312数控加工编程与操作实训

1、数控加工编程与操作实训数控加工编程与操作实训授课教师：丁素珍授课教师：丁素珍分三个情景分三个情景情景情景1：数控机床加工工艺：数控机床加工工艺 3个项目情景情景2：数控铣编程与操作：数控铣编程与操作 5个项目情景情景3：数控车编程与操作：数控车编程与操作 8个项目数控加工编程与操作实训数控加工编程与操作实训 数控加工工艺数控加工工艺项目项目1 1 数控加工工艺分析方法数控加工工艺分析方法数控加工的概念数控加工的概念 数控加工是切削加工吗数控加工是切削加工吗? 什么是切削加工什么是切削加工?课堂提问课堂提问 机床中刀具与工件的相对运动，从而完成机床中刀具与工件的相对运动，从而完成零件的加工方法。

2、零件的加工方法。数控加工的概念数控加工的概念 根据零件图样及工艺要求等原始条件，编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。运动，从而完成零件的加工。数控加工的过程数控加工的过程 通过把数字化了的刀具移动轨迹信息（通常通过把数字化了的刀具移动轨迹信息（通常指指cnc加工程序），传入数控机床的数控装置，加工程序），传入数控机床的数控装置，经过译码、运算，指挥执行机构（伺服电机带动经过译码、运算，指挥执行机构（伺服电机带

3、动的主轴和工作台）控制刀具与工件相对运动，从的主轴和工作台）控制刀具与工件相对运动，从而加工出符合编程设计要求的零件。而加工出符合编程设计要求的零件。数控加工的原理数控加工的原理 伺伺服服驱驱动动 从数控加工的原理可知：数控机床与普通从数控加工的原理可知：数控机床与普通切削机床什么不同？切削机床什么不同？ 课堂讨论课堂讨论数控加工工艺的概念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。个数控加工工艺过程。 数控加工工艺过程数控加工工艺过程 数控加工工

4、艺过程是利用切削刀具在数控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位置、表面状态等，使其成为成品或半成品的过程。过程。 数控加工工艺的内容：数控加工工艺的内容： 数控加工内容的选择数控加工零件的工艺分析数控加工零件的工艺设计对零件图纸的数学处理编写加工程序单按程序单制作控制介质数控加工工艺文件的定型与归档程序的校验与修改首件试加工与现场问题处理1数控加工内容的选择数控加工内容的选择 (1)(1)选择原则及内容：选择原则及内容：普通机床无法加工的内容应作为优先选择内容。普通机床无法

5、加工的内容应作为优先选择内容。普通机床难加工，质量也难以保证的内容应作为普通机床难加工，质量也难以保证的内容应作为重点选择内容。重点选择内容。普通机床加工效率低，工人手工操作劳动强度大普通机床加工效率低，工人手工操作劳动强度大的内容，可在数控机床尚有加工能力的基础上进的内容，可在数控机床尚有加工能力的基础上进行选择。行选择。 (2)(2)不宜选择数控加工的内容：不宜选择数控加工的内容： 需要用较长时间占机调整的加工内容。需要用较长时间占机调整的加工内容。 加工余量极不稳定，且数控机床上又无法自加工余量极不稳定，且数控机床上又无法自动调整零件坐标位置的加工内容。动调整零件坐标位置的加工内容。 不

6、能在一次安装中加工完成的零星分散部位，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。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。高的目的，要防止将数控机床降格为普通机床使用。 2 2数控加工零件的工艺性分析数控加工零件的工艺性分析

7、包括两部分内容：产品的零件图样分析；包括两部分内容：产品的零件图样分析； 结构工艺性分析。结构工艺性分析。 (1) 零件图样分析零件图样分析 零件图上尺寸标注方法应适应数控加工的零件图上尺寸标注方法应适应数控加工的特点特点 分析被加工零件的设计图纸分析被加工零件的设计图纸 构成零件轮廓的几何元素构成零件轮廓的几何元素(点、线、面点、线、面)的条的条件件(如相切、相交、垂直和平行等如相切、相交、垂直和平行等)，是数控编程的重要依据。是数控编程的重要依据。 (2) 零件的结构工艺性分析零件的结构工艺性分析 零件的内腔与外形应尽量采用统一的几何类型和零件的内腔与外形应尽量采用统一的几何类型和 尺寸尺

