数控加工工艺课件1 新

1、云南昆明工业学校云南昆明工业学校数控加工工艺分析课件数控加工工艺分析课件 授课教师：吴必宏授课教师：吴必宏一、本课程的性质、任务及学习内容一、本课程的性质、任务及学习内容数控加工工艺是数控技术运用专业的主干课程之一，是一门实践性、综合性、灵活性较强的专业理论核心课程。是以机械制造中的工艺理论为基础，结合数控加工工艺的特点，综合工业分析知识解决数控切削加工的问题。达到学生能规范、正确地进行零件加工工艺分析，加工出合格零件，做到学以致用。数控加工的切削知识，工件在数控机床上的装夹，数控加工工艺基础，数控车削加工工艺，数控铣削加工工艺，特种加工工艺，机械加工质量控制等内容。本课程的性质本课程的性质课

2、程任务：课程任务：数控加工工艺数控加工工艺学习内容：学习内容：第一章、数控切削基础第一章、数控切削基础一节、切削运动与切削要素。二节、刀具切削部分几何角度及选用。三节、刀具材料及切削过程控制。四节、切削液种类及选用。1、金属切削加工：、金属切削加工：指用金属切削刀具切除工件上多余金属材料，使其形状、尺寸精度、表面质量符合加工要求的一种机械加工方法。2、切削运动：、切削运动：在金属切削加工过程中，刀具与工件之间相对运动的过程称为切削运动。切削运动分：主运动和进给运动。切削运动分：主运动和进给运动。如图：如图：是主运动；是主运动；是进给运动。是进给运动。3 3、主运动：、主运动：指由机床提供在金属

3、切削加工中其主要作用的运动。其特点：消耗功率最大，速度最高。 主运动有回转运动和直线运动。4 4、进给运动：、进给运动：由机床或人力提供使刀具与工件之间产生附加相对运动。其特点：消耗功率较小；速度较低。进给运动有：连续运动进给运动有：连续运动 和和 间歇运动。间歇运动。5 5、切削加工表面的形成：、切削加工表面的形成：在金属切削加工过程中，工件上形成三个变化的表面：待加工表面；过渡表面；已加工表面。（1 1）、待加工表面：）、待加工表面：工件上有待切除多余金属的表面。（2 2）、过渡表面：）、过渡表面：工件上处于待加工表面与已加工表面之间，由切削刃形成的那部分表面。 （3 3）、已加工表面：）

4、、已加工表面：工件上经刀具切削后产生的表面。6、切削三要素：在金属切削加工过程中，将切削速度 、 进给量 和背吃刀量 称为切削三要素。（1）、切削速度:指切削刃上选定点相对于工件主运动的瞬时速度。单位M/S当主运动为旋转运动时， （2）、进给量f： 刀具在进给切削方向上相对于工件的移动量。 单位mm/r 或 mm/s 。（3）、背吃刀量（切削速度）：指在工件垂直方向上已加工表面和待加工表面之间的距离。7、刀具切削部分的几要素dw 待加工表面。dm 已加工表面。(1)、前刀面。(2)、主后刀面。(3)、副后刀面。(4)、主切削刃。（5）、副切削刃。 （6）、刀尖。 8、刀具切削部分各角度及合理选

5、择。主偏角：主切削刃在基面上投影与假定进给运动方向的夹角。主偏角：7590主偏角减小，刀尖角增大，刀具耐用度高，断削效果差；主偏角增大，断削效果好。副偏角：副切削刃在基面上投影与假定进给反向运动之间夹角。副偏角减小，可降低表面粗糙度提高刀具耐用度。9、主、副偏角的合理选择。10、前角：是前刀面与基面之间的夹角。 （正、负、零之分）前角增大，能减少切削变形和摩擦，降低切削力，减少刀具磨损，抑制积屑瘤产生。11、后角：主后刀面与切削平面之间的夹角。后角减小，刀具后面与工件表面摩擦增大。后角增大，刀具磨损减少，工件表面质量提高。12、刀尖角：主、副切削刃在基面投影之间的夹角。13、楔角：是前刀面与后

