数控加工工艺- powerpoint presentation

数控加工工艺
自适应性较差，加工过程中可能遇到的所有问题必须事先精心考 虑，否则导致严重的后果。
3、制定数控加工工艺要进行零件图形的数学 处理和编程尺寸设定值的计算
编程尺寸并不是零件图上设计的尺寸的简单再 现，在对零件图进行数学处理和计算时，编程尺寸 设定值要根据零件尺寸公差要求和零件的形状几何 关系重新调整计算，才能确定合理的编程尺寸。
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：要考虑生产批量、生产周期、工序间周转情 况等因素，要尽量合理使用数控机床，达到产品质 量、生产率及综合经济效益等指标都明显提高的目 的，要防止将数控机床降格为普通机床使用。
2.数控加工工艺方案设计的主要内容
(1) 选择并确定进行数控加工的零件及内容； (2) 对零件图纸进行数控加工的工艺分析； (3) 数控加工的工艺设计； (4) 对零件图纸的数学处理； (5) 编写加工程序单； (6) 按程序单制作控制介质； (7) 程序的校验与修改； (8) 首件试加工与现场问题处理； (9) 数控加工工艺文件的定型与归档。
图 内槽结构工艺性
3）零件铣槽底平面时，槽 底圆角半径r不要过大；
图 零件铣槽底平面圆弧对加工工艺的影响
4）零件的可装夹性
零件的结构应便于定位和夹紧，且装夹次数要少。 例如，有些零件 需要在加工完一面后再重新安装加工另一面。这时，最好采用统一基准定 位，因此零件上应有合适的孔作为定位基准孔。如果零件上没有基准孔， 则可以专门设置工艺孔作为定位基准，如可在毛坯上增加工艺凸台或在后 继工序要铣去的余量上设基准孔。 工艺孔和工艺凸台在完成工件定位和零件加工后再加去除。如下图：
4、考虑进给速度对零件形状精度的影响
制定数控加工工艺时，选择切削用量要考虑进给速 度对加工零件形状精度的影响。

• 板类零件的数控加工工艺还需要注意排屑和冷却方式的选择。合理的排屑方式 和切削液能够有效减小加工误差和提高表面质量。
模具类零件的数控加工工艺
• 模具类零件的数控加工工艺主要涉及铣削、磨削、钻孔和电火花加工等加工方 法。在铣削和磨削过程中，需要选择合适的刀具、切削参数和冷却方式，以确 保加工精度和表面质量。同时，还需要对工件进行装夹和定位，以减小加工误 差。
• 板类零件的数控加工工艺流程一般包括粗铣、半精铣、精铣等工序。在粗铣阶 段，主要去除余量，留有余量供后续加工；在半精铣阶段，对工件进行半精加 工，为精铣做准备；在精铣阶段，对工件进行精细加工，确保精度和表面质量 。
• 在钻孔和攻丝加工中，需要选择合适的钻头、丝锥和切削参数，以确保钻孔和 攻丝的质量和效率。同时，还需要注意工件的装夹和定位精度，以及切削液的 使用。
• 轴类零件的数控加工工艺还需要注意工件的装夹和定位精度，以及切削液的使 用。合理的装夹方式和切削液能够有效减小加工误差和提高表面质量。
板类零件的数控加工工艺
• 板类零件的数控加工工艺主要涉及铣削、钻孔和攻丝等加工方法。在铣削过程 中，需要选择合适的刀具、切削参数和冷却方式，以确保加工精度和表面质量 。同时，还需要对工件进行装夹和定位，以减小加工误差。
总结词
装夹方案的确定是数控加工工艺设计中的重要环节，合理的装夹方案能够有效提 高加工效率和质量。
详细描述
在确定装夹方案时，需要考虑零件的结构特点、装夹方式、夹具设计等因素。同 时，还需要根据现有设备和工艺条件进行选择和优化，确保装夹方案的可行性和 经济性。
刀具进给路线的确定
总结词
刀具进给路线的确定是数控加工工艺设计中的重要环节，合理的刀具进给路线能够有效提高加工效率和质量。

