数控加工中心加工工艺与编程

毕业设计（论文）报告纸装订线毕 业 论 文课题名称 数控加工中心加工工艺与编程系/专 业 班 级学 号学生姓名指导教师：2012 年 5 月 29 日毕业设计（论文）报告纸装订线摘要数控技术的应用不但给传统制造业带来了革命性的变化，使制造业成为工业化的象征，而且随着数控技术的不断发展和应用领域的扩大，他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，因为这些行业所需装备的数字化已是现代发展的大趋势。数控机床种类较多，但主体结构都是由：机床主体、数控装置、伺服系统三大部分组成。 NC 编程就是将加工零件的加工顺序、刀具运动轨迹的尺寸数据、工艺参数（主运动和进给运动速度、切削深度）以及辅助操作（换刀、主轴正反转、冷却液开关、刀具夹紧、松开等）加工信息，用规定的文字、数字、符号组成的代码，按一定格式编写成加工程序。数控机床程序编制过程主要包括：分析零件图纸、工艺处理、数学处理、编写零件程序、程序校验。关键词：趋势，数控，机床，编程，加工 毕业设计（论文）报告纸装订线AbstractThe application of numerical control technology not only to the traditional manufacturing industry has brought revolutionary changes, the manufacturing industry to become a symbol of industrialization, and with the continuous development of NC technology and the expansion of application fields, beneficial to the peoples livelihood he on some important industry ( IT, automobiles, light industry, medical and so on ) development plays a more and more important role, because of these industries needed equipment digital is a modern development trend.CNC lathe more categories, but the main structure are: the main Lathe, CNC equipment, servo system has three major components.NC programming is part of the processing sequence processing, tool trajectory size data, process parameters ( main movement and feed velocity, cutting depth) and ancillary operations ( cutter, spindle positive, coolant switch, tool clamp, loosen the and so on ) the processing of information, with the words, digits, symbols code, according to a certain format into processing procedures.CNC machine tool programming process mainly includes: analysis of parts drawings, process, mathematical processing, the preparation of parts program, program verification.Key words: trends, CNC, lathe, programming, machining毕业设计（论文）报告纸装订线目录摘要 .IIAbstract .III绪论 .1第一章 数控概述 .11.1 