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CNC 加工工艺简介,CNC 加工技术和加工工艺有一个整体性和概括性的了解,CNC 数控加工历史和发展趋势简介 CNC 数控加工工艺简介 零件的结构工艺性 金属去除率概念,培训领域,CNC 加工历史和发展趋势简介,2.制造业的发展需求 产品日趋精密、复杂，改型频繁，提出高性能、高精度和高自动化要求,一.产生背景,1传统机床的不足 人工操作，劳动强度大， 难以提高生产效率 人为误差，难以保证质量 难以加工复杂形状的零件 不利于生产管理现代化,CNC 加工历史和发展趋势简介,1国外 1930年，数控专利 1948年，数控机床生产的萌芽 1952年，第一台数控铣床 (美国帕森斯公司和麻省理工学院) 1958年，第一台加工中心 1968年，柔性制造系统 1974年，采用微处理器(CNC) 1990年，采用基于工业PC的 计算机数控系统,二产生与发展历程,2国内 1958年，第一台数控铣床 1975年，第一台加工中心 20世纪90年代末，华中数控自主 开发出基于PC-NC的HNC数控系统,CNC 加工历史和发展趋势简介,二产生与发展历程,第五代：微处理器数控(1974年),第四代：小型机数控(1967年),第三代：集成电路式(1965年),第二代：晶体管分立元件式(1959年),第一代：电子管、继电器式(1952年）,.知名数控系统,日本FANUC,德国西门子SIEMENS,日本三菱MITSUBISHI,西班牙发格(FAGOR),华中数控系统,广州数控系统,国内知名：,3数控系统的产生和发展,CNC 加工历史和发展趋势简介,三数控机床的发展趋势,高速、高效加工 高精密、超精密加工 高可靠性 工序复合化和复合加工 智能化、网络化、柔性化和集成化 并联机床技术,CNC 加工历史和发展趋势简介,数控机床的基本概念,数控(Numerical Control，NC) 数控是采用数字化信息对机床的运动及其加工过程进行控制的方法，即硬件数控。 计算机数控系统 Computer Numerical Control CNC 以计算机为控制核心的数字控制系统，即软件数控。,CNC 加工历史和发展趋势简介,数控机床的基本概念,数控机床（Numerical Control Machine Tools） 是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。它是数控技术典型应用的例子。 数控机床一般由控制介质、数控装置、伺服系统、测量装置和机床本体组成。,CNC 加工历史和发展趋势简介,数控加工技术的特点,加工精度高 生产效率高 减轻劳动强度 改善劳动条件 有利于生产管理,CNC 加工历史和发展趋势简介,生产效率提高,CNC 加工历史和发展趋势简介,数控机床分类,按联动轴数分， 2轴联动（平面曲线） 3轴联动（空间曲面，球头刀） 4轴联动（空间曲面） 5轴联动及6轴联动（空间曲面） 。 联动轴数越多数控系统的控制算法就越复杂。,CNC 加工工艺简介,数控加工工艺设计的主要内容,CNC 数控加工工艺简介,数控机床之所以能够加工一些几何形状复杂的零件，就是因为数控机床的坐标轴能够联动，编程人员在编写NC程序时，使用规定的NC代码体系，只给出联动轴的起终点坐标及插补速度等的代码，而完成联动轴在起终点间的运动过程参数要由NC自动求出,数控加工工艺简介,CNC 加工工艺简介,所有工艺问题必须事先设计和安排好，并编入加工程序中。数控工艺不仅包括详细的切削加工步骤，还包括工夹具型号、规格、切削用量和其它特殊要求的内容，以及标有数控加工坐标位置的工序图等。在自动编程中更需要确定详细的各种工艺参数。,数控加工工艺,CNC 数控加工工艺简介,数控机床的功能复合化程度越来越高，因此现代数控加工工艺的明显特点是工序相对集中，表现为工序数目少，工序内容多，并且由于在数控机床上尽可能安排较复杂的工序，所以数控加工的工序内容比普通机床加工的工序内容复杂,数控加工工艺简介,CNC 加工工艺简介,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。 数控加工程序的编写、校验与修改是数控加工工艺的一项特殊内容。,由于数控机床加工的零件比较复杂，因此在确定装夹方式和夹具设计时，要特别注意刀具与夹具、工件的干涉问题。