀轨迹或模拟刀具对工件的切削过程，对程序进行检查。对于形状复杂和要求高的零件，也可采用铝件、塑料或石蜡等易切材料进 行试切来检验程序。通过检查试件，不仅可确认程序是否正确，还可知道加工精度是否符合要求。若能采用与被加工零件材料相同的材料进行试切，则更能反映实际加工效果，当发现加工的零件不符合加工技术要求时，可修改程序或采取尺寸补偿等措施。 总结与提问：数控机床的应用及数控机床编程步骤（10分钟）
设计计算过程 结 果一、设计课题 二、零件图纸分析 1. 毛坯的选择，长度为150MM，宽度为90mm，高度为40mm长方体毛坯。 2. 机床选择： 根据该零件加工的数控机床类型和型号。包括主要参数及工作台尺寸。确定定 位方案，夹紧方案等可选择数控铣床机床。 3、刀具及夹具选择 夹具：毛坯为规则的长方体，选用平口钳夹具夹紧即可。 刀具： （1） T06、直径50的飞刀开粗两边的大平面； （2） T01、Φ6的钻头，钻孔6-Φ6的通孔； （3） T02、Φ10的钻头，钻4-Φ10的盲孔； （4） T03、Φ29的钻头，钻2-Φ30的镗刀底孔； （5） T04、Φ30的镗刀，镗孔。 4、切削参数的确定 （1）背刀吃量。飞刀F200, Φ6的钻头F150，Φ10的钻头F150, Φ26Φ钻头 F60, Φ30的镗刀F60.
（2）主轴转速。 主轴转速：主轴转速设为400r/min. 5、走刀路线 四、工艺规程设计 1、工艺路线的拟定 工步1：下料； 工步2：用平口钳夹紧工件，用D50的飞刀加工两边平面； 工步3：用平口钳夹紧工件；用Φ6的钻头，钻孔6个Φ6的通孔； 工步4：用平口钳夹紧工件；用Φ10的钻头，钻4个Φ10深15的盲孔；工步5：用平口钳夹紧工件；用Φ29的钻头，钻2个Φ30镗刀底孔通孔；工步6：用平口钳夹紧工件；用Φ30镗刀，镗2个Φ30镗刀通孔； 工步7：钳工去毛刺； 工步8：检验员检验； 工步9：清洗，封装入库。 2、热处理工艺 零件材料为碳素钢，热处理采用淬火的方式。 3、工艺路线的最终确定 工步1：下料； 工步2：用平口钳夹紧工件，用D50的飞刀加工两边平面； 工步3：用平口钳夹紧工件；用Φ6的钻头，钻孔6个Φ6的通孔；
第1章数控加工的切削基础 一、单项选择题 1、切削脆性金属材料时，材料的塑性很小，在刀具 前角较小、切削厚度较大的情况下，容易产生 （ D）。 （A）带状切屑（B）挤裂切屑（C）单元切屑(D) 崩碎切屑 2、切削用量是指（D）。 （A）切削速度（B）进给量（C）切削深度（D）三者都是 3、切削用量选择的一般顺序是（A）。 （A）a p-f-v c（B）a p- v c -f（C）v c -f-a p（D）f-a p- v c 4、确定外圆车刀主后刀面的空间位置的角度有（C）。 （A）γo和αo（B）αo和K r′ （C）K r和αo（D）λs和K r′ 5、分析切削层变形规律时，通常把切削刃作用部位的金属划分为（C ）变形区。 （A）二个（B）四个（C）三个（D）五个 6、在切削平面内测量的车刀角度是（D）。 （A）前角（B）后角（C）楔角（D）刃倾角 7、车削用量的选择原则是：粗车时，一般（A）， 最后确定一个合适的切削速度v。（A）应首先选择 尽可能大的吃刀量ap，其次选择较大的进给量f； （B）应首先选择尽可能小的吃刀量ap，其次选择 较大的进给量f； （C）应首先选择尽可能大的吃刀量ap，其次选择 较小的进给量f； （D）应首先选择尽可能小的吃刀量ap，其次选择 较小的进给量f。 8、车削时的切削热大部分由（C ）传散出去。 （A）刀具（B）工件（C）切屑（D）空气 9、切削用量三要素对刀具耐用度的影响程度为（C ） （A）背吃刀量最大，进给量次之，切削速度最小； （B）进给量最大，背吃刀量次之，切削速度最小； （C）切削速度最大，进给量次之，背吃刀量最小； （D）切削速度最大，背吃刀量次之，进给量最小； 10、粗车细长轴外圆时，刀尖的安装位置应（A ），目的是增加阻尼作用。 （A）比轴中心稍高一些（B）与轴中心线等高 （C）比轴中心略低一些（D）与轴中心线高度无关 11、数控编程时，通常用F指令表示刀具与工件的相对运动速度，其大小为（C ）。 （A）每转进给量f （B）每齿进给量f z （C）进给速度v f（D）线速度v c 12、刀具几何角度中，影响切屑流向的角度是（B ）。 （A）前角；（B）刃倾角；（C）后角；（D）主偏角。 13、切断、车端面时，刀尖的安装位臵应（B ），否则容易打刀。 （A）比轴中心略低一些；（B）与轴中心线等高； （C）比轴中心稍高一些；（D）与轴中心线高度无关。 14、（A）切削过程平稳，切削力波动小。 （A）带状切屑（B）节状切屑（C）粒状切屑（D）崩碎切屑 15、为提高切削刃强度和耐冲击能力，脆性刀具材料通常选用（B ）。 （A）正前角；（B）负前角；（C）0°前角；（D）任意前角。 二、判断题（正确的打√，错误的打×） 1、用中等切削速度切削塑性金属时最容易产生积屑 瘤。( √) 2、在金属切削过程中，高速加工塑性材料时易产生 积屑瘤，它将对切削过程带来一定的影响。( ×) 3、刀具前角越大，切屑越不易流出、切削力也越大，但刀具的强度越高。（×） 4、主偏角增大，刀具刀尖部分强度与散热条件变差。（√） 5、精加工时首先应该选取尽可能大的背吃刀量。（×） 6、外圆车刀装得低于工件中心时，车刀的工作前角减小，工作后角增大。（√） 7、进给速度由F指令决定，其单位为m/min。（×） 8、前角增加，切削力减小，因此前角越大越好。（×） 9、背吃刀量是根据工件加工余量进行选择的，因而与机床功率和刚度无关。（×） 10、选择合理的刀具几何角度以及适当的切削用量都 能大大提高刀具的使用寿命。（×）
数控加工工艺课程设计说明书(DOC 22页)
《数控加工工艺》课程设计说明书 班级： 学号： 姓名】 指导老师：】
1.设计任务 本次课程设计是通过分析零件图，合理选择零件的数控加工工艺过程，对零件进行数控加工工艺路线进行设计，从而完成零件的数控加工程序的编写。使零件能在数控机床上顺利加工，并且符合零件的设计要求。 2.设计目的。 《数控加工工艺课程设计》是一个重要的实践性教学环节，要求学生运用所学的理论知识，独立进行的设计训练，主要目的有： 1 通过本设计，使学生全面地、系统地了解和掌握数控加工工艺和数控编程的基本内容和基本知识，学习总体方案的拟定、分析与比较的方法。 2 通过对夹具的设计，掌握数控夹具的设计原则以及如何保证零件的工艺尺寸。 3 通过工艺分析，掌握零件的毛坯选择方式以及相关的基准的确定，确定加工顺序。 4 通过对零件图纸的分析，掌握如何根据零件的加工区域选择机床以及加工刀具，并根据刀具和工件的材料确定加工参数。 5 锻炼学生实际数控加工工艺的设计方法，运用手册、标准等技术资料以及撰写论文的能力。同时培养学生的创新意识、工程意识和动手能力。 3.设计要求： 1、要求所设计的工艺能够达到图纸所设计的精度要求。 2、要求所设计的夹具能够安全、可靠、精度等级合格，所加工面充分暴露出来。 3、所编制的加工程序需进行仿真实验，以验证其正确
4.设计内容 4.1分析零件图纸 零件图如下： 1.该零件为滑台工作台，是一个方块形的零件。图中加工轮廓数据充分，尺寸 清晰，无尺寸封闭等缺陷。 2.其中有多个孔有明确的尺寸公差要求和位置公差要求，而无特殊的表面粗糙 度要求，如70+0.1、102+0.1、80+0.1、100+0.1、13.5+0.05、26+0.05.