数控技术 .11.1.1 数控系统发展历程 .11.1.3 数控技术未来发展趋势 .41.2 数控机床简介 .51.3 数控机床特点 .51.4 数控机床的组成 .5第二章 数控加工工艺分析 .72.1 数控加工工艺概念 .72.2 数控加工工艺内容 .72.3 工序与工布的划分 .8第三章 数控 NC 程序编制 .83.1 数控编程的基本概念 .83.2 数控编程步骤 .83.3 数控机床程序的编制 .9第四章 数控刀具的选用 .104.1 数控机床的刀具特点 .104.2 刀具材料 .104.3 数控刀具的选择 .11第五章 夹具选择和装夹 .115.1 夹具的分类 .115.2 工件在数控加工中心上的装夹 .125.2.1 虎钳找正步骤： .125.2.2 装夹工件步骤： .12第六章 零件加工编程实例 .136.1 零件的工艺 .13毕业设计（论文）报告纸装订线6.2 工艺卡 .156.3 确定加工路线 .176.4 选择刀具 .176.5 确定工件坐标系 .176.6 程序编辑说明 .18第七章 总结 .19谢辞 .20参考文献 .21附录 .22毕业设计（论文）报告纸装订线绪论随着工业自动化的发展，出现了数控加工中心，它在减轻工人的劳动强度的同时，大大提高了劳动生产率。目前，我国数控机床占机床总量比例不到 3%，远远低于国外的水平。而机床役龄 10 年以上的占 60%以上， 10 年以下的机床中，自动 /半自动机床不到 20%，能进行柔性加工的自动化生产线更少。但当今产品的制造追求精密、美观、更新快、成本低、普通机床加工出来的产品存在质量波动大、加工精度低、品种少、成本高、时间长等缺点，而这些因素又直接影响一个企业的产品、市场、效益，关系到企业的生存和发展。因此，大力提高机床的数控化率是目前很多企业正着力进行的事情，同时为企业今后实现信息化改造打下良好的基础。数控技术是先进制造技术的基础，它是综合应用了计算机、自动控制、电气传动、自动检测、精密机械制造和管理信息等技术而发展起来的高新科技。作为数控加工的主体设备，数控机床是典型的机电一体化产品。数控机床代表一个民族制造工业现代化的水平，随着现代化科学技术的迅速发展，制造技术和自动化水平的高低已成为衡量一个国家或地区经济发展水平的重要标志。本文主要讨论数控车床的零件加工工艺以及程序编制，主要以 FANUC 数控系统为例，结合典型零件对数控车零件进行讲解。主要内容有关于数控车床的编程方法、编程的注意事项、加工工艺分析、刀具的选用、刀位轨迹计算毕业设计（论文）报告纸装订线第一章 数控概述1.1 数控技术1.1.1 数控系统发展历程1948 年，美国帕森斯公司接受美国空军委托，研制直升飞机螺旋桨叶片轮廓检验用样板的加工设备。由于样板形状复杂多样，精度要求高，一般加工设备难以适应，于是提出采用数字脉冲控制机床的设想。 1949 年，该公司与美国麻省理工学院(MIT)开始共同研究，并于 1952 年试制成功第一台三坐标数控铣床，当时的数控装置采用电子管元件。 1959 年，数控装置采用了晶体管元件和印刷电路板，出现带自动换刀装置的数控机床，称为加工中心( MC Machining Center)，使数控装置进入了第二代。 1965 年，出现了第三代的集成电路数控装置，不仅体积小，功率消耗少，且可靠性提高，价格进一步下降，促进了数控机床品种和产量的发展。 60 年代末，先后出现了由一台计算机直接控制多台机床的直接数控系统(简称 DNC)，又称群控系统；采用小型计算机控制的计算机数控系统(简称 CNC)，使数控装置进入了以小型计算机化为特征的第四代。 1974 年，研制成功使用微处理器和半导体存贮器的微型计算机数控装置(简称 MNC)，这是第五代数控系统。 20 世纪 80 年代初，随着计算机软、硬件技术的发展，出现了能进行人机对话式自动编制程序的数控装置；数控装置愈趋小型化，可以直接安装在机床上；数控机床的自动化程度进一步提高，具有自动监控刀具破损和自动检测工件等功能。 20 世纪 90 年代后期，出现了 PC+CNC 智能数控系统，即以 PC 机为控制系统的硬件部分，在 PC 机上安装 NC 软件系统，此种方式系统维护方便，易于实现网络化制造。 现在，数控技术也叫计算机数控技术（Computerized Numerical Control 简称：CNC） ，目前它是采用计算机实现数字程序控制的技术。