8、寸 内槽圆角的大小决定着刀具直径的大小，所以内内槽圆角的大小决定着刀具直径的大小，所以内槽圆角半径不应太小槽圆角半径不应太小 零件铣槽底平面时，槽底圆角半径零件铣槽底平面时，槽底圆角半径r不要过大。不要过大。 应尽可能在一次装夹中完成所有能加工表面的加应尽可能在一次装夹中完成所有能加工表面的加工，为此要选择便于各个表面都能加工的定位方式；工，为此要选择便于各个表面都能加工的定位方式；若需要二次装夹，应采用统一的若需要二次装夹，应采用统一的 基准定位。基准定位。 3数控加工的工艺路线设计数控加工的工艺路线设计 数控加工的工艺路线设计与普通机床加工数控加工的工艺路线设计与普通机床加工的常规工艺路线

9、拟定的区别主要在于的常规工艺路线拟定的区别主要在于它仅是几它仅是几道数控加工工艺过程的概括，道数控加工工艺过程的概括，而不是指从毛坯而不是指从毛坯到成品的整个工艺过程，而且要兼顾常规工序到成品的整个工艺过程，而且要兼顾常规工序的安排，使之与整个工艺过程协调吻合。的安排，使之与整个工艺过程协调吻合。 (1) 工序的划分方法工序的划分方法 ： 按安装次数划分工序按安装次数划分工序 按所用刀具划分工序按所用刀具划分工序 按粗、精加工划分工序按粗、精加工划分工序 按加工部位划分工序按加工部位划分工序 (2) 加工顺序的安排加工顺序的安排 尽量使工件的装夹次数、工作台转动次数、刀具更换次数尽量使工件的装

10、夹次数、工作台转动次数、刀具更换次数及所有空行程时间减至最少，提高加工精度和生产率。及所有空行程时间减至最少，提高加工精度和生产率。 先内后外原则先内后外原则 精度要求较高的主要表面的粗加工应安排在次要表面粗加精度要求较高的主要表面的粗加工应安排在次要表面粗加工之前；大表面加工时，一般也需先加工大表面。工之前；大表面加工时，一般也需先加工大表面。 在同在同次安装中进行的多个工步，应先安排对工件刚性破次安装中进行的多个工步，应先安排对工件刚性破坏较小的工步。坏较小的工步。 在保证加工质量的前提下，可将粗加工和半精加工合为一在保证加工质量的前提下，可将粗加工和半精加工合为一道工序。道工序。 加工中

11、容易损伤的表面加工中容易损伤的表面(如螺纹等如螺纹等)， 应放在加工路线的后面。应放在加工路线的后面。实例实例 ：如右图：如右图： 可以先在普通机床上把底面和四个轮廓面加可以先在普通机床上把底面和四个轮廓面加工好工好(“基面先行基面先行”)，其余的顶面、孔及沟槽安排，其余的顶面、孔及沟槽安排在立式加工中心上完成在立式加工中心上完成(工序集中原则工序集中原则)，加工中，加工中心工序按心工序按“先粗后精先粗后精”、“先主后次先主后次”、“先面先面后孔后孔”等原则可以划分为如下等原则可以划分为如下15个工步：个工步： 1、粗铣顶面。、粗铣顶面。 2、钻、钻32、12等孔的中心孔（预钻凹坑）。等孔的中

12、心孔（预钻凹坑）。 3、钻、钻32、12孔至孔至11.5。 4、扩、扩32孔至孔至30。 5、钻、钻36的孔至尺寸。的孔至尺寸。 6、粗铣、粗铣60沉孔及沟槽。沉孔及沟槽。 7、钻、钻4m8底孔至底孔至6.8。 8、镗、镗32孔至孔至31.7。 9、精铣顶面。、精铣顶面。 10、铰、铰12孔至尺寸。孔至尺寸。 11、精镗、精镗32孔至尺寸。孔至尺寸。 12、精铣、精铣60沉孔及沟槽至尺寸。沉孔及沟槽至尺寸。 13、12孔口倒角。孔口倒角。 14、36、4m8孔口倒角。孔口倒角。 15、攻、攻4m8螺纹完成。螺纹完成。 数控加工工艺与普通加工工艺数控加工工艺与普通加工工艺的区别及特点的区别及特点

13、 由于数控加工采用了计算机控制系统和数控由于数控加工采用了计算机控制系统和数控机床，使得数控加工具有加工自动化程度高、机床，使得数控加工具有加工自动化程度高、精度高、质量稳定、生成效率高、周期短、设精度高、质量稳定、生成效率高、周期短、设备使用费用高等特点。在数控加工工艺上也与备使用费用高等特点。在数控加工工艺上也与普通加工工艺具有一定的差异。普通加工工艺具有一定的差异。 编程尺寸并不是零件图上设计的尺寸的简单再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设定值要根据