第 1 章 数控加工的切削基础 作业 、单项选择题 1、切削脆性金属材料时，材料的塑性很小，在刀具前角较小、切削厚度较 大的情况下，容易产生( C )。 (A )带状切屑 (B )挤裂切屑 (C )单元切屑 (D)崩碎切屑 2、 切削用量是指( D )。 (A) 切削速度 (B )进给量 (C )切削深度 (D )三者都是 3、 粗加工切削用量选择的一般顺序是( A )。 ( A B C a p -f-v c ( B ) a p - v c -f ( C ) v c -f-a p ( D ) f-a p - v c 4、确定外圆车刀主后刀面的空间位置的角度有( B ) 5、 分析切削层变形规律时，通常把切削刃作用部位的金属划分为( C ) 变形区。 (A) 二个 (B )四个 (C )三个 (D )五个 6、 在切削平面内测量的车刀角度是 ( D )。 (A )前角 (B )后角 (C )楔角 (D )刃倾角 7、车削用量的选择原则是：粗车时，一般 ( A )，最后确定一个合适的切 削速度 v 。 ap,其次选择较大的进给量f ； ap,其次选择较大的进给量f ； ap,其次选择较小的进给量f ； ap,其次选择较小的进给量f 。8、车削时的切削热大部分由( C )传散出去 A ) 刀具 ( B ) 工件 ( C ) 切屑 ( D ) 空气 9、切削用量三要素对刀具耐用度的影响程度为( C ) (A) 背吃刀量最大，进给量次之，切削速度最小; (B) 进给量最大，背吃刀量次之，切削速度最小; (C) 切削速度最大，进给量次之，背吃刀量最小; (D) 切削速度最大，背吃刀量次之，进给量最小; 10、粗车细长轴外圆时,刀尖的安装位置应( C ),目的是增加阻尼 作用。 A 应首先选择尽可能大的吃刀量 B ) 应首先选择尽可能小的吃刀量 C 应首先选择尽可能大的吃刀量 D ) 应首先选择尽可能小的吃刀量 (A ) g o 和 a o (B ) a o 和 K r (C ) K r 和 a o (D )入 s 和 K r ' (A )比轴中心稍高一些 (C )比轴中心略低一些 (B) 与轴中心线等高 (D )与轴中心线高度无关
数控加工工艺基础 第一节数控加工工艺的制定 一、数控加工工艺的主要内容 （1）数控加工工艺的主要内容 （2）分析被加工零件的图样，明确加工内容及技术要求。 （3）确定零件的加工方案，制定数控加工工艺路线。如划分工序、安排加工顺序，处理与非数控加工工序的衔接等。 （4）加工工序的设计。如选取对刀点和换刀点、确定刀具补偿及确定加工路线等。 其中，起刀点是指数控机床加工中，每把刀具进入程序时应该具有的一个明确 的起点，即刀具进入程序的起点。如果在一个数控加工程序中要调用多把刀具 对工件进行加工，需要使每把刀具都由同一个起点进入程序。那么，在安装各 把刀具时，应把各刀的刀位点都安装或校正到同一个空间点上，这个点称为对 刀点。 而刀具交换点（即数控车床使用多把刀具加工时，确定的刀具系统交换刀具的 坐标点）在数控车床上由编程者确定，在加工中心上或数控铣床（手工换刀） 上一般是固定与某一点。 二、加工方法的选择 机械零件的结构形状各种多样，但它们都是由平面、外圆柱面、内圆柱面或曲面、成形面等基本表面组成。每一种表面都有多种加工方法，具体选择时应根据零件的加工精度、表面粗糙度、材料、结构形状、尺寸及生产类型等因素，选用相应的加工方法和加工方案。 1.外园表面加工方法的选择 外园表面的主要加工方法是车削和磨削。当表面粗糙度要求较小时，还要进行光整加工。表2-1为外园表面的典型加工方案。可根据加工表面要求、零件的结构特点以及生产类型、毛坯种类和材料性质、尺寸、几何精度和表面粗糙度要求，并结合现场的设备等条件可以选用最接近的加工方案。 2.内孔表面加工方法的选择 内孔表面加工方法有钻孔、扩孔、镗孔、拉孔、磨孔和光整加工。表2-2为常用的孔加工方案，应根据被加工孔的加工要求、尺寸、具体生产条件、批量的大小及毛坯上有无预制孔等情况合理选用。