学习要求 建议学时 了解 2 掌握
重点掌握
2 掌握
掌握 2
重点掌握 了解
工件安装 的内容
安装的 方法
工件的安装
定位 夹紧
使工件相对于机床及刀具处于正 确的位置
工件定位后，将工件紧固，使工 件在加工过程中不发生位置变化
找正安装 专用夹具安装
夹具的分类
按用途分类
通 用 夹 具
通 用 可 调 夹 具
专 用 夹 具
误差产生原因：基准不重合误差△B与 基准位移误差△Y。
定位误差的计算
误差计算公式： △D=△B±△Y
当工件以平面定位时: △D=△B，（△Y=0） 当工件以内孔定位时: △Y=1/2（D+d） 当工件以外圆柱面定位时: △Y=0.707D
（90°V型块定位）
定位误差的计算
定位误差的计算
• 9、春去春又回，新桃换旧符。在那桃花盛开的地方，在这醉人芬芳的季节，愿你生活像春天一样阳光，心情像桃花一样美丽，日子像桃子一样甜蜜。20. 11.1720.11.17Tuesday, November 17, 2020
• 13、志不立，天下无可成之事。20.11.1720.11.1710:44:2110:44:21November 17, 2020
• 14、Thank you very much for taking me with you on that splendid outing to London. It was the first time that I had seen the Tower or any of the other famous sights. If I'd gone alone, I couldn't have seen nearly as much, because I wouldn't have known my way about.

二、数控系统的日常维护
检测反馈元件的维护 光电编码器、接近开关、行程开关与撞块、 光栅等元件的检查和维护 备用电路板的定期通电 备用电路板应定期装到CNC系统上通电运 行，长期停用的数控机床也要经常通电， 利用电器元件本身的发热来驱散电气柜内 的潮气。保证电器元件性能的稳定可靠。
三、诊断常用的仪器仪表及工具
如不能消失，把可能引起该故障的原 因罗列出来，进行综合分析、判断，必要 时进行一些检测或试验，达到确诊故障的 目的。
复位后，故障不能消失，可从以下几方面 进行调查： 1.检查机床的运行状态 机床故障时的运行方式 CRT显示的内容（报警信号和报警号） 驱动装置、变频器等显示的报警指示 故障时轴的定位误差 刀具轨迹是否正常 辅助机能的运行状态
1.仪器仪表 万用表—可测电阻、交、直流电压、电流
指针式：有测量过程 数字式：直接读数 相序表—可检查直流驱动装置输入电流的 相序 双踪示波器—检查信号波形 钳形电流表—不断线检测电流
三、诊断常用的仪器仪表及工具
脉冲发生笔与逻辑测试笔 对芯片或功能电路板的输入注入逻辑 电平脉冲，用逻辑测试笔检测输出电平， 以判别其功能正常与否。
3）按故障发生的性质分类 软件故障—程序编制错误、参数设置 不正确、机床操作失误等引起。 硬件故障—电子元器件、润滑系统、 限位机构、换刀系统、机床本体等硬件损 坏造成。 干扰故障—由于系统工艺、线路设计、 电源地线配置不当等以及工作环境的恶劣 变化而产生。
4）按故障的严重程度分类 危险性故障—数控系统发生故障 时，机床安全保护系统在需要动作时， 因故障失去保护动作，造成人身或设 备事故。 安全性故障—机床安全保护系统 在不需要动作时发生动作，引起机床 不能起动。
二、常用故障诊断方法