6、刀面之间的夹角。14、刀具材料种类及选用常用刀具材料有：碳素工具钢、合金工具钢、高速钢、硬质合金钢、陶瓷、超硬刀具材料。（1 1）碳素工具钢、合金工具钢，特点是：）碳素工具钢、合金工具钢，特点是： 耐磨性好、强度、硬度高；韧性好， 广泛应用于中、低速切削刀具材料。高速钢高速钢 特点特点：具有较高强度、硬度， 耐磨性好，韧性好，抗冲击能力强。硬质合金钢硬质合金钢 特点：特点：耐磨性好，硬度高，韧性和抗冲击能力差。用于制造焊接式合金车刀。陶瓷材料陶瓷材料 特点：特点：硬度、耐磨性好，用于钢铁 和有色金属等高精度零件加工。15、金属切削加工过程中切屑的形成：根据切屑形态不同分：带状切屑、节状切屑、

7、粒状切屑、崩碎切屑。16、金属切削加工过程中切屑的三个变形区：被切削的某点P向切削刃逼近的区域称第一变形区。切屑在刀具前面产生剪切变形的区域称为第二变形区。工件与刀具后面接触形成已加工表面的区域称为第三变形区。第一变形区。第二变形区。第三变形区。刀具刀具1717、积屑瘤：、积屑瘤：在切削速度不高又能形成连续切削时，加工钢材或其他塑形材料。常在切削刃附近粘结一块很硬金属堆积物，包围着切削刃，这就是积屑瘤。工件工件刀具刀具积屑瘤积屑瘤18、积屑瘤对切削过程的影响：（1）、增大实际切削的前角。（2）、增大切削层的厚度。（3）、增大已加工表面的粗糙度。（4）、影响刀具耐用度。19、导致积屑瘤产生的原因

8、：工件材料的塑性。切削的速度。减少进给量。2020、切削力：、切削力：在金属切削时，工件材料抵抗刀具切削时所产生的阻力称为切削力。切削力与刀具作用在工件上的力大小相等、方向相反。切削力的来源：（1）、三个变形区内金属产生弹性变形抗力和塑性变形抗力。（2）、切削与刀具前面。（3）、工件与刀具后面之间的摩擦力。21、影响切削力的主要因素：（1）、工件材料的影响。工件材料强度、硬 度高切削力大。（2）、切削用量的影响。被吃刀量和进给量 大切削力大。（3）、刀具 几何角度的影响。增大前角可 减小切削力。2222、切削热：、切削热：在切削过程中，三个变 形区和摩擦产生的热能称为切削热。2323、刀具的磨

9、损形式有：、刀具的磨损形式有：正常磨损 和 非正常磨损刀具的正常磨损：刀具的正常磨损：指刀具正常切削使用情况下 逐渐产生磨损。刀具非正常磨损：刀具非正常磨损：指刀具因为使用不当后产生 冲击、崩刃、断裂等。刀具正常磨损包括：刀具正常磨损包括：前刀面磨损，后刀面磨损， 前后刀面同时磨损。24、切削用量的合理选择：（1）、背吃刀量ap 选择：粗加工时，应尽量用一次走刀切除全部加工 余量。切削表面有硬皮时，应尽量使背吃刀量大于硬 皮厚度以保护刀尖。 精加工时，背吃刀量可取0.51mm。（2）、进给量f 的选择：粗加工时，根据机床和刀具承受条件选用较 大进给量。精加工时，根据表面粗糙度要求，应选择较 小

10、进给量。（3）、切削速度vc 选择：粗加工时，切削速度要低。精加工时，切削速度要高。通常情况：通常情况：25、切削液的种类：水溶液、乳化液、切削油。水溶液：指以水为主要成分加入防锈添加剂、 油性添加剂而合成的切削液。乳化液：由矿物油、乳化剂配置而成加水稀释 的一种切削液。切削油：由矿物油加入一定添加剂而构成。26、切削液的作用：（1）、冷却作用。 （2）、润滑作用。（3）、排屑与清洗作用。（4）、防锈作用。27、切削液的合理选择：粗加工时，产生大量切削热，则必须连续、 充分浇注切削液。精加工时，应浇注润滑性能较好的切削液，以 降低刀具磨损，改善加工表面质量。总之：总之：切削塑性材料时切削塑性材

