第四章课件 工艺

第4章数控加工工艺，4.1概述4.2零件图可制造性分析4.3毛坯类型和选择4.4基准和选择原则4.5工艺划分4.6切削顺序排列4.7工艺设备4.8进给路径的确定4.4数控加工工艺4.9切削参数的确定4.10填充在数控加工技术文件4.11典型零件工艺分析实例，第4章数控加工工艺，4.1概述，数控机床根据编制的数控程序执行自动加工。因此，数控程序包括零件加工中的所有工艺过程。第四章数控加工工艺，数控加工工艺设计的主要内容：(1)选择和确定要数控加工的零件和内容，(2)分析零件图纸上的数控加工工艺，(3)制定数控加工工艺方案，(4)零件图纸的数学处理，(5)确定工作步骤和进给路线，(6)选择数控机床的类型，(7)选择和设计刀具、夹具和量具，(8)确定切削参数， 第四章数控加工工艺，(9)加工程序的编制、验证和修改，(10)首件试加工和现场问题处理，(11)数控加工工艺技术文件的形成和归档，(4.2)零件图的工艺分析。 首先，数控加工内容的选择和适合数控加工的内容的选择一般可以按以下顺序考虑：第四章数控加工工艺，普通机床不能加工的内容，通用机床加工困难，质量难以保证。通用机床加工效率低，操作劳动强度大。第一章：数控技术和数控机床概述。第二章：零件图的分析、零件图的完整性和正确性分析、热处理的选择、刀具材料、切削参数的确定等。尺寸标注方法分析、零件技术要求分析、零件材料分析，包括：尺寸精度、形状精度、位置精度、表面粗糙度和热处理等。零件图应正确表达并完整标记。尺寸标注应符合数控加工的特点，图纸上应尽可能采用统一的设计标准。第三，应对零件进行结构和工艺分析。1.零件的内腔和外形最好采用统一的几何类型和尺寸。第四章数控加工技术，如图所示，可以减少换刀的规格、种类和次数，方便编程，提高生产效率。当r小而r大时，2。零件内槽的圆角r不应过小。第四章数控加工技术，如图b所示，当内壁过渡圆弧半径r较大时，可以用较大直径的铣刀加工。底面的道次较少，也可以减少刀杆的变形，表面质量更好，因此工艺性更好。相反，如图A所示，铣削过程很差。当r小而r大时，刀具的半径应小于内槽圆角的半径。一般取r=(0.8 0.9) ，和3。铣削槽底平面时，槽底圆角的半径r应尽可能合理，半径尺寸应尽可能一致。第四章数控加工过程，当r小时，零件内壁连接圆弧半径尺寸的大小和一致性将影响加工能力、加工质量和换刀次数等。如图r所示，越小，铣刀端刃的铣削平面面积越大，加工平面能力越强，因此铣削过程越好。应尽可能在一次装夹中完成所有能加工的表面加工；多次夹紧时，采用统一的基准进行定位。刀槽的一部分被设置为相同的宽度。第4章数控加工技术，4。使用统一的基准定位，5。尽可能少用工具。节省工具更换时间，1。普通毛坯、型材、铸件、锻件等的类型.普通型材的横截面形状包括圆形、方形、六边形和特殊横截面形状。形状复杂的毛坯适合通过铸造来制造。伪造锻件适用于具有更高强度要求和更简单形状的零件。第4章数控加工技术，4.3毛坯、焊接件、其他毛坯的类型和选择等。它是通过焊接钢部件获得的。其优点是制造简单，生产周期短，节省材料。缺点是振动阻尼差和变形大。切割只能在时效处理后进行，包括气割、冲压、冷挤压、塑料压制、粉末冶金和其他制造毛坯的方法。第四章数控加工工艺。第二章，毛坯的选择原则，零件的材料和力学性能。第四章数控加工工艺。零件图中的材料要求大致决定了毛坯的类型。如果材料是铸铁、铸造青铜、铸铝等零件，只能选择铸坯；普通钢件可选择型材；对于重要的钢零件，应选择锻造毛坯。零件的结构和尺寸，结构形状比较复杂的毛坯，一般选择铸件；对于通用轴和阶梯轴(不同级的直径并不不同)，可以使用圆杆。阶梯轴的直径在每个阶段变化很大，锻造毛坯适用于重要的轴。模锻可用于中小型零件，自由锻造通常用于大型零件。3、毛坯的形状和尺寸，生产类型和生产条件，第4章数控加工技术，零件生产批量小，应选择精度和生产效率低的毛坯制造方法；对于大批量生产的零件，应选择精度和生产效率较高的毛坯制造方法。