这种技术用计算机按事先存贮的控制程序来执行对设备的控制功能。由于采用计算机替代原先用硬件逻辑电路组成的数控装置，使输入数据的存贮、处理、运算、逻辑判断等各种控制机能的实现，均可以通过计算机软件来完成。数控技术是制造业信息化的重要组成部分。1.1.2 数控技术的作用和地位数控的广泛含义是指对流程工业的过程控制和对离散工业运动控制而言的。机床数控仅仅是运动控制中的一种类型。数控技术问世已有 40 多年的历史，它是由机械学、控制论、电子学、计算机科学四大基础学科发展起来的一门综合性的新型科学。数控技术是数控机床的关键技术，毕业设计（论文）报告纸装订线数控机床又是推行 FMC(柔性制造单元) 、FMS(柔性制造系统)以及 CIMS(计算机集成制造系统)等的基础。数控技术己经成为制造业自动化的核心技术和基础技术。我国每年都有大量机电产品进口，这也是从宏观上说明了机床数控化的必要。数控技术的特点如下:1)作用和地位上的战略性;2)技术上的综合性;3)控制上的实时性;4)软件上的领域性;5)推广应用上的适应性;6)跟踪上的滞后性;7)发展上的开放性。随着制造业的发展，中小批量生产趋势日益增强，对数控机床的柔性和通用性提出了更高的要求。随着计算机的飞速发展，各种不同层次的开放性数控系统应运而生，发展很快。目前正朝标准化开放体系结构的方向前进。就结构形式而言，当今世界上的数控系统大致可分为 4种类型:1) 传统数控系统，如 FANUC 0 系统 MITSUBISHIM 50 系统、Siemens8 10 系统等。这是一种专用的封闭体系结构的数控系统，尽管可以使用用户人机界面，但必须使用专门开发工具(如 Siemens 的 WS800A)耗费较多的人力，而对它的功能扩展、改变和维修，都必须求助于系统的供应商。目前，这类系统还是占领了制造业的大部分市场。但由于开放体系结构数控系统的发展，传统数控系统的市场正在受到挑战，已逐渐减小。2) PC 嵌入 NC”结构的开放式数控系统。如 FANUC18i.16i 系统（如图 1） 、Siemens840D 系统、Num1060 系统、AB9/360 等数控系统。这是由于一些数控系统制造商不愿放弃多年来积累的数控软件技术，又想利用计算机丰富软件的资源而开发的产品。然而，尽管它也具有一定的开放性，但由于它的 NC 部分仍然式传统的数控系统，其体系结构还是不开放的。因此用户无法介入数控系统的核心。这类系统结构复杂、功能强大，但价格昂贵。3) PC 嵌入 NC”结构的开放式系统，它由开放体系结构运动控制卡+PC 机构成。这种运动控制卡通常选用高速 DSP 作为 CPU，具有很强的运动控制和 PLC控制能力。它本身就是一个数控系统。因此这种开放结构运动控制卡被广泛应用于制造业自动化控制各种领域。如美国 Delta Tan 公司用 PMAC 多轴运动控制卡结构的 PMAC-NC 数控系统、日本 MAZAK 公司用三菱电机的 MELDASMAGIG 64 结构的 MAZATROL 640 CNC 等。4) SOFT 型开放式数控系统,如图 2。这是一种最新开放体系结构的数控系统。它提供给用户最大的选择和灵活性，它的 CNC 软件全部装在计算机中，而硬件部分仅是计算机与伺服驱动和外部1/0 之间的标准化通用接口。就像计算机中可以安装各种品牌的声卡、CD-ROM 和相应的驱动程序一样。用户可以在 WINDOWS NT 平台上，利用开放的 CNC 内核，开放所需的各种功能，结构各种类型的高性能数控系统，与前几种数控系统相比，SOFT 型开放式数控系统具有最高的性价比，因此最具有生命力。其典型产品有美国 MDSI 公司的 OpenC NC,德国 PowerA utomation公司的 PA8000NT 等传统数控系统大多是封闭专用的体系结构，用于实现某种专用的功能。这类数控系统虽结构简单、成本低，但若增加用户的特殊功能时需从头开始设计，造成大量人财物的浪费，随着计算机技术的发展，为了满足市场的普及型和个性化需要，现代制造技术对数控技术提出了更高的要求，数控软件的开发也就成为现代数控领域的一项关键技术，即可读性、可维护性和可重用性。PC 机进入数控领域，极大地丰富了数控系统的软硬件资源，体系结构上毕业设计（论文）报告纸装订线的发展趋势必将时开放性。 