11、料时，需要浇注切削液。切削铸铁、脆性材料时切削铸铁、脆性材料时，不浇注切削液。切削铜合金、有色金属时切削铜合金、有色金属时，不使用含硫化添加剂的切削液。切削铝、镁及合金时切削铝、镁及合金时，不使用水溶液或水溶性乳化液。第一章：切削加工基础第一章：切削加工基础作业布置：1、简述什么是切削运动（主运动、进给运动）？ 切削三要素是？2、简述积屑的形成及影响？3、简述切削力的来源及影响？4、简述切削液的种类，作用？第一章：总结和复习第一章：总结和复习切削运动切削运动定义定义主运动主运动进给运动进给运动切削表面的形成：切削表面的形成：已加工表面已加工表面待加工表面待加工表面过渡表面过渡表面定义定义定义定

12、义1、2、3、4、切削三要素切削三要素切削速度切削速度 VC进给量进给量 F刀具切削部刀具切削部 分六要素：分六要素：背吃刀量背吃刀量 a ap p5、6、刀具几何角度及选用刀具几何角度及选用主偏角主偏角副偏角副偏角前前 角角后后 角角刀尖角刀尖角刀刀 具具 材材 料料 及及 选选 用：用：碳素工碳素工 具钢具钢合金工合金工 具钢具钢高速钢高速钢硬质合硬质合 金钢金钢陶瓷陶瓷超硬质超硬质 材料材料7、8、9、根据切削中切屑形态不同切屑分：根据切削中切屑形态不同切屑分：10、金属切削过程中的三个变形区。11、积屑瘤定义影响（4点）产生原因（3点）12、切削力定义来源影响13、切削热定义14、刀具

13、的 磨损形式：正常磨损（3点）非正常磨损15、切削用量 合理选择：背吃刀量ap:进给量F:切削速度Vc: 粗加工时，在机 床和刀具能承受前提下背吃刀量尽可能大；精加工时小， 0.5mm 粗加工时，进 给量大，精加工进给量下。粗加工时慢精加工时快16、切削液种类（3种）作用（4点）选用（3点）总之：总之：粗加工时，背吃刀量大，进给量大，切削速度慢；精加工时，背吃刀量小， 进给量小，切削速度快。第二章：工件在数控机床上的装夹第二章：工件在数控机床上的装夹一节、机床夹具概述。二节、工件的定位。三节、工件的夹紧。四节、专用夹具。1、机床夹具（简称：夹具）：指在机械加工过程中，用以装夹工件的装置 称为机

14、床夹具。常见机床夹具：常见机床夹具：四爪卡盘四爪卡盘三爪卡盘三爪卡盘虎钳夹具虎钳夹具2、工件的定位：在机械加工中，为保证加工精度，确定工件在机床上或夹具中占有正确位置的过程，称为工件定位。3、夹紧：工件定位后将其固定，使工件在加工过程中始终保持位置不变的操作称为夹紧。4、装夹：工件在机床或夹具中定位、夹紧的过程称 为装夹。5、机床夹具的组成：定位装置 夹紧装置 夹具体。定位装置：作用确定工件在夹具中的 正确位置。夹紧装置：作用 将工件压紧夹牢，保证工件在加工过程的正确位置不变。夹具体：作用辅助支承等。6、机床夹具分类：根据夹具通用程度 通用夹具 专用夹具 成组夹具 组合夹具7、机床夹具在加工中

15、的作用：（1）、保证工件加工精度。（2）、提高劳动生产效率和降低加工成本。（3）、扩大机床工艺范围和改善机床用途。（4）、改善劳动强度和保证生产安全。8、工件装夹方式：（1）、直接找正装夹法。采用百 分表找正装夹。（2）、划线找正装夹法。在工件上划 线，使工件获得正确位置。（3）、通用夹具装夹法。三爪自定心卡 盘装夹、虎钳固定装夹。9、工件定位的基本原理：定位即限制工件自由度。工件在空间具有六个自由度，即X Y Z轴的移动和转动，共六个自由度。因此，采用合理设置的六个支承点，每个支承点限制一个自由度，将工件在夹具中的位置完全确定就称“六点定位原则”。六点定位原理10、工件定位中出现的几种情况：