同时，应考虑具体的生产条件，如毛坯的制造工艺水平和设备条件。毛坯的形状和尺寸应尽可能接近零件，以减少机械加工量，并力求实现少切削或无切削加工。4.4基准及其选择原则，1。基准分类，1。设计基准，基准是零件上用于确定其他点、线和表面位置的点、线和表面。根据它们的不同功能，基准可以分为两类：设计基准和过程基准。第四章数控加工工艺，毛坯设计基准是零件图中使用的基准。这是设计尺寸标注的起点。第四章数控加工工艺，(a)支撑块，(b)钻套，如图(a)所示，平面2和3的设计依据是平面1，平面5和6的设计依据是平面4，孔7的设计依据是平面l和平面4，孔8的设计依据是孔7的中心和平面4。零件图上标注的尺寸不仅有设计依据，而且标注的位置精度也有设计依据。如图(B)所示，O-O轴是每个外圆和内孔的设计基础，也是两个跳动误差的设计基础。端面A是端面B和端面C的设计依据，定位基准，在加工中用作定位基准，工艺基准，在工艺图上，用于校准本工艺中使用的工作面的尺寸和位置，第4章数控加工技术，2。过程基准，分为粗基准和细基准。如果用于定位的表面是未加工的空白表面，则称之为粗糙参照。如果它是一个加工表面，它被称为一个精细参考。工艺参考应尽可能与设计参考一致，考虑到定位或试切测量的便利性，工艺参考也可与定位参考或测量参考一致，测量参考，零件测量中使用的参考，装配参考，以及装配过程中用于确定零件在机器中位置的参考，第4章数控加工工艺，第2章，定位参考的选择原则，第1章， 定位基准的选择原则，第四章数控加工工艺，(1)设计基准应尽可能选择作为定位基准； (2)当定位基准和设计基准不能统一时，应严格控制定位误差，以保证加工精度；(3)当工件需要两次以上的装夹和加工时，选定的基准可以一次装夹定位完成所有关键精密零件的加工；(4)选定的基准应确保尽可能多的进程第四章，数控加工工艺，相互位置要求原则，加工余量合理分配原则，重要面原则，不重复使用原则，方便工件装夹原则，3。精基准选择原则，第四章数控加工工艺，基准重合原则，基准统一原则，自制基准原则，相互基准原则，方便夹紧原则，精基准选择原则。辅助基准选择，人为制造的定位基准，便于夹紧或容易实现基准统一。例如中心孔。第4章数控加工技术，4.5工艺划分，1，工艺划分的原则，1。工序集中原则，就是将零件的加工集中在几个工序中，每个工序加工内容多，工艺路线短。其主要特点是：(1)能以高生产率使用高效率的机床和工艺设备；(2)减少设备数量、操作工人数量和占地面积，节省人力物力；(3)减少工件安装次数，有利于保证表面之间的位置精度；(4)采用的工装设备结构复杂，调整维护困难，生产准备工作量大。第4章数控加工技术，2。工艺分散的原理是，工艺分散是将零件加工分散成多个工序，每个工序加工内容较少，工艺路线很长。其主要特点是：(1)设备和工艺设备相对简单，易于调整，易于适应产品变化；(2)对工人的技术要求低；(3)可以采用最合理的切削参数来减少机动时间；(4)所需设备和工艺设备数量多，操作人员多，占地面积大。用同样的刀具加工内容划分工序，数控工序划分方法，用一个安装，加工为一个工序，按粗加工和精加工划分，按加工零件划分、4章数控加工工艺，一、工序划分的原则，批量生产可以按工序分散，在数控机床上加工零件，一般按工序集中的原则划分工序。4、第4章数控加工工艺，4.6切削加工顺序安排，首先，基面先行，用作精基准面，先进行加工。因此，第一步通常是定位表面的粗加工和半精加工(有时包括精加工)，然后用精加工的基面定位和加工其它表面。例如，轴类零件的顶孔加工。第二，先粗后细的原则，加工过程中去除的材料越多，应力越大，工件越容易变形，切削层厚度不均匀，加工不稳定，加工质量差，这会增加工序。即粗加工-半精加工-精加工-精加工等。四、第四章数控加工工艺，三、先上后下的原则，先安排零件装配基面和工作面的主面加工，后安排如键槽、紧固用的光面孔和螺纹孔的次面加工。由于二次曲面加工工作量小，对主曲面的位置精度要求高，一般在主曲面半精加工后、精加工前放置。还能尽早判断主表面是否有缺陷。