数控机床习题（第一章） 1填空题 （1）数控机床一般由控制介质、数控系统、伺服系统、机床本体、反馈装置和各种辅助装置组成。 （2 ）数控机床采用■数字控制_技术对机床的加工过程进行自动控制的一类机床。 （3 ）突破传统机床结构的最新一代的数控机床是■并联_机床。 （4 ）塁自适应控制_技术的目的是要求在随机变化的加工过程中，通过自动调节加工过程中所测得的工作状态、特性，按照给定的评价指标自动校正自身的工作参数，以达到或接近最佳工作状态。 2选择题 （1 ）一般数控钻、镗床属于（c） （A）直线控制数控机床（B）轮廓控制数控机床 （C）点位控制数控机床（D）曲面控制数控机床 （2 ）（［d ）是数控系统和机床本体之间的电传动联系环节。 （A ）控制介质（B ）数控装置 （C）输出装置（D）伺服系统 （3）适合于加工形状特别复杂（曲面叶轮）、精度要求较高的零件的数控机床是（ a ）（A）加工中心（B）数控铳床 （C）数控车床（D）数控线切割机床 （4）闭环控制系统的位置检测装置装在（ b ） （A）传动丝杠上（B ）伺服电动机轴上 （C）数控装置上（D）机床移动部件上 （5）根据控制运动方式的不同，数控机床可分为（|a ） （A）开环控制数控机床、闭环控制数控机床和半闭环控制数控机床 （B）点位控制数控机床、直线控制数控机床和轮廓控制数控机床 （C）经济型数控机床、普及型数控机床和高档型数控机床 （D ）NC机床和CNC机床3判断题 （1）通常一台数控机床的联动轴数一般会大于或等于可控轴数。（x ） （2 ）数控机床是通过程序来控制的。（X ） （3）数控机床只用于金属切削类加工。（x ） （4 ）数控系统是机床实现自动加工的核心，是整个数控机床的灵魂所在。（V） （5 ）机床本体是数控机床的机械结构实体，是用于完成各种切割加工的机械部分。（V ） 4简答题 （1 ）简述数控机床的发展趋势。 1、高速度与高精度化 2、多功能化 3、智能化 4、高的可靠性
目录 一、数控车床加工工艺 1.1数控车床加工工艺特点 (2) 1.2数控车床加工工艺容 (2) 二、图纸的分析及工艺处理 2.1 工艺分析 (2) 2.2 工艺处理 (3) 2.3 选择设备 (3) 2.4 确定零件的定位基准和装夹方式 (3) 2.5确定加工顺序及进给路线 (3) 2.6刀具选择 (3) 2.7切削用量选择 (4) 2.8数控车零件程序清单 (7) 2.9数控仿真截图 (8) 三、数控铣床加工工艺 3.1 零件图工艺分析 (9) 3.2确定装夹方案 (10) 3.3确定加工顺序 (10) 3.4刀具选择 (10) 3.5 切削用量选择 (13) 四、主要加工程序 4.1 确定编程原点 (13) 4.2 机床的选择 (14) 4.3 数控铣XKG-028零件程序清单 (14) 4.4 数控仿真截图 (18) 五、设计总结 (19) 六、参考文献 (20)
一、数控车床加工工艺 1.1、数控车床加工的工艺特点 数控车床加工与普通车床加工在许多方面遵循的原则基本上是一致的。但数控车床加工自动化程度高，控制功能强，设备费用高，因此也就相应形成了数控车床加工工艺的自身特点。 1.2、数控车床加工工艺容 （1）选择并确定适合在数控车床上加工的零件并确定工序容。 （2）分析被加工零件图纸的数控加工工艺，明确加工容与技术要求。 （3）确定零件加工反感，制定数控加工工艺路线，如划分工序、安排加工顺序等。 （4）设计数控加工工序，制定定位夹紧方案，划分工步，规划走刀路线，选择刀辅具，确定切削用量，计算工序尺寸及工差等。 （5）数控加工专用技术文件的编写。 二、图纸的分析及工艺处理 2.1、工艺分析 轴类零件是机械加工中不可缺少的一类零件，在机械装配中起着举足轻重的作用。工艺分析是数控车削加工的前期工艺准备工作。工艺制定的合理与否，对程序编制、机床的加工效率和零件加工精度都有重要影响。该零件右端有两
第1章数控加工的切削基础 作业 一、单项选择题 1、切削脆性金属材料时，材料的塑性很小，在刀具前角较小、切削厚度较大的情况下，容易产生（ C ）。 （A）带状切屑（B）挤裂切屑（C）单元切屑(D) 崩碎切屑 2、切削用量是指（D）。 （A）切削速度（B）进给量（C）切削深度（D）三者都是 3、粗加工切削用量选择的一般顺序是（ A ）。 （A）a p-f-v c（B）a p- v c -f（C）v c -f-a p（D）f-a p- v c 4、确定外圆车刀主后刀面的空间位置的角度有（ B ）。 （A）g o和a o（B）a o和K r′（C）K r和a o（D）λs和K r′ 5、分析切削层变形规律时，通常把切削刃作用部位的金属划分为（ C ）变形区。 （A）二个（B）四个（C）三个（D）五个 6、在切削平面内测量的车刀角度是（ D ）。 （A）前角（B）后角（C）楔角（D）刃倾角 7、车削用量的选择原则是：粗车时，一般（A ），最后确定一个合适的切 削速度v。 （A）应首先选择尽可能大的吃刀量ap，其次选择较大的进给量f； （B）应首先选择尽可能小的吃刀量ap，其次选择较大的进给量f； （C）应首先选择尽可能大的吃刀量ap，其次选择较小的进给量f； （D）应首先选择尽可能小的吃刀量ap，其次选择较小的进给量f。 8、车削时的切削热大部分由（ C ）传散出去。 （A）刀具（B）工件（C）切屑（D）空气 9、切削用量三要素对刀具耐用度的影响程度为（ C ） （A）背吃刀量最大，进给量次之，切削速度最小； （B）进给量最大，背吃刀量次之，切削速度最小； （C）切削速度最大，进给量次之，背吃刀量最小； （D）切削速度最大，背吃刀量次之，进给量最小； 10、粗车细长轴外圆时，刀尖的安装位置应（C ），目的是增加阻尼作用。 （A）比轴中心稍高一些（B）与轴中心线等高 （C）比轴中心略低一些（D）与轴中心线高度无关
《数控加工工艺方案的制定》课程讲义学习情境1—花键轴零件工艺路线的拟定第一部分学习情境教学框架学习领域数控加工工艺方案的制定总学时128学期4学习情境1花键轴零件工艺路线的拟定学时14课号1学习目标学习内容知识技能1.能理解花键轴零件图样要求如零件的结构形状特点、材料性能、尺寸精度、形位精度、表面质量等。2.能对花键轴零件进行数控车削加工可行性分析从经济性和产品质量的角度对数控加工方法与传统加工方法进行比较从而选择适宜的加工方法、数控车床类型及定位方案等作出成本核算。3.能根据花键轴零件的结构特点、数量、材料性能、尺寸精度、形位精度、表面质量要求等确定该零件生产类型、毛坯类型、加工方法、加工顺序、机床类型、工艺装备、热处理方式等独立完成花键轴零件机械含数控车削加工工艺分析工作。4.掌握45号钢的力学性能、切削加工性能及加工45号钢所用刀具材料的性能。5.能根据花键轴零件的结构形状特点、材料性能及精度要求选择适宜毛坯类型熟悉45号钢常用热加工工艺过程。6.熟悉数控车床的基本结构、功能、和加工工艺范围。7.熟悉数控车床基本操作方法 并能合理选用数控车床工艺装备。8.能独立完成花键轴零件机械含数控车削加工工艺路线拟定工作。9.能够在一起进行交流、讨论、制订工作任务方案。1.花键轴零件工艺分析前准备知识如45号钢的力学性能、热处理性能、切削加工性能等。2.花键轴零件工艺分析的主要内容、步骤及工艺分析要达到的目的。3.加工45号钢所用刀具材料的性能。4.花键轴零件生产类型、毛坯类型的确定。5.花键轴零件加工方法、定位装夹方式的确定方法。6.花键轴零件加工顺序、机床类型的确定方法。7.花键轴零件机械含数控车削加工工艺路线的拟订方法工艺路1.花键轴零件加工工艺制定相关资料查阅、搜集、处理工作。2.花键轴零件工艺分析报告卡片的填写。3.花键轴零件机械含数控车削工艺路线卡片的填写。4.检查分析、评价花键轴零件机械含数控车削工艺路线方案。5.小组成员10.能在组内进行沟通交流评价整个工作情况正确面对工作中的批评具备良好的职业综合素养和工作态度。线拟订的主要内容与步骤。8.花键轴零件检测工具的选择。之间互相沟通、讨论、检查和评价工作过程。教学重点1.花键轴零件工艺分析前准备工作。2.花键轴零件工艺分析的主要内容、步骤及工艺分析要达到的目的。3.花键轴零件机械含数控车削加工工艺路线拟订的主要内容与步骤。教学方法宏观引导文教学法微观案例法教学资源工具CK6136S数控车床、CK7150A数控车床、vnuc3.0数控机床仿真加工软件资料项目工作任务书、引导文、华中世纪星HNC-21T系统编程说明书、华中世纪星HNC-21T系统操作说明书、虚拟车间提供的本课程所需机床设备技术参数、机械加工工艺员手册等工艺文件、刀具及刀具样本、虚拟车间提供的本课程所需刀具资源、夹具选用的图表及手册、说明书、虚拟车间提供的本课程所需夹具资源、切削用量选用表媒体课件、多媒体教学光盘教学实施场所数控工艺理实一体化教室含虚拟车间、数控加工实训中心、机械加工实训中心教学环节1.资讯2.计划与决策3.实施4.检查5.评价检查1.花键轴零件工艺分析前准备工作。20分 2.花键轴零件工艺分析报告。30分 3.花键轴零件机械含数控车削加工工艺路线的拟订。50分评价1.工作成果评价70分教师评价40、小组互评40、学生自评20。 2.团体协作与交流沟通能力评价10分。 3.学习态度与纪律评价10分。 4.解决问题
