第19章数控加工简介
课题名称：外圆加工方法孔加工方法平面加工方法
授课时数：2
教案目的、要求：
1．了解数控机床分类、加工特点、数控编程基础；
2．了解数控车削的加工范围与工艺特点；
3．了解数控铣削的加工范围与工艺特点；
教案重点、难点：
外圆、孔、平面的加工方法及适用范围
教案过程：
（一）复习提问
1．外圆加工的方法及适用范围；
2．孔加工的方法及适用范围；
3．平面加工的方法及适用范围；
4．齿轮加工的方法及其特点；
（二）导入新课、授新课
19.1 数控机床概述
一、数控机床的分类
1．按工艺分类
⑴普通数控机床普通数控机床一般指在加工工艺过程中的一个工序上实现数字控制的自动化机床，如数控车床、数控铣床、数控钻床、数控磨床和数控齿轮加工机床等。
⑵加工中心加工中心的类型很多，一般分为立式加工中心、卧式加工中心和五面加工中心等。
⑶特种数控机床常见的特种数控机床有：数控线切割机床、数控激光加工机床、数控火焰切割机床及数
控弯管机床等。
2．按运动方式分类
⑴点位控制系统
⑵点位直线控制系统
⑶轮廓控制系统
3．按控制方式分类
⑴开环控制系统
⑵半闭环控制系统
⑶闭环控制系统
二、数控机床的加工特点
⑴采用数控机床可以提高零件的加工精度，得到质量较为稳定的产品。
⑵数控机床可以完成普通机床难以完成或根本不能加工的复杂曲面的零件加工。
⑶采用数控机床比普通机床可以提高生产效率2～3倍。
⑷可以实现一机多用。
⑸采用数控机床有利于生产经管的现代化，为实现生产过程自动化创造了条件。
三、数控编程概述
1．数控编程概念
数控机床是按照事先编制好的加工程序，自动地对被加工零件进行加工。我们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、背吃刀量等)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加工程序单，再把这一程序单中的内容记录在控制介质上，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。这种从零件图的分析到制成控制介质的全部过程叫数控程序的编制。
2．数控编程的内容与步骤
⑴数控编程的内容
⑵数控编程的步骤
①分析图样、确定加工工艺过程
②数值计算
③编写零件加工程序单
④制备控制介质
⑤程序校验与首件试切
19.2 数控车削加工
一、轮廓形状特别复杂或难于控制尺寸的回转体零件
二、精度要求高的零件
三、特殊的螺旋零件
四、以特殊方式加工的零件
1．能单机代双机高效加工零件
2．实现一个位置精度要求高、内外形均较复杂的特殊零件全部车削过程的自动化加工。
19.3 数控铣床加工
一、数控铣削加工的应用
1．平面类零件
⑴平面类零件的定义
加工面平行、垂直于水平面或加工面与水平面的夹角为定角的零件称为平面类零件。
⑵平面类零件的斜面加工方法
⑶变斜角类零件
①变斜角零件的定义
②变斜角类零件的特点
③加工变斜角类零件的数控机床
⑷变斜角类零件主要加工方法
2．曲面类（立体类）零件
⑴曲面类零件的定义
⑵曲面类零件的特点及机床
⑶曲面的主要加工方法
①采用三坐标数控铣床进行二轴半坐标控制加工
②采用三坐标数控铣床三坐标联动加工空间曲面
⑷加工曲面类零件的刀具
二、数控铣床加工工艺分析
1．加工工序的划分
⑴刀具集中分序法
⑵粗、精加工分序法
⑶按加工部位分序法
2．加工路线的确定
⑴尽量减少进、退刀时间和其他辅助时间。
⑵
进、退刀位置应选在不太重要的位置，并且使刀具沿零件的切线方向进刀和退刀，以免产生刀痕。
⑶先加工外轮廓，再加工内轮廓。
3．切削用量的选择
（三）课堂小结
1、数控编程的内容与步骤
2、数控车床的加工工艺范围
3、数控铣床的加工工艺范围
（四）课堂作业
1、2、3
课题名称：加工中心概述电火花线切割加工
授课时数：2
教案目的、要求：
1．了解加工中心的加工范围与工艺特点
2．了解电火花线切割机床的加工原理、应用范围及特点
教案重点、难点：
加工中心的加工范围；电火花线切割机床的应用范围
教案过程：
（一）复习提问
1、数控编程的内容与步骤
2、数控车床的加工工艺范围
3、数控铣床的加工工艺范围
（二）导入新课、授新课
19.4 加工中心概述
一、概述
二、加工中心工艺特点
1．适合于加工中心加工的零件
⑴周期性重复投产的零件
⑵高效、高精度工件
⑶具有合适批量的工件
⑷多工位和工序可集中的零件。
⑸形状复杂的零件
⑹难测量的零件
2．工序集中带来的问题
3．各种加工中心的功能特点
4．加工中心的主要加工对象及加工要点
⑴箱体类零件
⑵复杂曲面
⑶异形件。
⑷盘、套、板类零件
19.5 电火花线切割加工
一、电火花加工概述
1．电火花加工的基本概念
电火花加工又称放电加工(Electrical Discharge Machining简称EDM)。它是在加工过程中,使工具和工件之间不断产生脉冲性的火花放电,靠放电产生的局部、瞬时的高温将金属蚀除下来。这种利用火花放电时产生的腐蚀现象对金属材料进行加工的方法叫电火花加工。
2．电火花加工的特点
⑴电火花加工的主要优点
①
可以加工难以用金属切削方法加工的零件，不受材料硬度影响，不受材料热处理状况影响。
②
由于工具电极与工件电极不直接接触，没有机械切削力，所以在制作工具电极时不必考虑其受力特性，工具电极可以做得十分微细，能进行微细加工和复杂形面加工。
③
电火花加工是通过脉冲放电来蚀除金属材料的，而脉冲电源的参数随时可调整，因此在