16、（1）、完全定位。采用六个支承点限 制工件的全部自由度，称为完全定位。（2）、不完全定位。工件的自由度没有 被完全限制时，称为不完全定位。 （3）、欠定位。工件装夹时该限制的自由 度没有被完全限制的现象称欠定位。注意：注意：欠定位是绝对不允许的， 无法保证加工要求。11、工件定位的基本原则：（1）、应减少定位误差。（2）、保证工件加工精度。（3）、方便工件装夹和加工。（4）、夹具结构应简单。12、对定位元件的基本要求：（1）、应有足够的精度。（2）、应有足够的强度和刚度。（3）耐磨性好。（4）、工艺性能好。（5）、方便切除切屑。13、夹紧装置的组成：动力装置 、夹紧元件和中间传力机构组成动力装

17、置：动力装置：也称力源装置，产生夹紧动力的装置。如：液压、气动夹紧和手动夹紧。夹紧元件：夹紧元件：直接与工件接触，执行夹紧工件的元件。中间传力机构：中间传力机构：将动力装置产生的动力传给夹紧元件。 中间传力机构作用：中间传力机构作用：改变夹紧力的方向、大小，具有 一定的自锁。14、对夹紧装置的基本要求：（1）、夹紧时，不得破坏工件在夹具中 占有的正确位置。（2）、夹紧力大小适当，既保证夹紧可靠 性，又避免和减小工件变形。（3）、夹紧装置操作安全、方便，省力， 夹紧迅速。（4）、夹紧装置应结构简单，方便制造和 调整。15、夹紧力的确定：夹紧力应垂直于工件的主要定位基准面。夹紧力应与切削力、工件重

18、力方向一致。夹紧力应靠近工件强度、刚度最好的方向， 避免工件夹紧变形。16、夹紧力的作用点选择：（1）、应能够保持工件定位稳定可靠。（2）、应尽量避免或减少工件的夹紧变形。（3）、夹紧力的作用点应尽量靠近加工部位。17、专用夹具设计的基本要求：（1）、保证加工精度稳定性。（2）、提高机械加工的劳动生产率。（3）、结构简单，具有良好的结构工艺性。（4）、应降低工件制造成本。（5）、提高夹具元件的通用化和标准化， 降低夹具成本。第二章：工件在数控机床的装夹作业布置：1、简述机床夹具的组成及作用？2、简述工件定位的原则及要求？3、简述对夹紧装置的基本要求？4、简述如何选择夹紧力的作用点？第二章：工件

19、在数控机床的装夹 总结、复习总结、复习1 1机床夹具的含义： 指机械加工中，用于装夹零件的装置。常见的机床夹具有：2 2什么是工件定位：什么是工件夹紧：什么是工件装夹：三爪卡盘 四爪卡盘虎钳夹具使工件在夹具中占有准确位置。 在机械加工过程中，使工件保持正确位置不变的操作。工件在夹具中定位和夹紧的过程。3 3机床夹具的组成及作用：组组成成4 4机床夹具的分类：定位装置确定工件在夹具中的正确位置。 作用夹紧装置夹具体作用作用将工件夹紧、夹牢，保持正确位置的不变。 辅助支撑的作用。通用夹具专用夹具组合夹具成组夹具6 6工件的装夹方式：机床夹具在加工中的作用：5 5保证工件加工精度。提高劳动生产效率和