数控加工工艺课程设计指导书 一．设计目的 通过数控加工工艺课程设计，掌握零件的数控加工工艺的编制及加工方法。二．设计内容 编制中等复杂程度典型零件的数控加工工艺。 三．设计步骤 （一）零件的工艺分析 无论是手工编程还是自动编程，在编程前都要对所加工的零件进行工艺分析，拟定加工方案，选择合适的刀具，确定切削用量。在编程中，对一些工艺问题（如对刀点、加工路线等）也需做一些处理。因此程序编制中的零件的工艺分析是一项十分重要的工作。 1．数控加工工艺的基本特点 数控机床加工工艺与普通机床加工工艺在原则上基本相同，但数控加工的整个过程是自动进行的，因而又有其特点。 1）数控加工的工序内容比普通机床的加工的工序内容复杂。这是因为数控机床价格昂贵，若只加工简单的工序，在经济上不合算，所以在数控机床上通常安排较复杂的工序，甚至是在通用机床上难以完成的那些工序。 2）数控机床加工程序的编制比普通机床工艺规程编制复杂。这是因为在普通机床的加工工艺中不必考虑的问题，如工序内工步的安排、对刀点、换刀点及走刀路线的确定等问题，在数控加工时，这一切都无例外地都变成了固定的程序内容，正由于这个特点，促使对加工程序的正确性和合理性要求极高，不能有丝毫的差错，否则加工不出合格的零件。 2．数控加工工艺的主要内容 根据数控加工的实践，数控加工工艺主要包括以下方面： 1）选择适合在数控机床上加工的零件和确定工序内容； 2）零件图纸的数控工艺性分析； 3）制订数控工艺路线，如工序划分、加工顺序的安排、基准选择、与非数控加工工艺的衔接等； 4）数控工序的设计，如工步、刀具选择、夹具定位与安装、走刀路线确定、测量、切削用量的确定等； 5）调整数控加工工艺程序，如对刀、刀具补偿等； 6）分配数控加工中的容差； 7）处理数控机床上部分工艺指令。 3．数控加工零件的合理选择 程序编制前对零件进行工艺分析时，要有机床说明书、编程手册、切削用量表、标准工具、夹具手册等资料，方能进行如下一些问题的研究。 在数控机床上加工零件时，一般有两种情况。第一种情况：有零件图样和毛坯，要选择适合加工该零件的数控机床。第二种情况：已经有了数控机床，要选择适合在该机床上加工的零件。无论哪种情况，考虑的主要因素主要有，毛坯的材料和类型、零件轮廓形状复杂程度、尺寸大小、加工精度、零件数量、热处理要求等。概括起来有三点，即零件技术要求能否保证，对提高生产率是否有利，经济上虽否合算。 根据国内外数控技术应用实践，数控机床通常最适合加工具有以下特点的零件：
2011年春季学期数控加工工艺与编程第二次作业 一、单项选择题（本大题共20分，共 10 小题，每小题 2 分） 1. 数控机床最适合加工（）的零件。 A. 生产批量大 B. 必须用特定的工艺装备协调加工 C. 形状复杂，用数学模型描述的复杂曲线或曲面轮廓，且加工精度要求高 D. 装夹困难或完全靠找正来保证加工精度 2. 下面（）指令不是坐标平面选择指令。 A. G17 B. G18 C. G19 D. G20 3. 辅助功能中表示选择性程序暂停的指令是（）。 A. M00 B. M01 C. M02 D. M30 4. 准备功能G90表示的功能是( ) A. 预置功能 B. 固定循环 C. 绝对尺寸 D. 增量尺寸 5. 下面哪组键盘快捷能对图形的渲染和取消渲染进行操作？( ) A. Alt+ B. Alt+O C. Alt+S D. Alt+F1 6. 数控机床上有一个机械原点，该点到机床坐标零点在进给坐标轴方向上的距离可以在机床出厂时设定。该点称（）。 A. 工件零点 B. 机床零点 C. 机床参考点 D. 换刀点 7. （）的位置一般由机械挡块位置进行粗定位，然后由光电编码器进行精确定位。 A. 工件原点 B. 机床原点 C. 参考点 D. 夹具原点 8. 加工圆柱形、圆锥形、各种回转表面、螺纹以及各种盘类工件并进行钻、扩、镗孔加工，可选用( )。 A. 数控铣床 B. 加工中心 C. 数控车床
D. 加工单元 9. ( )是机床上的一个固定点。 A. 参考点 B. 工件坐标系原点 C. 起刀点 D. 下刀点 10. 加工中心上一般采用( )圆锥刀柄，这类刀柄不能自锁，换刀方便，且有较高的定心精度和刚度。 A. 1:16 B. 7:64 C. 7:24 D. 7:23 二、判断题（本大题共20分，共 10 小题，每小题 2 分） 1. 由于数控车床使用直径编程，因此圆弧指令中的R值是圆弧的直径。（） 2. 加工中心是最早发展的数控机床品种。（） 3. 数控机床编程有绝对值和增量值编程，使用时不能将它们放在同一程序段中。（） 4. 加工中心是带有刀库及自动换刀装置的数控机床，它可以在一台机床上实现多种加工。( ) 5. 建立和取消刀补应在零件轮廓之外进行。（） 6. 加工沿着与坐标轴成45o的斜线可采用点位直线控制数控机床。（） 7. 