同一情况下，只须调整电参数即可切换粗、半精、精、超精加工。
⑵电火花加工的局限性
①电火花加工生产效率低。
②被加工的工件只能是导电体。
③存在电极损耗。
④加工表面有变质层。
⑤加工过程必须在工件液中进行。
3．电火花加工分类
⑴电火花成型加工采用成型工具电极进行仿形电火花加工的方法。
⑵电火花线切割加工利用金属线作为电极对工件进行切割的方法。
⑶其他类型电火花加工如电火花磨削加工、电火花回转加工、电火花研磨、珩磨以及金属电火花表面强化、刻字等。
二、电火花加工
电火花加工基于电火花腐蚀原理,是在工具电极与工件电极相互靠近时,极间形成脉冲性火花放电,在电火花通道中产生瞬时高温,使金属局部熔化,甚至气化,从而将金属蚀除下来。那么两电极表面的金属材料是如何被蚀除下来的呢?这一过程大致分为以下几个阶段：
1．极间介质的电离、击穿，形成放电通道
2．电极材料的熔化，气化热膨胀
3．电极材料的抛出
4．极间介质的消电离
三、电火花线切割
1．线切割加工的原理
线切割加工用的电极是一根细、长的金属丝（钼丝、铜丝等）。不断运动的电极丝与工件之间产生火花放电从而将金属蚀除下来，实现轮廓切割。
2．应用范围
（1）试制新产品
（2）加工模具
（3）加工特殊材料
3．特点
电火花线切割加工与电火花成型加工的不同之处：
⑴采用水或水基工作液，不会引燃起火，实现了无人运行的安全性。
⑵
由于电极呈线状，节省了设计、制造成型工具电极的费用，缩短了辅助生产时间。
⑶
电极丝通常都比较细，可以加工窄缝及复杂形状的工件。另外，在加工贵重金属时，由于金属的蚀除量很少，使材料的利用率很高，节省了费用。
⑷
采用长电极丝不断运动的加工方法，使单位长度电极丝的损耗很小，对加工精度的影响也较小。
（三）课堂小结
1、加工中心的主要加工对象及加工要点
2、电火花线切割加工与电火花成型加工的不同之处
（四）课堂作业
4、5
（1）加工路线的确定原则 在数控加工中，刀具刀位点相对于工件运动的轨迹称为加工路线。确定加工路线是编写程序前的重要步骤，加工路线的确定应遵循以下原则。 1.加工路线应保证被加工零件的精度和表面粗糙度，且效率较高。 2.使数值计算简单，以减少编程工作量。 3.应使加工路线最短，这样既可以减少程序段，又可以减少空刀时间。 此外，确定加工路线时，还要考虑工件的加工余量和机床、刀具的刚度等情况，确定是一次走刀，还是多次走刀来完成加工，以及在铣削加工中是采用顺铣还是逆铣等。 （2）辅助程序段的设计 1.轮廓加工的进退刀路径设计在对零件的轮廓进行加工时，为了保证零件的加工精度和表面粗糙度符合要求，应合理地设计进退刀路径。 如图1所示，当铣削平面零件外轮廓时，一般采用立铣刀侧刃切削。刀具切入工件时，应避免沿零件外廓的法向切入，而应沿外廓曲线延长线的切向切入，以避免在切入处产生刀具的刻痕而影响表面质量，保证零件外廓曲线平滑过渡。同理，在切离工件时，也应避免在工件的轮廓处直接退刀，而应该沿零件轮廓延长线的切向逐渐切离工件。 图1 外轮廓加工刀具的切入切出 图2 内轮廓加工刀具的切入和切出1 铣削封闭的内轮廓表面时，若内轮廓曲线允许外延，则应沿切线方向切入切出。若内轮廓曲线不允许外延（见图2），刀具只能沿内轮廓曲线的法向切入切出，此时刀具的切入切出点应尽量选在内轮廓曲线两几何元素的交点处。当内部几何元素相切无交点时（见图3），为防止刀具在轮廓拐角处留下凹口，刀具切入切出点应远离拐角。 图3 内轮廓加工刀具的切入和切出2 如图4所示，用圆弧插补方式铣削外整圆时，当整圆加工完毕时，不要在切点处直接退刀，而应让刀具沿切线方向多运动一段距离，以免取消刀补时，刀具与工件表面相碰，造成工件报废。铣削内圆弧时也要遵循从切向切入的原则。最好安排从圆弧过渡到圆弧的加工路
第2章数控加工工艺设计 数控机床的加工工艺与通用机床的加工工艺有许多相同之处，但在数控机床上加工零件比通用机床加工零件的工艺规程要复杂得多。在数控加工前，要将机床的运动过程、零件的工艺过程、刀具的形状、切削用量和走刀路线等都编入程序，这就要求程序设计人员具有多方面的知识基础。合格的程序员首先是一个合格的工艺人员，否则就无法做到全面周到地考虑零件加工的全过程，以及正确、合理地编制零件的加工程序。 2.1 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。 2.1.1数控加工工艺内容的选择对于一个零件来说，并非全部加工工艺过程都适合在数控机床上完成,而往往只是其中的一部分工艺内容适合数控加工。这就需要对零件图样进行仔细的工艺分析，选择那些最适合、最需要进行数控加工的内容和工序。在考虑选择内容时，应结合本企业设备的实际，立足于解决难题、攻克关键问题和提高生产效率，充分发挥数控加工的优势。1、适于数控加工的内容在选择时，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。2、不适于数控加工的内容一般来说，上述这些加工内容采用数控加工后，在产品质量、生产效率与综合效益等方面都会得到明显提高。相比之下，下列一些内容不宜选择采用数控加工：（1）占机调整时间长。如以毛坯的粗基准定位加工第一个精基准，需用专用工装协调的内容；（2）加工部位分散，需要多次安装、设置原点。这时，采用数控加工很麻烦，效果不明显，可安排通用机床补加工；（3）按某些特定的制造依据（如样板等）加工的型面轮廓。主要原因是获取数据困难，易于与检验依据发生矛盾，增加了程序编制的难度。 此外，在选择和决定加工内容时，也要考虑生产批量、生产周期、工序间周转情况等等。总之，要尽量做到合理，达到多、快、好、省的目的。要防止把数控机床降格为通用机床使用。