图 1 FANUC 系统数控机床 毕业设计（论文）报告纸装订线图 2 MAZAK 系统数控机床1.1.3 数控技术未来发展趋势1) 数控技术未来发展的趋势是继续向开放式、基于 PLC 的第六代方向发展。基于 PC 所具有的开放性、低成本、高可靠性、软硬件资源丰富等特点，更多的数控系统生产厂家走上了这条道路。至少采用 PC 机作为它的前端机，来处理人机界面、编程、联网通信等问题，由原有的系统承担数控的任务。PC 机所具有的友好的人机界面，将普及到所有的数控系统。远程通讯，远程诊断和维护将更加普遍。2) 向高速化和高精度化发展这是适应机床向高速和高精度方向发展的需要。3) 向智能化方向发展。随着信息化社会的到来，制造业已从单纯依靠提高设备的自动化程度和加工精度占有市场，转向以信息为基础，从产品整个生命周期的大系统的角度来适应市场，满足社会各方面需求，增强企业的竞争能力。发达国家纷纷投入巨资研究制造业面临的挑战和相应的对策，从而提出了计算机集成制造、精良生产、灵捷制造、并行工程、智能制造等概念。加工设备在不断提高自动化水平的同时，注意整体、人和信息的因素，以信息为纽带、人为中心，具有相对独立性的智能化的加工设备，是未来发展的方向。随着人工智能在计算机领域的毕业设计（论文）报告纸装订线不断渗透和发展，数控系统的智能化程度将不断提高。当前开发研究适应于复杂制造过程的、具有闭环控制体系结构的智能化程度已成为可能。智能化的内容包括在数控系统中的各个方面:为追求加工效率和加工质量方面的智能化，如自适应控制，工艺参数自动生成;为提高驱动性能及使用连接方便的智能化，如前馈控制，电机参数的自适应运算，自动识别负载自动选定模型，自整定等;简化编程、简化操作方面的智能化，如智能化的自动编程、智能化的人机界面等;还有智能诊断、智能监控方面的内容，方便系统诊断及维修等。可以说，智能化数控系统工 CNC 是将计算机智能技术、网络技术、CAD/CAM、伺服控制、自适应控制、动态数据管理及动态刀具补偿、动态仿真等高新技术融于一体，形成严密的制造过程闭环控制体系。人工智能则试图用计算机模型实现人类的各种智能行为。科学技术发展到今天，实时系统和人工智能相互结合，人工智能正向着具有实时响应的更现实的领域发展，而实时系统也朝着具有智能行为的、更复杂的应用发展，由此产生了实时智能控制这一新的领域。在数控技术领域，实时智能控制的研究和应用正沿着几个主要分支发展:自适应控制、模糊控制、神经网络控制、专家控制、学习控制、前馈控制等。ICNC 同传统数控系统重要的区别之一就在于它可参与任务规划，承担适合自己的加工任务，并能不断调整目标任务。CNC 知识的表达及获取知识的能力是 CNC 智能化的基础，常规的知识表示方法有多种，每一种方法都有其使用的范围。总之，在性能发展方向是高可靠性、高速度、高效率、柔性化、多轴化和智能化。在体系结构发展方向是集成化、模块化、网络化。在功能发展方向是可以直接用高级语言编程的高性能 PLC。1.2 数控机床简介数控机床是数字控制机床（Computer numerical control machine tools）的简称，是一种装有程序控制系统的自动化机床。该控制系统能够逻辑地处理具有控制编码或其他符号指令规定的程序，并将其译码，从而使机床动作并加工零件。数控机床种类繁多，由数控系统通过伺服驱动系统去控制各运动部件的动作，主要用于轴类和盘类回转体零件的多工序加工，具有高精度、高效率、高柔性化等综合特点，适合中小批量形状复杂零件的多品种、多规格生产。1.3 数控机床特点数控机床的操作和监控全部在这个数控单元中完成，它是数控机床的大脑。与普通机床相比，数控机床有如下特点： 1、加工精度高，具有稳定的加工质量； 2、可进行多坐标的联动，能加工形状复杂的零件； 3、加工零件改变时，一般只需要更改数控程序，可节省生产准备时间；4、机床本身的精度高、刚性大,可选择有利的加工用量，生产率高（一般为普通机床的 35毕业设计（论文）报告纸装订线倍） ； 5、机床自动化程度高，可以减轻劳动强度； 6、对操作人员的素质要求较高，对维修人员的技术要求更高。 1.4 数控机床的组成数控机床一般由下列几个部分组成： 1、主机，他是数控机床的主题，包括机床身、立柱、主轴、进给机构等机械部件。他是用于完成各种切削加工的机械部件。 