第三章之一-上课

1、数控基本编程指令数控基本编程指令 数控车床的程序编制数控车床的程序编制 数控镗铣床（加工中心）的程序编制数控镗铣床（加工中心）的程序编制 数控编程基础数控编程基础 数控机床夹具数控机床夹具 数控机床刀具数控机床刀具 数控加工的工艺特点数控加工的工艺特点 第三章第三章 数控机床加工与编程数控机床加工与编程第三章第三章 数控机床加工与编程数控机床加工与编程 数控程序编制的内容一般包括：分析零件图样、制定数控加工工艺、数学处理、编制程序清单、程序输入数控系统、程序调试及首件试切，如图3-1所示。第一节第一节 数控加工的工艺特点数控加工的工艺特点 1.1 1.1 数控加工过程数控加工过程 图3-1 数

2、控程序编制的过程 第三章第三章 数控机床加工与编程数控机床加工与编程第一节第一节 数控加工的工艺特点数控加工的工艺特点 1.2 1.2 零件图纸的数控工艺分析零件图纸的数控工艺分析 数控工艺分析数控工艺分析 工装的设计和工装的设计和选择选择 选择合理的走选择合理的走刀路线刀路线 确定加工工艺确定加工工艺规程规程正确选择编程正确选择编程坐标系坐标系 1.3 1.3 数控加工工序划分数控加工工序划分 工序集中原则是指在工件的一次装夹中可以安排完成多个表面的多种加工，甚至可在工作台上装夹几个相同或相似的工件进行加工，从而缩短了加工工艺路线和生产周期、减少加工设备、工装和工件的运输工作量。第一节第一节

3、 数控加工的工艺特点数控加工的工艺特点 第三章第三章 数控机床加工与编程数控机床加工与编程第二节第二节 数控机床刀具数控机床刀具 2.1 2.1 数控刀具特点数控刀具特点 第三章第三章 数控机床加工与编程数控机床加工与编程数控刀具数控刀具特点特点高强度、高刚性 高精度 高可靠性和耐用度 具有较完善的工具系统 能快速换刀 12345第二节第二节 数控机床刀具数控机床刀具 2.2 2.2 数控车床常用刀具数控车床常用刀具 第三章第三章 数控机床加工与编程数控机床加工与编程 数控车床最常用的刀具是车刀。按加工表面特征可分为外圆车刀、端面车刀、切断车刀、螺纹车刀和内孔车刀等。图3-2所示为数控车床常用

4、车刀的类型和用途。图3-2 数控车床常用车刀的类型和用途1.1.车刀的种类和用途车刀的种类和用途I车刀车刀使用最广的刀具；使用最广的刀具；II在车床上完成外圆、端面、切槽（断）和螺纹等加工；在车床上完成外圆、端面、切槽（断）和螺纹等加工；IIIIV切削运动是旋转运动，由工件切削运动是旋转运动，由工件完成；完成； V进给运动是直线运动，由车刀进给运动是直线运动，由车刀完成。完成。 一般为只有一条主切削刃的单刃刀具；一般为只有一条主切削刃的单刃刀具； 几种常见车刀几种常见车刀螺纹车刀螺纹车刀直头外圆车刀直头外圆车刀弯头外圆车刀弯头外圆车刀90外圆车刀外圆车刀宽刃外圆车刀宽刃外圆车刀内孔车刀内孔车刀

5、端面车刀端面车刀切断车刀切断车刀1.1.车刀的种类和用途车刀的种类和用途I1外圆车刀外圆车刀2端面车刀端面车刀主要用来加工工件的圆柱形和圆锥形外表面；主要用来加工工件的圆柱形和圆锥形外表面； II直头外圆车刀：车外圆、外圆柱面倒角；直头外圆车刀：车外圆、外圆柱面倒角； 3切断车刀切断车刀III弯头外圆车刀：车外圆、车端面、内外圆柱面倒角；弯头外圆车刀：车外圆、车端面、内外圆柱面倒角； 1.1.车刀的种类和用途车刀的种类和用途I1外圆车刀外圆车刀2端面车刀端面车刀专门用于加工工件的端面；专门用于加工工件的端面； II通常通常 ， 有利于加强刀尖和提高车刀耐用度。有利于加强刀尖和提高车刀耐用度。