第二章数控加工程序编制----作业题详解 一、数控铣床、钻床编程作业 1. 使用刀具长度补偿和固定循环指令加工如图所示的零件中A、B、C三个孔 N01 G91 T1 M06；换刀 N02 M03 S600；主轴启动 N02 G43 H01；设置刀具补偿 N03 G99 G81 X120.0 Y80.0 Z-21.0 R-32.0 F100；钻孔A N04 G99 G82 X30.0 Y-50.0 Z-38.0 R-32.0 P2000；锪孔B N05 G98 G81 X50.0 Y30.0 Z-25.0 R-32.0 P2000；钻孔C N06 G00 X-200.0 Y-60.0；返回起刀点 N07 M05； N08 M02； 2. 毛坯为120mm×60mm×10mm铝板材，5mm深的外轮廓已粗加工过，周边留2mm余量， 要求加工出如图所示的外轮廓及φ20mm深10mm的孔，试编写加工程序。 （1）根据图纸要求，确定工艺方案及加工路线 1）以底面为定位基准，两侧用压板压紧，固定于铣床工作台上； 2）工步顺序： ①钻孔φ20mm； ②按线路铣削轮廓 （2）选择机床设备 / /ABCDEFGO O
选用数控铣钻床。 C(26.8，45)，D(57.3，40) E(74.6，30) 3）选用刀具 采用φ20mm的钻头，铣削φ20mm孔；φ10mm的立铣刀用于轮廓的铣削，并把该刀具的直径输入刀具参数表中。数控钻铣床没有自动换刀功能，钻孔完成后，直接手工换刀。 （4）确定切削用量 切削用量的具体数值应根据该机床性能、相关的手册并结合实际经验确定，详见加工程序。 （5）确定工件坐标系和对刀点 在XOY平面内确定以O点为工件原点，Z方向以工件上表面为工件原点，建立工件坐标系，如图所示。采用手动对刀方法对刀。 （6）编写程序 2）铣轮廓程序（手工安装好φ10mm立铣刀） O0002； G54 G90 G00 Z5.0 S1000 M03； X-5.0 Y-10.0； G41 D01 X5.0 Y-10.0；
江苏开放大学 形成性考核作业 学号2015050000143 姓名吴畏 课程代码 110045 课程名称数控加工工艺规程编制与实施评阅教师 第 2 次任务 共 4 次任务 江苏开放大学
任务内容： 一、选择题（每题2分，共30分） 1、切削刃形状复杂的刀具宜采用（ D ）材料制造较合适。 （A）硬质合金（B）人造金刚石（C）陶瓷（D）高速钢 2、YG类硬质合金主要用于加工（A）材料 （A）铸铁和有色金属（B）合金钢（C）不锈钢和高硬度钢（D）工具钢和淬火钢 3、刀具材料在高温下能够保持较高硬度的性能称为（B ）。 （A）硬度（B）红硬性（C）耐磨性（D）韧性和硬度 4、JT/BT/ST刀柄柄部锥度为（ A ）。 （A）7：24；（B）1：10；（C）1：5；（D）1：12 5、过定位是指定位时，工件的同一（B）被多个定位元件重复限制的定位方式。 （A）平面（B）自由度（C）圆柱面（D）方向 6、若工件采取一面两销定位，限制的自由度数目为（ A ） （A）六个（B）二个（C）三个（D）四个 7、在磨一个轴套时，先以内孔为基准磨外圆，再以外圆为基准磨内孔，这是遵循（ D ）的原则。 （A）基准重合（B）基准统一（C）自为基准（D）互为基准 8、采用短圆柱芯轴定位，可限制（ D ）个自由度。 （A）二（B）三（C）四（D）一 9、在下列内容中，不属于工艺基准的是（ D ）。 （A）定位基准（B）测量基准（C）装配基准（D）设计基准 10、（ B ）夹紧机构不仅结构简单，容易制造，而且自锁性能好，夹紧力大，是夹具上用得最多的一种夹紧机构。 （A）斜楔形（B）螺旋（C）偏心（D）铰链 11、精基准是用（ D ）作为定位基准面。 （A）未加工表面（B）复杂表面（C）切削量小的（D）加工后的表面 12、夹紧力的方向应尽量垂直于主要定位基准面，同时应尽量与（ D ）方向一致。 （A）退刀（B）振动（C）换刀（D）切削 13、通常夹具的制造误差应是工件在该工序中允许误差的（ C ）。 （A）1~3倍（B）1/10~1/100 （C）1/3~1/5 （D）同等值 14、铣床上用的分度头和各种虎钳都是（ B ）夹具。
数控加工工艺路线的设计 数控加工工艺路线设计与通用机床加工工艺路线设计的主要区别，在于它往往不是指从毛坯到成品的整个工艺过程，而仅是几道数控加工工序工艺过程的具体描述。因此在工艺路线设计中一定要注意到，由于数控加工工序一般都穿插于零件加工的整个工艺过程中，因而要与普通加工工艺衔接好。工艺流程如图1所示。 图1 工艺流程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 根据数控加工的特点，数控加工工序的划分一般可按下列方法进行： （1）以一次安装、加工作为一道工序。这种方法适合于加工内容较少的工件，加工完后就能达到待检状态。 （2）以同一把刀具加工的内容划分工序。有些工件虽然能在一次安装中加工出很多待加工表面，但考虑到程序太长，会受到某些限制，如控制系统的限制（主要是内存容量），机床连续工作时间的限制（如一道工序在一个工作班内不能结束）等。此外，程序太长会增加出错与检索的困难。因此程序不能太长，一道工序的内容不能太多。 （3）以加工部位划分工序。