20、降低加工成本。扩大机床工艺范围和改善机床用途。改善劳动强度和保证生产安全。直接找正装夹。划线找正装夹。通用夹具装夹法。7 7工件的定位原理：工件定位的几种情况：六点定位原理。完全定位不完全定位欠定位六点定位原理。8 8工件定位的基本原则：9 9对定位元件的要求：应减少定位误差。保证工件加工精度。方便工件装夹和加工。夹具结构应简单。应有足够的精度。应有足够的强度和刚度。方便切除切屑。耐磨性好。工艺性能好。1010夹紧装置的组成及要求：组成组成要求要求动力装置夹紧装置中间传力装置夹紧时，不得破坏工件在夹具中占有的 正确位置。夹紧力大小适当，既保证夹紧可靠性， 又避免和减小工件变形。夹紧装置操作安全

21、、方便，省力，夹紧 迅速。夹紧装置应结构简单，方便制造和调整。1111对夹紧力的确定：对夹紧力作用点的选择：1212夹紧力应垂直于工件的 主要定位基准面。夹紧力应与切削力、工件 重力方向一致。夹紧力应靠近工件强度、刚度最好的方向避免工件夹紧变形。应能够保持工件定位稳定可靠。应尽量避免或减少工件的夹紧变形。夹紧力的作用点应尽量靠近加工 部位。1313对专用夹具设置的要求：保证加工精度稳定性。提高机械加工的劳动生产率。结构简单，具有良好的结构工艺性。应降低工件制造成本。提高夹具元件的通用化和标准化，降低夹具成本。第三章、数控加工工艺分析一节、工艺过程及概述。二节、定位基准的选择。五节、典型零件加工

22、工艺分析。三节、机械加工工艺路线的拟定。四节、机械加工工艺设计与实施。1、工艺过程：指在生产过程中，直接改变生产对象形状、尺寸、相对位置等，使其成为成品或半成品的过程称工艺过程。指用机械加工的方法改变毛坯形状、尺寸、相对位置等，使其成为零件的全过程。2、机械加工工艺过程：3、机械加工工艺过程的组成：由 工序、安装、工位、工步和走刀组成。4、工序：指一个或一组工人在一个工作地对同一个或几个工件所连续完成的那一部分工艺过程。工序四要素：工作地、工人、工件、连续作业。5、安装：指工件经过一次装夹后所完成的那一部分工序内容称为安装指工件在夹具中完成一次安装所占据不同的位置，每个位置所完成连续加工的那部

23、分工序称工位。6、工位：7、工步：指在一个工序中，加工表面和加工工具不变情况下，所连续完成的那一部分工序。8、走刀：在金属加工中，切除的金属层很厚应分几 次切削时，刀具对工件完成一次 进给切削运动称走刀。9、机械加工工艺过程卡片：是以工序为单位说明零件机械加工过程的一种工艺文件。指在机械加工工艺过程卡的基础上，按每道工序的工步内容所编制的一种工艺文件。10、机械加工工序卡片：11、制定机械加工工艺的原则和步骤：12、制定机械加工工艺准备阶段有：基本原则是： 确保加工质量和减少生产成本。步骤是：填写工艺文件。工序设计阶段。工艺路线拟定阶段。准备工作阶段。计算生产纲领。确定生产类型。对零件进行工艺

24、分析。确实毛坯类型。（3）、对零件进行工艺分析：（2）、生产类型：指在计划期内企业应当生产的产品产量 和进度计划。（1）、生产纲领：反应企业生产的特征。如：单件生产、成 批生产、大量生产。零件图样尺寸、加工要求进行分析。零件结构工艺性分析。（4）、毛坯的类型有：铸件 锻件 型材 焊接件13、基准及分类：基准分：设计基准、工艺基准。14、设计基准：基准：是用来确定毛坯零件几何要素（点、 线、面）之间的关系。 是指零件图样设计时所采用的基准。又称工序基准，工序图上用来确定本工序所加工表面加工完成后的尺寸、形状和位置基准。指零件加工过程中所采用的基准。15工艺基准：16、装配基准：17、定位基准：工