6、3切断车刀切断车刀90r1.1.车刀的种类和用途车刀的种类和用途I1外圆车刀外圆车刀2端面车刀端面车刀专门用于切断工件；专门用于切断工件； II工作条件不利：工作条件不利： 3切断车刀切断车刀i刚性差；刚性差； ii切屑排出困难；切屑排出困难； 1.2.车刀的结构形式车刀的结构形式 1整体式高速钢车刀；整体式高速钢车刀；2焊接式硬质合金车刀；焊接式硬质合金车刀；3机械夹固式硬质合金车刀；机械夹固式硬质合金车刀； I优点：优点：II缺点：缺点： i结构简单、紧凑；结构简单、紧凑； ii抗振性能好；抗振性能好；iii制造方便；制造方便； 将一定形状的硬质合金刀片，用黄铜、紫铜或其他焊料，将一定形状

7、的硬质合金刀片，用黄铜、紫铜或其他焊料，钎焊在普通结构钢刀杆上而成的。钎焊在普通结构钢刀杆上而成的。 iv使用灵活。使用灵活。 i焊接和刃磨后常常产生内应力，易导焊接和刃磨后常常产生内应力，易导致裂纹；致裂纹； ii需要磨出断屑槽，减少了刀片的复磨需要磨出断屑槽，减少了刀片的复磨次数；次数；iiiiv不宜在重型车床上使用。不宜在重型车床上使用。刀杆不能重复使用；刀杆不能重复使用；1.2.车刀的结构形式车刀的结构形式 1整体式高速钢车刀；整体式高速钢车刀；2焊接式硬质合金车刀；焊接式硬质合金车刀；3机械夹固式硬质合金车刀；机械夹固式硬质合金车刀； I优点：优点：II缺点：缺点： i不经焊接，避免

8、内应力和裂纹；不经焊接，避免内应力和裂纹；ii刀杆可重复利用；刀杆可重复利用； iii刀片刃磨次数增加，刀片利用率高；刀片刃磨次数增加，刀片利用率高； （直接夹固式）将硬质合金刀片用机械夹固方式平（直接夹固式）将硬质合金刀片用机械夹固方式平装或立装在刀杆上而成的。装或立装在刀杆上而成的。iv可用于重型车床。可用于重型车床。i无法避免刃磨或重磨产生的内应力和裂纹。无法避免刃磨或重磨产生的内应力和裂纹。 1.2.车刀的结构形式车刀的结构形式 1整体式高速钢车刀；整体式高速钢车刀；2焊接式硬质合金车刀；焊接式硬质合金车刀；3机械夹固式硬质合金车刀；机械夹固式硬质合金车刀； I优点：优点：i无需刃磨；

9、无需刃磨；ii减少刃磨、换刀、调减少刃磨、换刀、调刀所需的辅助时间，刀所需的辅助时间，提高了生产效率；提高了生产效率； 机夹可转位式硬质合金车刀机夹可转位式硬质合金车刀 1.3.可转位刀片夹固的典型结构可转位刀片夹固的典型结构1可转位刀片夹固结构的设计要求：可转位刀片夹固结构的设计要求：2满足设计要求的途径：满足设计要求的途径： I换刀后，刀片位置要能保持足够的精度，误差应该在零件加工精度允许范换刀后，刀片位置要能保持足够的精度，误差应该在零件加工精度允许范围之内；围之内； II换刀方便、迅速；换刀方便、迅速；III刀片夹紧要可靠。刀片夹紧要可靠。 I刀片的制造精度保证一定的精度；刀片的制造精

10、度保证一定的精度；II严格控制刀杆上刀槽的加工精度；严格控制刀杆上刀槽的加工精度； III合理设计夹紧机构。合理设计夹紧机构。 1.3.可转位刀片夹固的典型结构可转位刀片夹固的典型结构3常见的夹紧结构：常见的夹紧结构：I楔销式：楔销式：II偏心销式：偏心销式： III杠杆式：杠杆式：IV上压式：上压式：i夹紧力大，零件少，形状简单，制造容易；夹紧力大，零件少，形状简单，制造容易； ii刀尖位置精度差，刀头结构尺寸较大，切削刀尖位置精度差，刀头结构尺寸较大，切削热可能引起刀片碎裂。热可能引起刀片碎裂。1.3.可转位刀片夹固的典型结构可转位刀片夹固的典型结构3常见的夹紧结构：常见的夹紧结构：I楔销

11、式：楔销式：II偏心销式：偏心销式： III杠杆式：杠杆式：IV上压式：上压式：i形状简单，零件少，制造容易，刀头结形状简单，零件少，制造容易，刀头结构尺寸较小，刀片装卸和转位方便；构尺寸较小，刀片装卸和转位方便；ii偏心量的大小不易确定。偏心量的大小不易确定。1.3.可转位刀片夹固的典型结构可转位刀片夹固的典型结构3常见的夹紧结构：常见的夹紧结构：I楔销式：楔销式：II偏心销式：偏心销式： III杠杆式：杠杆式：IV上压式：上压式：i定位精度较高，夹紧可靠，刀定位精度较高，夹紧可靠，刀头尺寸较小，刀片装卸灵活；头尺寸较小，刀片装卸灵活； ii结构复杂，制造较困难。结构复杂，制造较困难。 1.