对于加工内容很多的工件，可按其结构特点将加工部位分成几个部分，如内腔、外形、曲面或平面，并将每一部分的加工作为一道工序。 （4）以粗、精加工划分工序。对于经加工后易发生变形的工件，由于粗加工后可能发生的变形需要进行校形，故一般来说，凡要进行粗、精加工的都要将工序分开。 2、顺序的安排 顺序的安排应根据零件的结构和毛坯状况，以及定位安装与夹紧的需要来考虑。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）以相同定位、夹紧方式或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各自的技术要求、加工目的、加工特点，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，且质量目标及技术要求明确，交接验收有依据。
第五讲一、备课教案
二、讲稿 第二章数控加工工艺基础 第二节数控加工工艺分析 2.2.1数控加工零件的工艺性分析 在选择并决定数控加工零件及其加工内容后，应对零件的数控加工工艺性进行全面、认真、仔细的分析。主要内容包括产品的零件图样分析、结构工艺性分析和零件安装方式的选择等内容。 （1）零件图样分析 首先应熟悉零件在产品中的作用、位置、装配关系和工作条件，搞清楚各项技术要求对零件装配质量和使用性能影响，找出主要的和关键的技术要求，然后对零件图样进行分析。 ①尺寸标注方法分析零件图上尺寸标注方法应适应数控加工的特点，如图2-6（a）所示，在数控加工零件图上，应以同一基准标注尺寸或直接给出坐标尺寸。这种标注方法既便于编程，又有利于设计基准、工艺基准、测量基准和编程原点的统一。由于零件设计人员一般在尺寸标注中较多地考虑装配等使用方面特征，而不得不采用如图2-6（b）所示的局部分散的标注方法，这样就给工序安排和数控加工带来诸多不便。由于数控加工精度和重复定位精度都很高，不会因产生较大的累积误差而破坏零件的使用特性，因此，可将局部的分散标注法改为同一基准标注或直接给出坐标尺寸的标注法。 图2-6 零件尺寸标注分析 ②零件图的完整性和准确性分析构成零件轮廓的几何元素（点、线、面）的条件（如相切、相交、垂直和平性等），是数控编程的重要依据。手工编程时，要依据这些条件计算每个节点的坐标；自动编程时，则要根据这些条件才能对构成零件的所有几何元素进行定义，无论哪一条件不明确，变成都无法进行。因此，在分析零件图样时，务必要分析几何元素的给定条件是否充分，发现问题及时与设计人员协商解决。 ③零件技术要求分析零件的技术要求主要是指尺寸精度、形状精度、位置精度、表面粗糙度及热处理等。这些要求在保证零件使用性能的前提下，应经济合理。过高的精度和表面粗糙度要求会使工艺过程复杂、加工困难、成本提高。 ④零件材料分析在满足零件功能的前提下，应选用廉价、切削性能好的材料。而且，材料选择应立足国内，不要轻易选用贵重或紧缺的材料。 图2-7 内槽结构工艺性对比
数控铣削加工的刀路线 反映了工序的加工过程，走刀路线合理与否，关系到工件的加工质量与生产效率。尤其在数控铣削曲面零件过程中，应认真分析零件的加工要求及其结构特点，找出走刀路线中影响加工效率的因素，在保证零件加工精度和表面粗糙度要求的前提下，应尽量缩短加工路线，从而提高数控机床的加工效率，降低加工成本。 数控加工过程中刀具相对于工件的运动轨迹称为走刀路线。走刀路线反映了工序的加工过程，确定合理的走刀路线是保证铣削加工精度和表面质量的重要工艺措施之一，也是确定数控编程的前提。数控铣削加工中走刀路线对工件的加工精度和表面质量有直接的影响，走刀路线合理与否，还关系到加工的生产效率，因此每道工序走刀路线的确定都是非常重要的。 一、走刀路线的确定原则 影响走刀路线的因素很多，有工艺方法、工件材料及状态、加工精度及表面粗糙度要求、工件刚度、加工余量、刀具的刚度及耐用度、机床类型和工件的轮廓形状等。在确定走刀路线时，主要应遵循以下原则： (1)保证产品质量，应将保证工件的加工精度和表面粗糙度要求放在首位。 (2)在保证工件加工质量的前提下，应力求走刀路线最短，并尽量减少空行程时间，提高加工效率。 (3)在满足工件加工质量、生产效率等条件下，尽量简化数学处理的数值计算工作量，以简化编程工作。 此外，在确定走刀路线时，还要综合考虑工件、机床与刀具等多方面因素，确定一次走刀还是多次走刀，以及设计刀具的切入点与切出点，切入方向与切出方向。在铣削加工中，还要确定是采用顺铣还是逆铣等。 二、铣削方式的选择 铣削有顺铣和逆铣两种方式。铣削加工中是采用顺铣还是逆铣，对工件表面粗糙度有较大的影响。确定铣削方式应根据工件的加工要求，材料的性质、状态、使用机床及刀具等条件综合考虑。由于采用顺铣方式，工件加工表面质量较好，刀齿磨损小，因此，一般情况下，尽可能采用顺铣，尤其是精铣内外轮廓、精铣铝镁合金、钛合金或耐热合金时，应尽量按顺铣方式安排走刀路线。 三、铣削曲面类零件走刀路线的确定 铣削曲面类零件的走刀路线加工面为空间曲面的零件称为曲面类零件。在机械加工中，常会遇到各种曲面类零件，如模具或螺旋桨叶片等。由于这类零件型面复杂，需用多坐标联动加工，因此多采用数控铣床或数控加工中心进行加工。规划这类曲面的粗、精加工刀具运动轨迹时，常用球头刀采用行切法及环切法进行加工，可选择环切走刀方式或行切走刀方式。所谓“行切法”是指刀具与零件轮廓的切点轨迹是一行一行平行的，而行间的距离是按零件加工精度的要求确定的。 图1为加工某曲面的三种走刀路线，即沿参数曲面的U向行切方式、沿V向行切方式和环切方式。对 于直母线类表面，采用图1b的方案显然更有利，每次沿直线走刀，刀位点计算简单，程序段小，而且加工过程符合直纹面的形成，可以准确保证母线的直线度。图1a方案的优点是便于在加工后检验型面的准确度。实际生产中最好将以上两种方案结合起来。图1c所示的环切方案一般应用在内槽加工中，而在型面加工中由于编程麻烦，一般不用。当工件的边界敞开时，为了保证加工的表面质量，应从工件的边界外进刀和退刀。空间曲面加工应根据曲面形状、刀具形状以及精度要求采用不同的铣削方法。