14、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。关系重新调整计算，才能确定合理的编程尺寸。 在数控加工中，刀具的移动轨迹是由插补运在数控加工中，刀具的移动轨迹是由插补运算完成的。根据差补原理分析，在数控系统已算完成的。根据差补原理分析，在数控系统已定的条件下，进给速度越快，则插补精度越低，定的条件下，进给速度越快，则插补精度越低，导致工件的轮廓形状精度越差。尤其在高精度导致工件的轮廓形状精度越差。尤其在高精度加工时这种影响非常明显。加工时这种影响非常明显。 数控加工与工艺技术的新发展数控加工与工艺技术的新发展 随着计算机技术突飞猛进的发展，数控技随着计算机技术突飞猛进

15、的发展，数控技术正不断采用计算机、控制理论等领域的最新术正不断采用计算机、控制理论等领域的最新技术成就，使其朝着高速化、高精化、复合化、技术成就，使其朝着高速化、高精化、复合化、智能化、高柔性化及信息网络化等方向发展。智能化、高柔性化及信息网络化等方向发展。整体数控加工技术向着整体数控加工技术向着cimscims（计算机集成制造（计算机集成制造系统）方向发展。系统）方向发展。 完成如图1所示零件的加工。毛坯尺寸50114。 图1 车削加工实例 1 1、图纸分析、图纸分析（1）加工内容：此零件加工包括车端面，外圆，倒角，圆弧，螺纹，槽等。（2）工件坐标系：该零件加工需调头，从图纸上尺寸标注分析应

16、设置2个坐标系，2个工件零点均定于装夹后的右端面（精加工面）装夹50外圆，平端面，对刀对刀，设置第1个工件原点。此端面做精加工面，以后不再加工。调头装夹48外圆，平端面，测量总长度，设置第2个工件原点（设在精加工端面上）（3）换刀点：（120，200）（4）公差处理：尺寸公差取中值。 2 2、工艺处理、工艺处理（1）工步和走刀路线的确定，按加工过程确定走刀路线如下：装夹50外圆表面，探出65mm,粗加工零件左侧外轮廓：245倒角，48外圆，r20，r16，r10圆弧。精加工上述轮廓。手工钻孔，孔深至尺寸要求。粗加工孔内轮廓。精加工孔内轮廓。调头装夹48外圆，粗加工零件右侧外轮廓：245倒角，螺

17、纹外圆，36端面，锥面，48外圆到圆弧面。精加工上述轮廓。切槽。螺纹加工。（2）刀具刀具的选择和切削用量的确定，根据加工内容确定所用刀具如图2所示： 图2 刀具选择图t0101外轮廓粗加工：刀尖圆弧半径0.8mm,切深2mm，主轴转速800r/min,进给速度150mm/min。t0202外轮廓精加工：刀尖圆弧半径0.8mm,切深0.5mm，主轴转速1500r/min,进给速度80mm/min。t0303切槽：刀宽4mm，主轴转速450r/min,进给速度20mm/min。t0404加工螺纹：刀尖角60，主轴转速400r/min,进给速度2mm/r（螺距）。t0505钻孔：钻头直径16mm，主

18、轴转速450r/min。t0606内轮廓粗加工：刀尖圆弧半径0.8mm,切深1mm，主轴转速500r/min,进给速度100mm/min。t0707内轮廓精加工：刀尖圆弧半径0.8mm,切深0.4mm，主轴转速800r/min,进给速度60mm/min。3 3、数值计算、数值计算未知点坐标计算：p1(40.7,-33.52),p2(42.95,-53.36)螺纹尺寸计算：螺纹外圆32-0.2=31.84 4、编程、编程设经对刀后刀尖点位于（120，200），加工前各把刀已经完成对刀。装夹50外圆，探出65mm，手动平端面。 数控加工工艺守则数控加工工艺守则 数控加工应遵守普通加工通用工艺守则的有关规数控加工应遵守普通加工通用工艺守则的有关规定；遵守下表定；遵守下表“数控加工工艺守则数控加工工艺守则”的规定的规定 项项 目目要要 求求 内内 容容加工前加工前的准备的准备(1)操作者必须根据机床使用说明书熟悉机床的性能、加工范围和精度，操作者必须根据机床使用说明书熟悉机床的性能、加工范围和精度，并要熟练地掌握机床及其数控装置或计算机各部分的作用及操作方法。并要熟练地掌握机床及其数控装置或计算机各部分的作用及操作方法。(2) 检查各开关、旋钮和手柄是否在正确位置。检查各开关、旋钮和手柄是否在正确位置。(3) 启动