4)要选择工件在加工时变形小的路线，对横截面 积小的细长零件或薄壁零件应采用分几次走刀加 工到最后尺寸或对称去余量法安排进给路线。
进给路线的确定
(2)粗加工进给路线的确定 1)常用的粗加工进给路线 ①“矩形状等距线循环进给路线。
数控车削加工工艺分析
选择并确定进行数控加工的内容 零件结构的工艺性分析 精度与技术要求分析 零件图形的数学处理及编程尺寸设定值的确定 数控车削加工方案的拟定 工序的划分 工序顺序的安排 进给路线的确定 切削参数的选择 数控车削加工工艺文件 难加工材料的数控车削加工 数控车拉工艺
数控车削加工工艺分析
选择并确定进行数控加工的内容
数控加工内容的选择:
由轮廓曲线构成的回转表面 具有微小尺寸要求的结构表面 同一表面采用多种设计要求的结构 表面有严格几何关系要求的表面
数控加工内容的选择:
1．通用机床无法加工的内容应作为首先选择 内容
(1)由轮廓曲线构成的回转表面
数控加工内容的选择:
(2)具有微小尺寸要求的结构表面
数控车削加工方案的拟定
数控车削外表面及端面加工方案的确定
数控车削内表面加工方案的确定
数控车削加工方案的拟定
1.数控车削外表面及端面加工方案的确定
（1）加工IT7～IT8级、Ra0.8～１.６μm的除淬火钢以外的 常用金属，可采用普通型数控车床，按粗车、半精车、精 车的方案加工。
（2）加工IT5～IT6级、Ra0.2～0.63 μm的除淬火钢以外的 常用金属，可采用精密型数控车床，按粗车、半精车、精 车、细车的方案加工。 （3）加工高于IT5级、Ra﹤0.08μm的除淬火钢以外的常用 金属，可采用高档精密型数控车床，按粗车、半精车、精 车、精密车的方案加工。 （4）对淬火钢等难车削材料，其淬火前可采用粗车、半 精车的方法，淬火后安排磨削加工。

铣床、数控磨床、加工中心等。
❖ 3．按可控制联动的坐标轴分类
❖ 概念：
❖ 数控机床可控制联动的坐标轴，是指数控装 置控制几个伺服电动机，同时驱动机床移动 部件运动的坐标轴数目。
❖ 分类：
❖ （1）两坐标联动 ❖ （2 ）三坐标联动 ❖ （3）两轴半坐标联动 ❖ （4）多坐标联动
（1）两坐标联动 数控机床能同时控制两个坐标轴联动即数控装 置同时控制X和Z方向运动。图（a）
刀具应具有较高的精度包括：
❖ 刀具的形状精 ❖ 刀片及刀柄对机床主轴的相对位置精度 ❖ 刀片及刀柄的转位及拆装的重复精度
❖ ●刀柄的强度要高、刚性及耐磨性要好。
❖ ●刀柄或工具系统的装机重量有限度。
❖ ●刀片及刀柄切入的位置和方向有要求。
❖ ●刀片、刀柄的定位基准及自动换刀系统 要优化。
❖ 总的说来：数控机床上用的刀具应满足安 装调整方便、刚性好、精度高、耐用度好 等要求。
❖ 特点：对不同类型和尺寸的工件，只需调整或 更换原来夹具上的个别定位元件和夹紧元件便 可使用。
④组合夹具
概念： ❖ 采用标准的组合元件、部件，专为某一工
件的某道工序组装的夹具，称为组合夹具。 特点： ❖ 使用组合夹具可缩短生产准备周期，元件
能重复多次使用，可减少专用夹具数量。
新型数控夹具与组合夹具
❖ 4．按数控装置的类型分类
❖ （1）硬件数控 （NC） ❖ 主要由固化的数字逻辑电路处理数字信息
❖ （2）计算机数控 （CNC） ❖ 用计算机处理数字信息的计算机数控（CNC）
系统
❖ 5．按伺服系统有无检测装置分类
❖ ①开环控制数控机床 ❖ ②闭环控制数控机床
全闭环 半闭环
❖ 6．按数控系统的功能水平分类