2、数控装置，是数控机床的核心，包括硬件（印刷电路板、CRT 显示器、键盒、纸带阅读机等）以及相应的软件，用于输入数字化的零件程序，并完成输入信息的存储、数据的变换、插补运算以及实现各种控制功能。 3、驱动装置，他是数控机床执行机构的驱动部件，包括主轴驱动单元、进给单元、主轴电机及进给电机等。他在数控装置的控制下通过电气或电液伺服系统实现主轴和进给驱动。当几个进给联动时，可以完成定位、直线、平面曲线和空间曲线的加工。 毕业设计（论文）报告纸装订线图 3 数控加工工序4、辅助装置，指数控机床的一些必要的配套部件，用以保证数控机床的运行，如冷却、排屑、润滑、照明、监测等。它包括液压和气动装置、排屑装置、交换工作台、数控转台和数控分度头，还包括刀具及监控检测装置等。 5、编程及其他附属设备，可用来在机外进行零件的程序编制、存储等。毕业设计（论文）报告纸装订线第二章 数控加工工艺分析2.1 数控加工工艺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中。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，是利用切削工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。2.2 数控加工工艺内容1 选择并确定进行数控加工的内容，工序如图 3。2 对零件图样进行数控加工工艺分析，如图 4。图 4 零件加工工艺规程3 零件图形的数学处理及编程尺寸设定值的确定。4 数控加工工艺方案的制定。毕业设计（论文）报告纸装订线5 工步、进给路线的确定。6 选择数控机床的类型。7 刀具、夹具、量具的选择和设计。8 切削参数的确定。9 加工程序的编写、校验与修改。10 首件试切加工与现场问题处理。2.3 工序与工布的划分工序的划分：在数控机床上加工零件，工序可以比较集中，在一次装夹中尽可能完成大部分或全部工序。首先应根据图样，考虑是否可以在一台机床上完成整个零件的加工工作。若不能，则应决定其中那一部分在数控机床上加工，那一部分在其他机床上完成。一般工序划分有以下几种方式： 1、按零件装卡定位方式划分工序由于每个零件结构形状不同，各加工表面的技术要求也有所不同，故加工时，其定位方式则各有差异。一般加工外形时，以内形定位；加工内形时又以外形定位。因而可根据定位方式的不同来划分工序。 2、按粗、精加工划分工序根据零件的加工精度、刚度和变形等因素来划分工序时，可按粗、精加工分开的原则来划分工序，即先粗加工再精加工。此时可用不同的机床或不同的刀具进行加工。通常在一次安装中，不允许将零件某一部分表面加工完毕后，再加工零件的其他表面。第三章 数控 NC 程序编制3.1 数控编程的基本概念编程就是将加工零件的加工顺序、刀具运动轨迹的尺寸数据、工艺参数（主运动和进给运动速度、切削深度）以及辅助操作（换刀、主轴正反转、冷却液开关、刀具夹紧、松开等）加工信息，用规定的文字、数字、符号组成的代码，按一定格式编写成加工程序。数控机床程序编制过程主要包括：分析零件图纸、工艺处理、数学处理、编写零件程序、程序校验。3.2 数控编程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、分析零件图样和工艺处理 根据图样对零件的几何形状尺寸，技术要求进行分析，明确加工的内容及要求，决定加工方案、确定加工顺序、设计夹具、选择刀具、确定合理的走刀路线及选择合理的切削用量等。 同时还应发挥数控系统的功能和数控机床本身的能力，正确选择对刀点，切入方式，尽量减少诸如换刀、转位等辅助时间。 2、数学处理 编程前，根据零件的几何特征，先建立一个工件坐标系，根据零件图纸的要求，制定加工毕业设计（论文）报告纸装订线路线，在建立的工件坐标系上，首先计算出刀具的运动轨迹。对于形状比较简单的零件（如直线和圆弧组成的零件） ，只需计算出几何元素的起点、终点、圆弧的圆心、两几何元素的交点或切点的坐标值。 3、编写零件程序清单 加工路线和工艺参数确定以后，根据数控系统规定的指定代码及程序段格式，编写零件程序清单。 4、程序输入 5、程序校验与首件试切3.3 数控机床程序的编制数控机床加工包括铣削、镗削、钻削、攻螺纹和切削螺纹等。1、 F 功能：F 功能指令用于控制切削进给量。