12、3.可转位刀片夹固的典型结构可转位刀片夹固的典型结构3常见的夹紧结构：常见的夹紧结构：I楔销式：楔销式：II偏心销式：偏心销式： III杠杆式：杠杆式：IV上压式：上压式：i用于不带孔的转位刀片，夹紧稳定用于不带孔的转位刀片，夹紧稳定可靠，装夹方便，制造容易；可靠，装夹方便，制造容易； ii刀头尺寸较大。刀头尺寸较大。 三三.车刀组成车刀组成 车刀是由刀头(切削部分)和刀体(夹持部分)所组成。车刀的切削部分是由三面、二刃、一尖所组成，即一点二线三面。 车刀的一点二线三面车刀的一点二线三面前刀面：切削时，切屑流出所经过的表面。前刀面：切削时，切屑流出所经过的表面。主后刀面：切削时，与工件加工表面

13、相对的表面。主后刀面：切削时，与工件加工表面相对的表面。副后刀面：切削时，与工件已加工表面相对的表面。副后刀面：切削时，与工件已加工表面相对的表面。主切削刃：前刀面与主后刀面的交线。它可以是直线或曲线，担负着主主切削刃：前刀面与主后刀面的交线。它可以是直线或曲线，担负着主要的切削工。要的切削工。副切削刃：前刀面与副后刀面的交线。一般只担负少量的切削工作。副切削刃：前刀面与副后刀面的交线。一般只担负少量的切削工作。刀尖：主切削刃与副切削刃的相交部分。为了强化刀尖，常磨成圆弧形刀尖：主切削刃与副切削刃的相交部分。为了强化刀尖，常磨成圆弧形或成一小段直线称过渡刃或成一小段直线称过渡刃。 1-副切削刃

14、副切削刃2-前刀面前刀面 3-刀头刀头4-刀体刀体5-主切削刃主切削刃6-主后刀面主后刀面7-副后刀面副后刀面 8-刀尖刀尖四四.车刀的安装车刀的安装 车削前必须把选好的车刀正确安装在方刀架上，车刀安车削前必须把选好的车刀正确安装在方刀架上，车刀安装的好坏，对操作顺利与加工质量都有很大关系。安装车刀装的好坏，对操作顺利与加工质量都有很大关系。安装车刀时应注意下列几点：时应注意下列几点： 车刀刀尖应与工件轴线等高： 车刀不能伸出太长： 垫刀片选择合理： 车刀刀杆应与车床主轴轴线垂直。车刀位置装正后，应交替拧紧刀架螺丝。五、车刀刃磨 无论硬质合金车刀(焊接)或高速钢车刀，在使用之前都要根据切削条件

15、所选择的合理切削角度进行刃磨，一把用钝了的车刀，为恢复原有的几何形状和角度，也必须重新刃磨。三分手艺、七分刀徒弟的手、师傅的刀重要性重要性1.磨刀步骤(图图ad) (a) (b) (c) (d) 图ad 刃磨外圆车刀的一般步骤 a)磨前刀面 b)磨主后刀面 c)磨副后刀面 d)磨刀尖圆弧磨前刀面把前角和刃倾角磨正确。磨主后刀面把主偏角和主后角磨正确。磨副后刀面把副偏角和副后角磨正确。磨刀尖圆弧圆弧半径约0.52mm左右。研磨刀刃车刀在砂轮上磨好以后，再用油石加些机油研磨车刀的前面及后面，使刀刃锐利和光洁。这样可延长车刀的使用寿命。车刀用钝程度不大时，也可用油石在刀架上修磨。硬质合金车刀可用碳化