自动编程解决了手工编程难以解决的复杂零件的编程问题，既减轻了编程的劳动强度，又提高了效率和准确性，在数控加工中的应用日益广泛。( ) 8. 预置进给速度的调节，对切割速度、加工精度和表面质量的影响很大。应按电压表、电流表调节进给旋钮，使表针稳定不动，此时进给速度均匀、平稳，是线切割加工速度和表面粗糙度均好的最佳状态。( ) 9. 铣削平面类零件周边轮廓一般采用立铣刀。( ) 10. 轮廓控制系统CP（Control Path）数控机床是对两个或两个以上的坐标轴同时进行控制。它不仅能保证各点的位置，而且要控制加工过程中各点的位移速度，也就是刀具移动的轨迹。( ) 三、填空题（本大题共14分，共 7 小题，每小题 2 分） 1. 控车床上加工工件时，工件原点一般设在主轴中心线与工件右端面（或左端面）的 ______ 处。 2. 切削用量的三要素是： ______ 、 ______ 和 ______ 。 3. 工件装夹到机床上时，应使工件坐标系与机床坐标系的坐标轴 ______ 保持一致。 4. 电火花加工（Electrical Discharge Machining）属于 ______ 的一种方法。 5. 所谓加工路线是数控机床在加工过程中， ______ 的运动轨迹和方向。 6. 确定数控机床坐标轴时规定，传递动力的主轴为 ______ 坐标轴，使工件和刀具之间距离 ______ 方向是 ______ 坐标轴的 ______ 方向。 7. 切削用量中 ______ 对刀具磨损的影响最大。 四、问答题（本大题共16分，共 4 小题，每小题 4 分）
机械工程学院 《数控机床编程》课程设计 题目：“王”字凸台 专业：机械设计制造及其自动 班级：机制1201 姓名：王超 学号：1209331031 成绩： 指导教师：张丽娟 2015年4月25日
目录 一、任务书 (1) 二、设计零件 (2) 三、数控加工工艺分析 (4) 四、程序清单 (5) 五、零件加工 (6) 六、设计小结 (7) 七、参考文献 (8) 八、感想 (9)
一、任务书 1.课程设计概述 《数控机床编程》课程设计是机械设计制造及其自动化专业的必修课程之一，它可以提高学生的动手能力，丰富学生的理论知识。是一门理论与实践相结合的综合性专业基础课。通过《数控机床编程》课程设计的学习，要求学生能够设计常用的轴类零件和型腔壳体类零件，并能够合理的选择卡具和加工设备，独立分析工艺，独立编程及完成其加工。通过数控机床编程课程设计，使学生提高数控机床实际操作和手工编程能力。同时还要求学生掌握数控机床的组成及其控制原理和方法。为以后的工作和学习打下坚实的基础。 2.课程设计目的 通过本次课程设计，掌握数控机床进行机械加工的基本方法，巩固数控加工编制的相关知识，将理论知识与实际工作相结合，并最终达到独立从事数控加工程序编制的工作能力。 3．课程设计任务 根据本任务书相关技术要求，完成零件设计，零件工艺分析，加工工序卡的编制，数控加工程序的编制，最后用HNC-21M数控系统机床加工出所设计的工件。
二、设计零件 我要做的零件是在金属块上刻一个“王”字。由于我是第一次将所学理论用于实践，因此我选择笔画相对较少的“王’字来做。本次编程我打算用顺时钟圆弧指令G02和直线指令G01来刻画这个字。
数控加工工艺课程作业（1） 1、车刀几何角度标注 ①45°端面车刀：Kr=Kr￠=45°，go= -5°，ao=ao￠=6°，ls= -3° ②内孔镗刀：Kr=75°，Kr￠=15°，go=10°，ao=ao￠=10°，ls= 10° 2、粗、精加工时切削用量的选择原则是什么？ 3、什么是积屑瘤？它是怎样形成的？对切削过程有何影响？如何抑制积屑瘤的产生？ 4、简述切削用量三要素对切削温度、切削力的影响规律。 5、什么是刀具磨钝标准？刀具磨钝标准与哪些因素有关？ 6、前角的作用和选择原则是什么？ 7、后角的作用和选择原则是什么？ 8、主偏角的作用和选择原则是什么？ 9、切削用量的选择原则与选择方法是什么？ 10、切削力的来源有哪些？简述各切削分力的特点和用途。 11、什么是刀具耐用度？刀具耐用度与哪些因素有关？ 12、数控车刀刀尖安装高低对工作角度有何影响？ 13、切削液的作用是什么？常用切削液有哪些？ 数控加工工艺课程作业（2） 1、什么是欠定位？为什么不能采用欠定位？ 2、什么是过定位？试分析图1中的定位元件分别限制了哪些自由度？是否合理？如何改进？ 图1