,数控加工工艺简介,CNC 加工工艺简介,数控加工工艺-复合化加工,复合化加工的两重含义：,一台装夹可完成多工种、多工序,企业向复合型发展，为用户提供成套服务,工序和工艺的集中,工艺的 成套,CNC 加工工艺简介,数控加工工艺-控制智能化,智能CAD把工程数据库及其管理系统、知识库及其专家系统、拟人化用户接口管理系统集于一体。,CNC 加工工艺简介,数控加工工艺-计算机集成制造系统（CIMS）,21,CNC 加工工艺简介,CNC 数控加工工艺简介,选择定位基准 确定定位夹紧方法 安排加工顺序 确定工序的集中和分散 一般需要提出几个方案进行分析比较，选取最优方案,数控加工工艺-控制拟定工艺方案,CNC 加工工艺简介,数控加工工艺-定位基准的选择,基准重合原则,选用设计基准作为定位基准。,基准统一原则,自为基准原则,互为基准原则,采用同一组基准定位加工零件上尽可能多的表面。,选择加工表面本身作为定位基准。,工件上两个相互位置要求很高的表面加工时，互相作为基准。,CNC 加工工艺简介,数控加工工艺-工装夹具,批量加工可考虑采用简单专用夹具,夹具的刚性与稳定性要好,在保证加工精度和生产效率的前提下，优先选用通用夹具,大批量加工可考虑采用多工位夹具和高效的气压、液压等专用夹具,2019/11/16,25,可编辑,CNC 加工工艺简介,数控加工工艺-工装夹具六点定位,夹具用合理分布的六个支承点，分别限制工件的六个自由度，使工件在夹具中的位置完全确定，称为“六点定位原理”。,CNC 加工工艺简介,数控加工工艺-加工顺序安排,先粗后精 当加工零件精度要求较高时都要经过粗加工、半精加工、精加工。如果精度要求更高，还包括光整加工几个阶段。 基准面先行原则 用作精基准的表面应先加工，任何零件的加工过程总是先对定位基准进行粗加工和精加工， 先面后孔 对于箱体、支架等零件，平面尺寸轮廓较大，用平面定位比较稳定，而孔的深度尺寸又是以平面为基准，故应先加工平面，然后加工孔。 先内后外 即先加工内型腔，后加工外表面。 先主后次 即先加工主要表面，然后加工次要表面。,CNC 加工工艺简介,数控加工工艺-工序集中和分散原则,对于单件小批？ 应该：工序集中 对于大量大批？ 应该：工序集中或工序分散 对于重型零件？ 应该：工序集中 对于刚性差、精度高的零件？ 应该：工序分散,CNC 加工工艺简介,数控加工工艺-确定工艺参数,确定走刀路线和工步顺序 切削用量的选择 主轴转速与切削速度 编程 填写加工工序卡和工艺过程卡,零件结构的工艺性,零件结构的工艺性是指这种结构的零件加工的难易程度。 零件具有使用性和工艺性两种性质。 评价零件设计好坏不应偏重使用性。 工艺性的好坏是相对的。随着科学技术的进步，原来认为工艺性差的零件可能不再难于加工,零件结构的工艺性,为了使零件有较好的切削加工结构工艺性，在结构设计时应考虑以下几点原则：,1.应尽量采用标准化参数； 2.零件的结构要素应尽量统一; 3.应考虑到零件的方便装夹; 4.通孔比不通孔好、外表面比内表面好加工、 平面比台阶面好、直孔比斜孔好加工、刚性好的好加工； 5.尽可能使需精密加工的面少,使要加工的表面积少; 6.为了方便零件的加工,可以考虑零件的合理拆分和组合; 7.在满足使用要求的基础上,尽量降低零件的加工精度和表面质量要求; 8.零件的结构应与先进加工方法相适应.,铣削的金属去除率,参数 含义 公制单位 Dc ap 切削深度下的切削直径 mm fz 进给量/齿 mm vf 工作台进给 mm/min zc 有效齿数 pcs Ap 切削深度 mm vc 切削速度 m/min Ae 切削宽度 mm n 主轴速度 rpm Q 金属去除率 cm3/min,vf,n,fn =,每转进给 (mm/rev),铣削,vf = fzx n x zn,工作台进给 (mm/min),Q =,金属去除率Q (cm3/min),Dc ap x x n,1000,vc=,切削速度vc (m/min),vc x 1000, x Dc ap,n =,主轴速度 (rpm),ap x ae x vf,1000,车削的金属去除率,车削,参数 含义 公制单位 Dm 加工后直径 mm fn 进给量 mm/r Ap 切削深度 mm vc 切削速度 m/min n 主轴速度 rpm Q 金属去除率 cm3/min,Q = vc x ap x fn,金属去除率Q (cm3/min),Dm x x n