在程序中，有两种使用方法：F 后面的数字表示的是主轴每转进给量，单位为 mm/r；F 后面的数字表示的是每分钟进给量，单位为 mm/min。2、 S 功能：S 后面的数字表示主轴转速，单位为 r/min。S 后面的数字表示的是最高转速： r/min。S 后面的数字表示的是恒定的线速度：m/min。3、 T 功能：T 功能指令用于选择加工所用刀具。T 后面通常有两位数表示所选择的刀具号码。但也有 T后面用四位数字，前两位是刀具号，后两位是刀具长度补偿号，又是刀尖圆弧半径补偿号。4、 M 功能：M00：程序暂停，可用 NC 启动命令（CYCLE START）使程序继续运行；M01：计划暂停，与 M00 作用相似，但 M01 可以用机床“任选停止按钮”选择是否有效；M02 程序结束；M03：主轴顺时针旋转；M04：主轴逆时针旋转；M05 主轴停止 ；M06 刀具交换； M08 冷却开 ；M09 冷却关； M18 主轴定向解除； M19 主轴定向 ；M29 刚性攻丝； M30：程序停止，程序复位到起始位置；毕业设计（论文）报告纸装订线M98 调用子程序 ；M99 子程序结束返回重复执行。例如一些常用的编程代码：G00 快速点定位；G01 直线插补G90 绝对值输入； G31 倍率定义G91 相对值输入； G32 等螺距螺纹切削，英制 G54 设定工件坐标系。第四章 数控刀具的选用4.1 数控机床的刀具特点数控加工刀具必须适应数控机床高速、高效和自动化程度高的特点，一般应包括通用刀具、通用连接刀柄及少量专用刀柄。刀柄要联接刀具并装在机床动力头上，因此已逐渐标准化和系列化。数控刀具的分类有多种方法。根据刀具结构可分为：整体式；镶嵌式，采用焊接或机夹式连接，机夹式又可分为不转位和可转位两种；特殊型式，如复合式刀具，减震式刀具等。根据制造刀具所用的材料可分为：高速钢刀具；硬质合金刀具； 金刚石刀具；其他材料刀具，如立方氮化硼刀具，陶瓷刀具等。从切削工艺上可分为：车削刀具，分外圆、内孔、螺纹、切割刀具等多种；钻削刀具，包括钻头、铰刀、丝锥等；镗削刀具； 铣削刀具等。为了适应数控机床对刀具耐用、稳定、易调、可换等的要求，近几年机夹式可转位刀具得到广泛的应用，在数量上达到整个数控刀具的 30% 40%，金属切除量占总数的80%90%。数控刀具与普通机床上所用的刀具相比，有许多不同的要求，主要有以下特点：刚性好（尤其是粗加工刀具） ，精度高，抗振及热变形小；互换性好，便于快速换刀；寿命高，切削性能稳定、可靠；刀具的尺寸便于调整，以减少换刀调整时间；刀具应能可持续地断屑或卷屑，以利于切屑的排除；系列化，标准化，以利于编程和刀具管理。4.2 刀具材料数控车床使用的刀具材料一般为高速钢、硬质合金、涂层硬质合金和陶瓷。在数控切削加工时，数控刀具切削部分与切屑、工件相互接触的表面上承受很大的压力和摩擦，数控刀具在高温下进行切削的同时，还承受切削力、冲击和振动，因此数控刀具材料应满足以下基本条件：1、硬度刀具材料必须具有高于工件材料的硬度，常温硬度应在 62HRC 以上，并要求保持较高的高温硬度。毕业设计（论文）报告纸装订线2、耐磨性耐磨性表示刀具抵抗磨损的能力，它是刀具材料力学性能、组织结构和化学性能的综合反映。3、强度和韧性一种好的刀具材料，应根据它的使用要求，兼顾硬度和耐磨性两方面的性能，有所侧重。满足高切削力、冲击和振动的条件。4、耐热性数控刀具材料应在高温下保持较高的硬度、耐磨性、强度和韧性，并有良好的抗扩散、抗氧化能力。5、导热性和膨胀系数在其他条件相同的情况下，刀具材料的热导率越大，则由刀具传出的热量越多，有利于降低切削温度和提高刀具使用寿命。线膨胀系数小，则可减少刀具的热变形。6、工艺性为了便于制造，要求数控刀具材料有较好的可加工性，包括锻、轧、焊、切削加工和可耐磨性、热处理特性。材料的高温特性对热轧刀具十分重要。4.3 数控刀具的选择刀具的选择是在数控编程的人机交互状态下进行的。应根据机床的加工能力、工件材料的性能、加工工序、切削用量以及其它相关因素正确选用刀具及刀柄。刀具选择总的原则是：安装调整方便，刚性好，耐用度和精度高。在满足加工要求的前提下，尽量选择较短的刀柄，以提高刀具加工的刚性。选取刀具时，要使刀具的尺寸与被加工工件的表面尺寸相适应。