16、硅油石修磨。2.磨刀注意事项磨刀时，人应站在砂轮的侧前方，双手握稳车刀，用力要均匀。刃磨时，将车刀左右移动着磨，否则会使砂轮产生凹槽。磨硬质合金车刀时，不可把刀头放入水中，以免刀片突然受冷收缩而碎裂。磨高速钢车刀时，要经常冷却，以免失去硬度。 铣削加工-铣刀一、铣刀的类型及应用 铣刀1.按用途不同可分为 圆柱铣刀圆柱铣刀表面上有直线或螺旋线切削刃，无副表面上有直线或螺旋线切削刃，无副刃，一般整体高速钢，也可镶焊硬质合金刀片。用刃，一般整体高速钢，也可镶焊硬质合金刀片。用于卧式铣床上加工不大的平面。于卧式铣床上加工不大的平面。圆柱铣刀圆柱铣刀 面铣刀（端铣刀）面铣刀（端铣刀）主刃分布在圆柱式圆锥

17、表面主刃分布在圆柱式圆锥表面上，端面为副刃，可做成高速钢和硬质合金两类。上，端面为副刃，可做成高速钢和硬质合金两类。用于卧式，立式铣床上加工台阶和大平面。效率高，用于卧式，立式铣床上加工台阶和大平面。效率高，适用于大批大量生产。适用于大批大量生产。面铣刀面铣刀 立铣刀立铣刀由由3 3-4-4个刀齿组成，圆柱面上为主刃，个刀齿组成，圆柱面上为主刃，端面为副刃，只能径向进给。主要用于立式铣床端面为副刃，只能径向进给。主要用于立式铣床加工凹台阶面。小平面，也可用靠槽加工成形面。加工凹台阶面。小平面，也可用靠槽加工成形面。立铣刀立铣刀 盘铣刀盘铣刀：两面刃，加工台阶面；三面刃（可分为：两面刃，加工台阶

18、面；三面刃（可分为直齿、错齿和镶齿三种）直齿、错齿和镶齿三种） ，加工槽；槽铣刀，加工，加工槽；槽铣刀，加工凹槽，卧式铣床凹槽，卧式铣床盘铣刀盘铣刀槽铣刀槽铣刀T形槽铣刀形槽铣刀燕尾槽铣刀燕尾槽铣刀锯片铣刀：切断、加工窄槽，用于卧式铣床。锯片铣刀 圆柱面、端面都有刃，可径向也可轴向进给。加工时，先轴向进给达到槽深，然后沿键槽方向铣出键槽全长。键槽铣刀卧式铣床上铣半圆键槽卧式铣床上铣半圆键槽铣对称V形槽角度铣刀铣不对称V形槽单角铣刀双角铣刀成形铣刀 成形铣刀用于加工成形表面，其刀齿廓形根据被加工工件的廓形来确定。成形铣刀圆弧成形铣刀齿轮成形铣刀 模具铣刀是由立铣刀演变而成的 ，主要用于加工模具型

19、腔或凸模成形表面。按工作部分外形可分为锥形平头、圆柱形球头、圆锥形球头三种。模具铣刀铣刀的类型及应用按结构不同可分为整体式焊接式装配式（机夹-焊接式）可转位式整体式焊接式装配式（机夹-焊接式）可转位式铣刀第三节第三节 数控机床夹具数控机床夹具 3.1 3.1 数控机床夹具要求及选用方法数控机床夹具要求及选用方法 第三章第三章 数控机床加工与编程数控机床加工与编程数控机床常用的夹具有三类：通用夹具、组合夹具和专用夹具。通用夹具一般作为机床自带的附件被提供，使用时经过简单操作就能适应多种工件的装夹。组合夹具是由一套预先制造好的标准组件组装而成的专用夹具。专用夹具是为某一特定工件的特定工序专门设计制

20、造的，其结构紧凑、操作方便、快速、省力，生产效率高，特别是在成批大量生产中优势明显。 图3-6 孔用组合夹具图第三节第三节 数控机床夹具数控机床夹具 3.2 3.2 数控车床常用夹具数控车床常用夹具 第三章第三章 数控机床加工与编程数控机床加工与编程可自动定心，装夹方便，应用较广，但夹紧力小，不便于加持外形不规则的工件 三爪自定心卡盘 数控车床常用夹具数控车床常用夹具 四爪单动卡盘 花盘 主要用于装夹不对称和形状复杂的工件，装夹工件时需反复校正和平衡 四个爪都可单独移动，安装工件时需找正，夹紧力大，适用于装夹毛坯及截面形状不规则和不对称的较重、较大工件 第三节第三节 数控机床夹具数控机床夹具