3、根据六点定位原理分析图2中各定位方案的定位元件所限制的自由度。 图2 4、粗基准和精基准选择的原则有哪些？ 5、对于图3所示零件，已知A、B、C、D及E面均已经加工好，试分析加工f10mm孔时用哪些表面定位比较合理？为什么？ 6、试分析图4中夹紧力的作用点与方向是否合理？为什么？如何改进？ 图3图4
7、套类零件铣槽时，其工序尺寸有三种标注方法，如图5所示，定位销为水平放置，试分别计算工序尺寸H1、H2、H3的定位误差。 图5 8、对夹紧装置的基本要求有哪些？ 数控加工工艺课程作业（3） 1、什么叫工序和工步？划分工序的原则是什么？ 2、何谓“工序集中”和“工序分散”？什么情况下按“工序集中”原则划分工序？什么情况下按“工序分散”原则划分工序？ 3、数控机床上加工的零件，一般按什么原则划分工序？如何划分？ 4、在数控机床上按“工序集中”原则组织加工有何优点？ 5、图1所示为轴类零件图，其内孔和外圆和各端面均已加工好，试分别计算图示三种定位方案加工时的工序尺寸极其偏差。 图1 6、图2所示零件，，，。因A3不便测量，试重新标出测量尺寸A4及其公差。
《数控加工工艺与编程》课程设计任务书
目录 一、项目导入 (3) 二、项目实施 (3) 2.1零件工艺性分析 (3) 2.1.1结构分析 (3) 2.1.2尺寸分析 (3) 2.1.3表面粗糙度分析 (3) 2.2制定机械加工工艺方案 (3) 2.2.1确定生产类型 (3) 2.2.2拟订工艺路线 (4) 2.2.3设计数控车加工工序 (4) 2.3编制数控技术文档 (5) 2.3.1编制机械加工工艺过程卡 (5) 2.3.2编制数控加工工序卡 (6) 2.3.3编制刀具调整卡 (7) 2.3.4编制数控加工程序卡 (7) 2.4试加工与优化 (9) 三、设计小结 (9) 四、参考文献 (10) 五、附件1 (11)
一、项目导入 加工螺纹球形轴，如图1-1所示，毛坯为Φ60×180的棒料。要求设计数控加工工艺方案，编制机械加工工艺过程卡，数控加工工序卡，数控车刀具调整卡，数控加工工序卡，进行仿真加工，优化走刀路线和程序。 二、项目实施 （一）零件工艺性分析 1.结构分析 如图1-1所示，该零件属于轴类零件，加工内容包括圆弧、圆柱、沟槽、螺纹、倒角。 2.尺寸分析 该零件图尺寸完整，主要尺寸分析如下。 ：经查表，加工精度等级为IT8。 Φ580 -0.046 ：经查表，加工精度等级为IT7。 Φ450 -0.025 ：经查表，加工精度等级为IT7。 Φ360 -0.025 其他尺寸的加工精度等级为IT4。 3.表面粗糙度分析 由图可知，其主要表面的粗糙度为3.2. 根据分析，螺纹球形轴的所有表面都可以加工出来，经济性能良好。 （二）制订机械加工工艺方案 1.确定成产类型 零件数量为2件，属于单件小批量。 2.拟定工艺路线
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目录 一、项目导入 (3) 二、项目实施 (3) 2.1零件工艺性分析 (3) 2.1.1结构分析 (3) 2.1.2尺寸分析 (3) 2.1.3表面粗糙度分析 (3) 2.2制定机械加工工艺方案 (3) 2.2.1确定生产类型 (3) 2.2.2拟订工艺路线 (4) 2.2.3设计数控车加工工序 (4) 2.3编制数控技术文档 (5) 2.3.1编制机械加工工艺过程卡 (5) 2.3.2编制数控加工工序卡 (6) 2.3.3编制刀具调整卡 (7) 2.3.4编制数控加工程序卡 (7) 2.4试加工与优化 (9) 三、设计小结 (9) 四、参考文献 (10) 五、附件1 (11)
一、项目导入 加工螺纹球形轴，如图1-1所示，毛坯为Φ60×180的棒料。要求设计数控加工工艺方案，编制机械加工工艺过程卡，数控加工工序卡，数控车刀具调整卡，数控加工工序卡，进行仿真加工，优化走刀路线和程序。 二、项目实施 （一）零件工艺性分析 1.结构分析 如图1-1所示，该零件属于轴类零件，加工内容包括圆弧、圆柱、沟槽、螺纹、倒角。 2.尺寸分析 该零件图尺寸完整，主要尺寸分析如下。 Φ580-0.046：经查表，加工精度等级为IT8。 Φ450-0.025：经查表，加工精度等级为IT7。 Φ360-0.025：经查表，加工精度等级为IT7。 其他尺寸的加工精度等级为IT4。 3.表面粗糙度分析 由图可知，其主要表面的粗糙度为3.2. 根据分析，螺纹球形轴的所有表面都可以加工出来，经济性能良好。 （二）制订机械加工工艺方案 1.确定成产类型 零件数量为2件，属于单件小批量。 2.拟定工艺路线