第三节数控机床的分类及应用 一、按工艺用途分类 1．一般数控机床 最普通的数控机床有钻床、车床、铣床、镗床、磨床和齿轮加工机床。 2．数控加工中心 加工中心是在一般数控机床上加装一个刀库和自动换刀装置，构成一种带自动换刀装置的数控机床。 二、按加工路线分类 1．点位控制机床 刀具与工件相对移动时，只控制从一点运动到另一点的准确性，而不考虑两点之间的路径和方向。 2．直线控制机床 刀具与工件相对移动时，除控制从起点刀终点的准确定位外，还要保证平行于坐标轴的直线切削运动。 3．轮廓控制机床 刀具与工件相对运动时，能对两个或两个以上坐标轴的运动同时进行控制。 三、按可控制联动的坐标轴数分类 数控机床可控制联动的坐标轴数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。 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，可用于加工各种曲线轮廓的回转体类零件。 2．三坐标联动 数控机床能同时控制三个坐标轴联动，此时，铣床称为三坐标数控铣床，可用于加工曲面零件。 3．两轴半坐标联动 数控机床本身有三个坐标能作三个方向的运动，但控制装置只能同时控制两个坐标联动，而第三个坐标只能作等距周期移动。 4．多坐标联动 能同时控制四个以上坐标轴联动的数控机床，多坐标数控机床的结构复杂、精度要求高、程序编制复杂，主要应用于加工形状复杂的零件。 四、按控制方式分类 1．开环控制数控机床 开环控制数控机床系统中没有检测反馈装置，不检测运动的实际位置，没有位置反馈信号。指令信息在控制系统中单方向传送，不反馈。 2．全闭环控制数控机床 安装在工作台上的检测元件将工作台实际位移量反馈到计算机中，与所要求的位置指令进行比较，用比较的差值进行控制，直到差值消除为止。
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：
加工件1： 根据下图零件，按GSK-980T数控系统要求编制加工程序。刀具装夹位置：粗、精车用1号外圆车刀，切断用4号切断刀。
编程参考 1 O 1001 ；说明： N10G50 X50 Z100 ；以换刀点定位工件坐标系 N20M3 S560 ；启动主轴 N30T0101 ；换1号刀 N40G0 X25 Z2 ；快速移动到加工出发点 N50G71 ；执行外圆粗加工循环 N60G71 P70 Q140 W0.2 F100 ；留余量，进给量100 mm/min N70G0 X0 ；轮廓加工起始行 N80G1 Z0 F30 ；精加工进给量30 N90G3 X10 Z-5 R5 ； N100G1 Z-15 ； N110X18 W-10 ； N120W-7 ； N130X21 ； N140X23 Z-33 ； N150Z-45 ；轮廓加工结束行 N160G70 P70 Q140 ；执行精加工循环 N170G0 X50 Z100 ；回换刀点 N180T0404 ；换4号切断刀 N190G0 X27 ；定位切断起点，留0.1mm余量N200G1 X12 F15 ； N210G0 X25 ； N220Z-40 ； N230G1 X0 F10 ；切断，进给量10mm/min N240G0 X50 ； N250Z100 M5 ；回换刀点，停主轴 N260T0100 ；换回基准刀 N270M30 ；结束程序 %
加工件2： 下图为待加工零件，材料：φ25铝合金棒料；粗、精车用1号外圆车刀，切断用4号切断刀；换刀点定在X50，Z100，请根据GSK-980T系统要求编制加工程序。
数控加工走刀路线图零件图号Z 工序号工步号.1 程序号%000 机床型号CKA6132 程序段号加工内容车端面共12页第1页 编程张晶晶 校对张淑玲 审批张淑玲符号 含义编程原点换刀点循环点进给走刀方向快速走刀方向
数控加工走刀路线图零件图号BT 工序号70 工步号70.2 程序号%0003 机床型号CKA6132 程序段号N27-N37 加工内容粗加工外轮廓共12页第2页 编程张晶晶 校对张淑玲 审批张淑玲符号 含义编程原点换刀点循环点进给走刀方向快速走刀方向
数控加工走刀路线图零件图号BT 工序号20 工步号20.1 程序号%0002 机床型号CKA6132 程序段号N1-N7 加工内容精加工外轮廓共12页第3页 编程张晶晶 校对张淑玲 审批张淑玲符号 含义编程原点换刀点循环点进给走刀方向快速走刀方向
数控加工走刀路线图零件图号BT 工序号20 工步号20.2 程序号%0002 机床型号CKA6132 程序段号N8-N18 加工内容加工外槽共12页第4页 编程张晶晶 校对张淑玲 审批张淑玲符号 含义编程原点换刀点循环点进给走刀方向快速走刀方向
数控加工走刀路线图零件图号BT 工序号30 工步号30.1 程序号%0002 机床型号CKA6132 程序段号N19-N34 加工内容粗车外螺纹共12页第4页 错误！未找到引用源。 编程 校对张淑玲 审批张淑玲符号 含义编程原点换刀点循环点进给走刀方向快速走刀方向