4、先工作面后钻孔的原则，因为用加工过的平面定位，稳定可靠；在加工平面上加工孔相对容易，孔的加工精度可以提高，特别是钻孔时，孔的轴线不易偏斜。4、第4章数控加工技术，4.7工艺设备，1、数控机床的选择，应根据零件的形状、尺寸、加工数量和各种技术要求等合理选择数控机床。如果是各种轴和盘类零件，即加工面属于回转面和螺旋面，一般选用数控车床。如果是各种箱体、箱盖、盖板、壳体、平面凸轮等零件，可以选择立式数控镗铣床或立式加工ce如果可能，在加工和生产大量零件时，应使用气动夹具、液压夹具或多工位夹具。数控加工对夹具有两个基本要求：第一，夹具的坐标方向应与机床的坐标方向相对固定；其次，协调零件尺寸和机器坐标系。第4章数控加工技术，3、刀具的选择，数控加工对刀具的强度和寿命的要求比普通加工更严格。确定工具后，应在编程清单中记录工具的规格、特殊代码和要处理的内容。4.一般选择游标卡尺、千分尺和百分表等通用量具来选择量具，但所选量具的精度必须与零件的加工精度相适应。第4章数控加工工艺，4.8确定进给路线。首先是刀具位置，刀具位置：在编译加工程序时用来表示刀具位置的特征点。刀具位置位于刀具中心线与车刀和镗刀的刀具底面(刀尖圆弧的中心)、钻头的钻头刀尖和圆柱形铣刀(端铣刀和面铣刀)之间的交点处。球头铣刀的刀位是球头的球面中心点或球面顶点，如图所示。第4章数控加工工艺，1。刀具位置，1。寻求最短加工路径和进给路径(刀具路径，简称刀具路径):数控加工中刀具相对于工件的运动轨迹和方向。(a)沿工件轮廓进给，(b)“三角形”进给，(c)“矩形”进给，如图所示，在数控车床上粗加工以去除多余材料。图三)加工路线是最合理的。第4章数控加工工艺，(a)零件图，(b)路线1，如图a)零件上加工孔系列。b)图的进给路线是先加工外环孔，然后加工内环孔。如果使用图c)所示的进给路线，切割时间减少，加工效率提高。(c)路线2，第4章数控加工工艺，(b)路线2，如图a所示，是通过线切割加工内腔的进给路线，可以去除内腔中的所有多余部分，不会留下死角和损坏轮廓。然而，线切割方法将在两个过程的起点和终点之间留下剩余高度，并且不能满足所需的表面粗糙度。因此，如果采用图b)所示的进给路线，通过首先使用线切割方法，最后沿着圆周方向进行圆形切割以使轮廓表面平滑，可以获得更好的效果。图c)也是更好的圆形切割路径。三、二号公路。完成最终轮廓的一次通过，以及(a)路线1，第4章数控加工工艺，内圆铣削，外圆铣削，3。切入和切出截面路径，以及切入和切出期间外轮廓的延伸，刀具沿加工轮廓的切线方向切入和切出，否则，在零件的切入和切出源处有刀具的切口。第四章数控加工过程，数控机床在反向运动时会出现反向间隙。如果在进给路径中引入反向间隙，刀具的定位精度会受到影响，工件的定位误差也会增加。对于横截面积较小的细长零件或薄板零件，进给路线应通过多次切割至最终尺寸或对称去除余量来安排。在安排工作步骤时，应首先安排对工件刚性损伤较小的工作步骤。4。避免引入反向间隙误差，5。选择减少加工后工件变形的路线，4.9切削参数的确定，1。切削参数的选择原则一般是先参考切削参数手册，然后根据经验确定切削参数，最后通过工艺试验。第四章数控加工技术，切削参数(切削三要素)包括主轴转速(切削速度)、回进给和进给(进给速度)。切削参数的选择原则：在保证加工质量的前提下，第4章数控加工工艺，2。精加工时选择切削参数的原则。选择切削参数的方法，第四章数控加工工艺，一次进给尽可能去除所有的余量，如果不是最后一道工序，必须留余量进行后续加工。1.关于反切削量ap(mm)的选择，请参考切削量手册，该手册与加工材料、刀杆尺寸、工件直径和确定的反切削量有关。例如，6刃面铣刀以80转/分的速度铣削。如果进给速度fz=每齿0.2毫米，VF=fn=fzn=0.2680=96毫米/分钟，2。进料速度(mm/r)或进料速度(mm/min)。第四章数控加工工艺。切削速度c主要取决于加工零件的精度和材料、刀具的材料和耐用性等。例如，当面铣刀直径为100毫米，转速为300