加工方法的选择
加工顺序的合理按排
制定加工中心加工工艺
工步设 计
先粗加工，半精加工，再精加工。 既有孔又有面的加工时先铣面后镗孔。 采用相同设计基准集中加工的原则。 相同工位集中加工，邻近工位一起加工可提高加工效率。 按所用刀具划分工步。 有较高同轴度要求的孔系，应该单独完成，再加工其他形位。 在一次装夹定位中，能加工的形位全部加工完。
制定加工中心加工工艺
进给路 线的确
定
孔加工路线的确定：
确定XY平面内的进给路线：定位要迅速，保证不 发生碰撞的前提下缩短空行程；定位要准确。
确定Z向的进给路线
制定加工中心加工工艺
加工余 量的确
定
影响加工余量 大小的因素
表面 粗糙
度
表面 缺陷 层深
度
空间 偏差
表面 几何 形状 误差
装夹 误差
制定加工中心加工工艺
2
理解
4
加工中心的主要加工对象
加工中心与数控铣床的异同: 加工中心是在 数控机床的基础上发展起来的，都是通过程序控 制多轴联动走刀进行加工的数控机床。不同的是 加工中心具有刀库和自动换刀功能。
加工中心的主要加工对象
加工中心适于加工形状复杂、工序多、精度要求较高， 普通机床加工需多次装夹调整困难的的工件。
立式、卧式加工中心的结构
（单击观看录像）
加工中心的结构及类型
立 式 加 工 中 心
加工中心的结构及类型
龙门式加工中心
加工中心的结构及类型
按换刀形式分
带刀库、机 械手的加工
中心
无机械手的 加工中心
刀库转塔式 加工中心
加工中心的结构及类型
可装20把刀的无臂式ATC刀具库

用补救措施，能否返修。 在线检测要考虑到机床本身的系统误差的影响。 检查方法是否适宜。
8、冷却液的选用
冷却液不但就有冷却的作用还具有防锈、润滑 的作用。
不同的材料因选用不同的冷却介质。 要注意冷却介质的使用方法和寿命。
9、生成工艺文档
生成的工艺文件包括 工序流转卡 工艺文件 刀具清单 装夹图 关键工序还要附加检验测量规程
适用于试制或小批量的生产，投资小，工艺准 备时间短；但是工艺系统的刚性不是很好，使 用也可能不是很方便，容易与刀具等发生干预， 造成加工失败。
4、夹具的选择、设计
专用夹具是为加工某一零件或一类零件专门设 计的，前期投资较大，工艺准备时间较长，适 用于大批量加工生产，有些夹具设计成使用压 缩空气或液压自动夹紧松开，装夹方便，有效 的降低操作人员的劳动强度，缩短辅助时间， 有效提高机床的利用效率。
6、工艺参数确实定
影响工艺参数的几个因素： 材料 刀具的耐高温、耐冲击、耐磨特性 刀具的几何参数 工艺系统的刚性 冷却 机床主轴功率
7、测量工具、方法
检测方法的方便性直接影响加工效率。 是否需要制作专用量规。 是否需要考虑工艺测量基准。 考虑测量方法时要考虑到如果不合格还能否采
一、识图
识图，注意图纸使用的标准，认识零件的结构， 将平面二维信息转换为立体结构。现在有些设 计人员已经将一些复杂零件的多角度的三维图 附在二维图上，供参考，简化工艺人员和加工 人员的识图难度。
一、识图
注意图纸附注的技术要求，毛坯的要求，注意 加工符号标识，外表光洁度的标识。如果涉及 到复杂曲面，还要识别附加的曲面操作函数或 操作数据。
9、生成工艺文档
工艺文档的要求： 编程零点的标识 压紧点、辅助支撑点、测量点的标识 语言表达准确、简练 修改和版本标识明确