数控加工走刀路线图零件图号BT 工序号40 工步号40.1 程序号%0002 机床型号CKA6132 程序段号N35-N38 加工内容精车外螺纹共12页第5页错误！未找到引用源。 编程张晶晶 校对张淑玲 审批张淑玲符号 含义编程原点换刀点循环点进给走刀方向快速走刀方向
毕业设计说明书 （格式） 课题名称 系别 专业 班级 姓名 学号 指导教师
随着数控技术的不断发展和应用领域的扩大，数控加工技术对国计民生的一些重要行业（IT、汽车、轻工、医疗等）的发展起着越来越重要的作用，因为效率和质量是先进制造技术的主体。高速、高精加工技术可极大提高效率，提高产品的质量和档次，缩短生产周期和提高市场竞争能力。而对于数控加工，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，确定切屑用量，对一些工艺问题（如对刀点、加工路线等）也需要做一些处理，并在加工过程掌握控制精度的方法，才能加工出合格的产品。 本文根据数控机床的特点。针对具体的零件，进行了工艺方案的分析，工装方案的确定，刀具和切屑用量的选择，确定加工顺序和加工路线，数控加工程序编制。通过整个工艺的过程的制定，充分体现了数控设备在保证加工精度、加工效率、简化工序等方面的优势。 关键词工艺分析加工方案进给路线控制尺寸
第1章前言 第2章工艺方案的分析 2.1 零件图 2.2 零件图分析 2.3 零件技术要求分析 2.4 确定加工方法 2.5 确定加工方案 第3章工件的装夹 3.1 定位基准的选择 3.2 定位基准选择的原则 3.3 确定零件的定位基准 3.4 装夹方式的选择 3.5 数控车床常用的装夹方式 3.6 确定合理装夹方式 第4章刀具及切削用量 4.1 选择数控刀具的原则 4.2 选择数控车削刀具 4.3 设置刀点和换刀点 4.4 确定切削用量 第5章轴类零件的加工
5.1 轴类零件加工工艺分析 5.2 轴类零件加工工艺 5.3 加工坐标系设置 5.4 保证加工精度方法 第6章数控加工程序 第6章结束语 第7章致谢词 参考文献
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 图2-2-1 数控加工工艺过程示意图 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内容、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数控加工内容的选择 当选择并决定对某个零件进行数控加工后，并非其全部加工内容都采用数控加工，宜选择那些适合、需要的内容和工序进行数控加工，注意充分发挥数控的优势。 1.选择数控加工内容： (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内容。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内容作为数控加工内容。如，尺寸精度、形位精
度和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内容作为数控加工内容。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内容。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.不宜选择数控加工内容： (1) 需要用较长时间占机调整的加工内容。 (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内容。 (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，在选择数控加工内容时，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内容的加工要求。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。
1. 数控程序中字母的含义 O：程序号，设定程序号 N：程序段号，设定程序顺序号 G：准备功能 X/Y/Z ：尺寸字符，轴移动指令 A/B/C/U/V/W：附加轴移动指令 R：圆弧半径 I/J/K：圆弧中心坐标（矢量） F：进给，设定进给量 S：主轴转速，设定主轴转速 T：刀具功能，设定刀具号 M：辅助功能，开/关控制功能 H/D：刀具偏置号，设定刀具偏置号 P/X：延时，设定延时时间 P：程序号指令，设定子程序号（如子程序调用：M98P1000） L：重复，设定子程序或固定循环重复次数（如：M98 P1000 L2，省略L代表L1）P/W/R/Q：参数，固定循环使用的参数(如：攻牙G98/(G99)G84 X_ Y_ R_ Z_ P_ F_) 2. 常用G代码解释 G00：定位或快速移动 G01：直线插补 G02：圆弧插补/螺旋线插补CW G03：圆弧插补/螺旋线插补CCW G04：停留时间或延时时间 如：G04 X1000(或G04 X1.0) G04 P1000表示停留1秒钟 G09：准确停止或精确停止检查（检查是否在目标范围内） G10：可编程数据输入 G17：选择XPYP 平面XP：X 轴或其平行轴 G18：选择ZPXP 平面YP：Y 轴或其平行轴 G19：选择YPZP 平面ZP：Z 轴或其平行轴 G20：英寸输入 G21：毫米输入 G28：返回参考点检测 格式：G91/(G90) G28 X__ Y__ Z__ 经过中间点X__ Y__ Z__返回参考点(绝对值/增量值指令) G29：从参考点返回 G91/(G90) G29 X__ Y__ Z__ 从起始点经过参考点返回到目标点X__ Y__ Z__的指令(绝对值/增量值指令) G30 返回第2，3，4 参考点 G91/(G90) G30 P2 X__ Y__ Z__；返回第2 参考点（P2 可以省略。） G91/(G90) G30 P3 X__ Y__ Z__；返回第3 参考点