21、3.3 3.3 数控铣床、加工中心常用夹具数控铣床、加工中心常用夹具 第三章第三章 数控机床加工与编程数控机床加工与编程数控铣床常用夹具是平口钳、液压平口钳、卡盘等，平口钳固定在工作台上，使用时先找正钳口，再把工件装夹在台虎钳上，这种方式装夹方便，应用广泛，适于装夹形状规则的小型工件。组合夹具一、组合夹具 组合夹具 组合夹具是机床夹具中一种标准化、系列化、通用化程度很高的的柔性化夹具。它由一套预先制造好的各种不同几何形状、不同尺寸规格、有完全互换性和高耐磨性的标准元件及合件组成。 1.组合夹具的特点与专用夹具相比具有如下特点：（1）万能性好，适用范围广。 （2）组合夹具把专用夹具的设计制造、使

22、用、报废的单项过程变为组装、拆卸、清洗、入库、再组装的循环过程，可大幅度缩短设计制造周期，节省工时和材料，降低生产成本。（3）可以减少夹具库房面积，有利管理 。组合夹具1.组合夹具的特点（4）组合夹具元件具有很好的互换性和较高的精度和耐磨性，元件尺寸精度一般为IT6IT7，元件工作表面和定位表面的平行度、垂直度按国家标准规定的4级制造。（5）体积大，刚性差，一次投资多，成本高。2.组合夹具的主要类型（1）槽系组合夹具（2）孔系组合夹具 主要类型组合夹具 （1）槽系组合夹具 槽系组合夹具的组装基面为T形槽，夹具元件由键、螺栓等定位，紧固在T形槽内。根据T形槽的槽距、槽宽、螺栓直径有大、中、小型三

23、种系列，以适应不同尺寸的工件。 槽系组合夹具的元件：按其功用可分为八类：基础件、支承件、定位件、导向件、夹紧件、紧固件、其它件、合件。组合夹具 （1）槽系组合夹具 1.基础件组合夹具 包括各种规格的方形、矩形、圆形基础板和基础角铁等。它们常作为组合夹具的夹具体。 （1）槽系组合夹具组合夹具 2.支承件 它是组合夹具的骨架元件，数量最多，应用最广。它将上面的元件与基础件连成一体。它既可作为定位元件、导向元件，又可作为小型工件的夹具体，还可作为大型工件的定位件。 （1）槽系组合夹具组合夹具 3.定位件 它用来对工件进行正确定位，以及元件与元件之间的定位。 （1）槽系组合夹具组合夹具 4.导向件 它

24、包括固定钻套、快换钻套、钻模板等。主要用来确定刀具与工件的相对位置，并起引导刀具的作用。有的导向件还能做定位用，或作组合夹具系统中移动件的导向。 （1）槽系组合夹具组合夹具 5.夹紧件它主要用于将工件夹紧在夹具上。 （1）槽系组合夹具组合夹具 6.紧固件 它主要用于紧固组合夹具中各种元件和紧固工件。这些元件在一定程度上影响夹具的刚性，螺纹常用细牙螺纹。 （1）槽系组合夹具组合夹具 7.其它件 除了上述六种元件之外的各种辅助元件统称为其它件。多用于搬运和组装过程。 （1）槽系组合夹具组合夹具 8.合件 由若干元件装配在一起而成。合件在组合夹具组装过程中一般不拆散使用，是一种独立部件。使用合件可以

25、扩大组合夹具的使用范围，简化组合夹具的结构，减少夹具体积。按其用途，合件可分为定位合件、导向合件、分度合件以及必需的专用工具等。组合夹具槽系组合夹具组装与分解图 1一导向件2一支承件3一定位件4一紧固件5一夹紧件6一基础件7一其它件8一合件槽系车床组合夹具组合夹具组合夹具槽系组合夹具组合夹具槽系组合夹具组合夹具槽系组合夹具 （2）孔系组合夹具 孔系组合夹具的组装基面为圆形孔和螺孔，夹具元件的联接通常用两个圆柱销定位，螺钉紧固，根据孔径、孔距、螺钉直径分为不同系列，以适应加工工件。 图示为KD型孔系组合夹具。组合夹具 KD型孔系组合夹具组合夹具孔系组合夹具组合夹具组合夹具孔系组合夹具组合夹具孔系组合夹具组合夹具孔系组合夹具 组合夹具元件列表长方形基础板 宽180毫米 名 称简 图双槽方形支承60 60毫米 型 型II 三槽