1.2.2 数控加工设备的结构
计算机数控系统
操
PLC
机床I/O电路和装置
作
面
板 主轴伺服单元 主轴驱动装置
输入 输出 设备
计算机 数控装 置
进给伺服单元 检测装置
进给驱动装置
图1-23 数控机床的组成
机床本体 主轴传动装置
进给传动装置 辅助运动装置
1.2.3 数控加工设备的工作原理
CNC系统的数据转换过程如图1-24所示。
第1章 数控加工工艺概述
教学重点、难点
教学重点
了解数控机床的产生、发展以及数控机床的分类、结构组成，理解数控 机床的工作原理和特点，掌握数控加工工艺的基本概念。
教学难点
数控机床的工作原理和特点。
制造业是永远的朝阳产业，是现代文明的支柱。它在科技研究中既 占有基础地位，又处于前沿关键。它是工业的主体，是国民经济持续发 展的基础，是生产工具、生活资料、科技手段、国防装备等进步的依托， 是现代化的动力源之一。
机械加工工艺过程是由一个或若干个顺序排列的工序组成的，而 工序又由安装、工位、工步和走刀组成。
（1）工序。工序是指一个或一组工人，在一个工作地点对同一个 或同时对几个工件连续加工完成的那一部分工艺过程。
（2）工步。工步是指在加工表面（或装配连接面）和加工（或装 配）工具不变的情况下，所连续完成的那一部分工序内容。
2）点位直线控制数控机床 点位直线控制数控机床可控制刀具或工作台以适当的进给速度，以
一条直线准确地从一个点移动到下一个点，移动过程中能进行切削加工， 进给速度根据切削条件可在一定范围内调节。
3）轮廓控制数控机床 轮廓控制数控机床具有控制几个坐标轴同时协调运动，即多坐标轴
联动的能力，使刀具相对于工件按程序规定的轨迹和速度运动，能在运 动过程中进行连续切削加工 。

编制
工步内容 粗车φ 11外圆至φ 12.6 粗车φ 20.8外圆至φ 22.6
校对
零件名称 铜接头
工序号 2
加工车间
刀具 外圆车刀1 外圆车刀2 审定
文件编号
第页
工序名称 车小端外圆
设备型号 C6140A1
量具及检具 游标卡尺 游标卡尺
批准
材料 HPb59-1
夹具 三爪平卡
盘
表4—4 铜接头工序卡
根据上述分析，A、B面加工可采用粗铣-精铣方案；φ 6OH7孔为已铸出毛坯孔， 因而选择粗镗-半精镗-精镗方案；4-φ 12H8宜采用钻孔-铰孔方案，以满足表面粗 糙度要求。
2．确定装夹方案
该零件形状比较规则、简单，加工面与不加工面的位置精度要求不高， 可采用平口虎钳夹紧。但应先加工A面，然后以A面(主要定位基面)和两 个侧面定位，用虎钳从侧面夹紧。
3．选择铣刀和切削用量
铣削上表面选取φ 25mm立铣刀(由于采用两个中心孔定位，不能使用端 面铣刀)，先进行粗铣，留0.2～0.5mm余量，再进行精铣；最大外形轮廓 铣削可选用直径较大的刀，根据余量决定铣削次数，最后余量加工应 ≤φ 0.5mm；挖深度为2.5mm，选用直径≤φ 8 mm的立铣刀；钻φ 5.5和 φ 6.5的孔，先用φ 3的中心钻点窝，再分别用φ 5.5mm和φ 6.5mm的麻花钻 钻削。
5．专用夹具
图4—4 工序7专用夹具零件图
4．2 数控铣削加工工艺实例分析
4.2.1 零件介绍
典型零件如图4—5所示，该零件为铸造件(灰口铸铁)，铣削上表面、最大外形 轮廓、挖深度为2.5mm的凹槽、钻8个φ 5.5和5个φ 6.5的孔。公差按ITl0级自由公 差确定，加工表面粗糙度Ra≤6．3。制订加工工序。