数控加工工艺与刀具 本试卷出题类型及分值分配 一、选择题（下列各题的备选答案中只有一个选项是正确的，请把正确答案填 在括号内。每小题1分，共15分） 二、判断题（正确的请在后面的括号内打“√”，错误的请在后面的括号内打“×”。 每小题1分，共15分） 三、填空题（请将正确答案填写在横线上。每空1分，共30分） 四、简答题（每小题5分，共25分） 五、典型零件工艺分析（一题，共15分） 第1章数控加工工艺基础 一、单项选择题 1、零件的机械加工精度主要包括（ D ）。 （A）机床精度、几何形状精度、相对位置精度 （B）尺寸精度、几何形状精度、装夹精度 （C）尺寸精度、定位精度、相对位置精度 （D）尺寸精度、几何形状精度、相对位置精度 2、制订加工方案的一般原则为先粗后精、先近后远、先内后外，程序段最少，（ A ）及特殊情况特殊处理。 （A）走刀路线最短（B）将复杂轮廓简化成简单轮廓
（C）将手工编程改成自动编程（D）将空间曲线转化为平面曲线 3、换刀点是指在编制数控程序时，相对于机床固定参考点而设置的一个自动换刀的位置，它一般不能设置在（ A ）。 （A）加工零件上（B）程序原点上 （C）机床固定参考点上（D）浮动原点上 4、加工精度高、（ B ）、自动化程度高，劳动强度低、生产效率高等是数控机床加工的特点。 （A）加工轮廓简单、生产批量又特别大的零件 （B）对加工对象的适应性强 （C）装夹困难或必须依靠人工找正、定位才能保证其加工精度的单件零件 （D）适于加工余量特别大、质及余量都不均匀的坯件 5、在数控加工中，（ D ）相对于工件运动的轨迹称为进给路线，进给路线不仅包括了加工内容，也反映出加工顺序，是编程的依据之一。 （A）刀具原点（B）刀具（C）刀具刀尖点（D）刀具刀位点 6、下列叙述中（ B ），不属于确定加工路线时应遵循的原则。 （A）加工路线应保证被加工零件的精度和表面粗糙度 （B）使数值计算简单，以减少编程工作量 （C）应使加工路线最短，这样既可以减少程序短，又可以减少空刀时间 （D）对于既有铣面又有镗孔的零件，可先铣面后镗孔 7、尺寸链按功能分为设计尺寸链和（ D ）。 （A）封闭尺寸链（B）装配尺寸链（C）零件尺寸链（D）工艺尺寸链 8、下列关于尺寸链叙述正确的是（ C ）。
课 题 数控加工工艺的基本概念 授 课 班 级： 12高13 12高19 教 学 方 法： 讲授 任务驱动 教学目的及要求： 明确数控加工中加工工艺的作用，以及制定加工工艺的优劣对数 控加工的重大影响，理解数控加工工艺的概念，掌握数控加工 工艺的主要内容。 教 学 重 难 点： 数控加工工艺的概念 数控加工工艺设计的主要内容 难点：工艺与工序的区别 教 学 课 时 2 教学用具： 多媒体 导 入 新 课： 旧课复习内容： 普通加工工艺的内容与过程 数控加工的概念 数控加工就是根据零件图样及工艺要求等原始条件，编制零件数控加工程序，并输入到数控机床的数控系统，以控制数控机床中刀具与工件的相对运动，从而完成零件的加工。 数控加工的基本原理与加工过程 虽然数控加工与传统的机械加工相比，在加工的方法和内容上有许多相似之处，但由于采用了数字化的控制形式和数控机床，许多传统加工过程中的人工操作被计算机和数控系统的自动控制所取代。 数控加工过程如图1-1所示，其具体步骤为： 第一步：了解图纸的技术要求，如尺寸精度、形位公差、表面粗糙度、工件的材料、硬度、 加工性能以及工件数量等； 第二步：根据零件图纸的要求进行工艺分析，其中包括零件的结构工艺性分析、 材料和设计
精度合理性分析、大致工艺步骤等； 第三步：根据工艺分析制定出加工所需要的一切工艺信息——如：加工工艺路线、工艺要求、刀具的运动轨迹、位移量、切削用量（主轴转速、进给量、吃刀深度）以及辅助功 能（换刀、主轴正转或反转、切削液开或关）等，并填写加工工序卡和工艺过程卡；第四步：根据零件图和制定的工艺内容，再按照所用数控系统规定的指令代码及程序格式进行数控编程； 第五步：将编写好的程序通过传输接口，输入到数控机床的数控装置中。调整好机床并调用该程序后，就可以加工出符合图纸要求的零件。 数控加工工艺概念与工艺过程 数控加工工艺的概念 数控加工工艺是采用数控机床加工零件时所运用各种方法和技术手段的总和，应用于整个数控加工工艺过程。 数控加工工艺是伴随着数控机床的产生、发展而逐步完善起来的一种应用技术，它是人们大量数控加工实践的经验总结。 数控加工工艺过程是利用切削刀具在数控机床上直接改变加工对象的形状、尺寸、表面位置、表面状态等，使其成为成品或半成品的过程。 新课小结 1、1、数控加工工艺是采用数控机床加工零件时所运用各种方法和技术手段的总和，它包 含了确定数控加工内容；进行工艺分析和零件图形的数学处理；制定工艺方案；选择数控机床的类型；确定工步和进给路线；选择或设计刀具、夹具和量具；确定切削参数； 编写、校验和修改加工程序；编写加工工艺技术文件等方面内容。 