生产中，平面零件周边轮廓的加工，常采用立铣刀；铣削平面时，应选硬质合金刀片铣刀；加工凸台、凹槽时，选高速钢立铣刀；加工毛坯表面或粗加工孔时，可选取镶硬质合金刀片的盘型铣刀；对一些立体型面和变斜角轮廓外形的加工，常采用球头铣刀、环形铣刀、锥形铣刀和盘形铣刀。在进行自由曲面加工时，由于球头刀具的端部切削速度为零，因此，为保证加工精度，切削行距一般取得很能密，故球头常用于曲面的精加工。而平头刀具在表面加工质量和切削效率方面都优于球头刀，因此，只要在保证不过切的前提下，无论是曲面的粗加工还是精加工，都应优先选择平头刀。另外，刀具的耐用度和精度与刀具价格关系极大，必须引起注意的是，在大多数情况下，选择好的刀具虽然增加了刀具成本，但由此带来的加工质量和加工效率的提高，则可以使整个加工成本大大降低。在加工中心上，各种刀具分别装在刀库上，按程序规定随时进行选刀和换刀动作。因此必须采用标准刀柄，以便使钻、镗、扩、铣削等工序用的标准刀具，迅速、准确地装到机床主轴或刀库上去。编程人员应了解机床上所用刀柄的结构尺寸、调整方法以及调整范围，以便在编程时确定刀具的径向和轴向尺寸。目前我国的加工中心采用 TSG 工具系统，其刀柄有直柄（三种规格）和锥柄（四种规格）两种，共包括 16 种不同用途的刀柄。在经济型数控加工中，由于刀具的刃磨、测量和更换多为人工手动进行，占用辅助时间较长，因此，必须合理安排刀具的排列顺序。一般应遵循以下原则：尽量减少刀具数量；一把刀具装夹后，应完成其所能进毕业设计（论文）报告纸装订线行的所有加工部位；粗精加工的刀具应分开使用，即使是相同尺寸规格的刀具；先铣后钻；先进行曲面精加工，后进行二维轮廓精加工； 在可能的情况下，应尽可能利用数控机床的自动换刀功能，以提高生产效率等。第五章 夹具选择和装夹5.1 夹具的分类机床夹具的种类很多，按使用机床类型分类，可分为车床夹具、铣床夹具、钻床夹具、镗床夹具、加工中心夹具和其他夹具等。按驱动夹具工作的动力源分类，可分为手动夹具、气动夹具、液压夹具、电动夹具、磁力夹具和自夹紧夹具等。按专门化程度可分为以下几种类型的夹具：通用夹具是指已经标准化、无需调整或稍加调整就可以用来装夹不同工件的夹具。如三爪卡盘、四爪卡盘、平口虎钳和万能分度头等。这类夹具主要用于单件小批生产。专用夹具是指专为某一工件的某一加工工序而设计制造的夹具。结构紧凑，操作方便，主要用于固定产品的大量生产。组合夹具是指按一定的工艺要求，由一套预先制造好的通用标准元件和部件组装而成的夹具。使用完毕后，可方便地拆散成元件或部件，待需要时重新组合成其他加工过程的夹具。适用于数控加工、新产品的试制和中、小批量的生产。可调夹具包括通用可调夹具和成组夹具，它们都是通过调整或更换少量元件就能加工一定范围内的工件，兼有通用夹具和专用夹具的优点。通用可调夹具适用范围较宽，加工对象并不十分明确；成组夹具是根据成组工艺要求，针对一组形状及尺寸相似、加工工艺相近的工件加工而设计的，其加工对象和范围很明确，又称为专用可调夹具。数控机床夹具常用通用可调夹具、组合夹具。5.2 工件在数控加工中心上的装夹常用装夹方式：1.平口虎钳，吸盘工装，非吸盘工装，角铁装夹,通用可调夹具,组合夹具2、采用找正的方法：找正装夹时必须将工件的加工表面（同时也是工件坐标系 Z 轴）找正到与车床主轴回转中心重合。一般为打表找正。5.2.1 虎钳找正步骤：1) 将工作台与虎钳地面擦拭干净；2) 江湖间放到工作台上；3) 用百分表拉虎钳固定钳口与机床 Y 轴（或 X 轴）平行度，用木榔头敲击调整，平行度误差为 0.01mm 内合格；4) 拧紧螺栓使虎钳紧固在工作台上；毕业设计（论文）报告纸装订线5) 再用百分表校验一下平行度是否有变化。5.2.2 装夹工件步骤：1) 根据所夹工件尺寸，调整钳口夹紧范围；2) 根据工件厚度选择合适尺寸垫铁，垫在工件下面；3) 工件被加工部分要高出钳口，避免刀具与钳口发生干涉；4) 圆形工件需用 V 型铁装夹；5) 旋紧手柄后，用木榔头敲击工件表面，使之工件地面与垫铁贴合。第六章 零件加工编程实例6.1 零件的工艺1、分析零件图样：如图 6 所示,该零件包括有平面，槽，弧槽，倒角，孔，单线螺纹等表面；其中螺纹孔，倒角槽有较严的尺寸公差和表面粗糙度值等要求；该零件材料为 2A12 铝合金板，无热处理。2、选定设备：根据被加工零件的外形和材料等条件，选定数控车床；其数控系统为 MAZAK。3、确定零件的定位基准和装夹方式：定位基准：以左下角为该零件的零点，