2、工艺设计的好坏直接影响了数控加工的尺寸精度和表面精度、加工时间的长短、材料和 人工的耗费，甚至直接影响了加工的安全性。所以要切实掌握好数控加工工艺的内容和制定数控加工工艺的方法。 板书设计: 第一步：了解图纸的技术要求，如尺寸精度、形位公差、表面粗糙度、工件的材料、硬度、加工性能以及工件数量等； 第二步：根据零件图纸的要求进行工艺分析，其中包括零件的结构工艺性分析、材料和设计精度合理性分析、大致工艺步骤等； 第三步：根据工艺分析制定出加工所需要的一切工艺信息——如：加工工艺路线、工艺要求、刀具的运动轨迹、位移量、切削用量（主轴转速、进给量、吃刀深度）以及辅助功 能（换刀、主轴正转或反转、切削液开或关）等，并填写加工工序卡和工艺过程卡；第四步：根据零件图和制定的工艺内容，再按照所用数控系统规定的指令代码及程序格式进行数控编程； 教学反思： 本次课主要是让学生了解数控工艺的内容和制定工艺的过程，采取多媒体教学方式，进行边演示边讲解的教学方式。在学习过程当中，许多学生把工艺过程跟工序过程弄混淆。因此老师在讲解时，需要在此多花心思。
数控编程技巧：教你怎么样确定走刀路线和安排加工顺序 数控工序设计的主要任务是进一步把本工序的加工内容、切削用量、工艺装备、定位夹紧方式及刀具运动轨迹确定下来，为编制加工程序作好准备。 走刀路线就是刀具在整个加工工序中的运动轨迹，它不但包括了工步的内容，也反映出工步顺序。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，减少空刀时间以提高加工效率 如加工图1a所示零件上的孔系。b图的走刀路线为先加工完外圈孔后，再加工内圈孔。若改用c图的走刀路线，则可节省定位时间近一倍。
图1 最短走刀路线的设计 2．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 如图2a为用行切方式加工内腔的走刀路线，这种走刀能切除内腔中的全部余量，不留死角，不伤轮廓。但行切法将在两次走刀的起点和终点间留下残留高度，而达不到要求的表面粗糙度。所以如采用b图的走刀路线，先用行切法，最后沿周向环切一刀，光整轮廓表面，能获得较好的效果。图2c也是一种较好的走刀路线方式。
a b c 图2 铣切内腔的三种走刀路线 3．考虑刀具的进、退刀（切入、切出）路线 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所示。
图3刀具切入和切出时的外延 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。
一．设计目的 (1) 二．设计内容 (1) 三．设计步骤 (1) （一）零件的工艺分析 (1) 1．数控加工工艺的基本特点 (1) 2．数控加工工艺的主要内容 (1) 3．数控加工零件的合理选择 (2) 4．加工方法的选择与加工方案的确定 (2) 5．工序与工步的划分 (3) 6．零件的安装与夹具的选择 (3) 7．刀具的选择与切削用量的确定 (4) 8．对刀点和换刀点的确定 (4) 9．加工路线的确定 (5) （二）程编中工艺指令的处理 (5) （三）程序编制及动态模拟软件的使用 (5) 四、典型零件工艺编制 (6) 1、加工轴类零件如图 (6) 2、典型轴类零件介绍 (6) 六．实验报告 (15)
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。
第二章 数控加工程序编制----作业题详解 一、 数控铣床、钻床编程作业 1. 使用刀具长度补偿和固定循环指令加工如图所示的零件中A 、B 、C 三个孔 N01 G91 T1 M06； 换刀 N02 M03 S600； 主轴启动 N02 G43 H01； 设置刀具补偿 N03 G99 G81 F100； 钻孔A N04 G99 G82 P2000； 锪孔B N05 G98 G81 P2000； 钻孔C N06 G00 ； 返回起刀点 N07 M05； N08 M02； 2. 毛坯为120mm ×60mm ×10mm 铝板材，5mm 深的外轮廓已粗加工过，周边留2mm 余量，要求加工出如图所示的外轮廓及φ20mm 深10mm 的孔，试编写加工程序。 （1）根据图纸要求，确定工艺方案及加工路线 1）以底面为定位基准，两侧用压板压紧，固定于铣床工作台上； 2）工步顺序： ①钻孔φ20mm ； ②按 线路铣削轮廓 （2）选择机床设备 选用数控铣钻床。 //ABCDEFGO O
3）选用刀具 采用φ20mm的钻头，铣削φ20mm孔；φ10mm的立铣刀用于轮廓的铣削，并把该刀具的直径输入刀具参数表中。数控钻铣床没有自动换刀功能，钻孔完成后，直接手工换刀。 （4）确定切削用量 切削用量的具体数值应根据该机床性能、相关的手册并结合实际经验确定，详见加工程序。 （5）确定工件坐标系和对刀点 在XOY平面内确定以O点为工件原点，Z方向以工件上表面为工件原点，建立工件坐标系，如图所示。采用手动对刀方法对刀。 （6）编写程序 2）铣轮廓程序（手工安装好φ10mm立铣刀） O0002； G54 G90 G00 S1000 M03； ； G41 D01 ； G01 ； G01 ； G01 ； G01 ； G02 ； G03 ； G01 ； G01 ； C，45)，D，40) E，30)