25、艺基准包括：装配基准、测量基准和 定位基准。指在加工过程中用于定位的基准。分粗基准、精基准和辅助基准。18、粗基准：指用毛坯上未加工过的表面作为定位基 准。19、精基准：指用工件上已加工过的表面作为定位基准。20、辅助基准：指不是零件上的工作表面，由于工艺需要 而加工的基准称辅助基准21、测量基准： 指零件测量时，所采用的基准和用于零件装配过程中确定零件、部件相互位置的装配基准。22、粗基准的选择原则：（1）、对同时具有加工表面和不加工表面的零件，应选择不加工表面作为粗基准。如：如：有多个不加工表面时应选择与加工表面相互位置要求较高的表面作为粗基准。（2）对有多个加工表面的工件，应选择加工表面

26、余量均匀的表面作为粗基准。（3）应选择毛坯余量最小的表面作为粗基准。注意：选择粗基准表面应尽量平整。粗基准选择不能重复使用。23、精基准的选择原则：（1）、基准重合原则。即采用设计基准作为定位基准。（2）、基准统一原则。（3）、自为基准原则。选择同一个精基准作为多道工序加工的定位基准。当精加工表面余量小而均匀时，应以加工表面本身为定位基准（4）、互为基准原则。（4）、互为基准原则。工件上有两个相互位置精度高，应选用这两个表面相互作为定位基准。（5）、精基准应保证工件定位准确、装夹方便。24、机械加工工艺路线：是指零件在生产过程中，由毛坯到成品经过各工序的先后顺序。外圆柱面加工路线粗加工阶段24

27、、加工顺序的确定和划分：半精加工阶段去除精加工留下的误差，并留给一定精加工余量。高效去除大部分加工余量，加工精度低、表面粗糙、夹紧力大、切削力大、切削热多。精加工阶段光整加工阶段保证加工表面尺寸精度、形状精度、位置精度、表面粗糙度进一步提高尺寸精度和减小表面粗糙度值。25、机械加工顺序安排原则：（1）、先用粗基准定位加工精基准表面，再用精基准定位加工其他表面。（2）、先面后孔原则：先加工面后加工孔对箱体零件以孔为粗基准，先加工平面，再以面为精基准加工孔。（4）、先主后次原则：（3）、先粗后精原则：先粗加工后精加工先加工零件主要表面，后加工次要表面。26、典型零件加工工艺分析实例分析1、668x

28、2260145145145145145 280-0.046480-0.156+0.10M24x3(p1.5)-6g280-0.046M24x3(p1.5)-7H全部1.6技术要求未注公差按IT14加工；未注长度尺寸允许偏差0.5mm;锐边倒钝。双线三角螺纹配合组件制图申图2004/82004/8比例1：1数量材料145#数控车工中级技能试卷SCZ403-1第三章、总结复习1、工艺过程：2、机械加工工艺过程：3、机械加工工艺过程组成：工序安装工位走刀直接改变生产对象形状、尺寸、相对位置等，使其成为成品或半成品。由毛坯 到 零件 的过程4、工序指：工序四要素：工作地 工人 工件连续作业5、安装：6

29、、工位：7、工步：8、走刀：工件一次装夹所完成的工序工件装夹后，每个位置所完成的加工。工件加工表面和工具不变完成的加工9、机械加工工艺过程卡片：以工序为单位，说明机械加工工艺过程。10、机械加工工序卡片：以工步为内容进行编写的工艺文件。11、制度机械加工工艺原则、步骤：原则：步骤：保证加工质量，减低成本。准备阶段工艺路线拟定阶段工序设计阶段填写工序文件12、制度机械加工工艺准备阶段：计算生产纲领确定生产类型对零件图纸分析对毛皮进行分析13、基准及分类：基准：用来确定毛坯零件几何要素之间关系。设计基准基准分：工艺基准14、设计基准：零件图纸设计使用的基准15、工艺基准：工艺基准包括：装配 测量

30、定位基准16、装配基准：17、定位基准包括： 粗基准精基准18、粗基准：19、粗基准选择原则：具有加工表面和不加工表面选择不加工表面作为粗基准；选择加工位置较高的表面作为粗基准；选择加工余量较小的表面作为粗基准。 （注 意： 2点）20、精基准：21、精基准选择原则：基准重合原则基准统一原则互为基准原则自为基准原则精基准的选择以保证工件定位准确、装夹方便23、机械加工路线：有毛坯到零件的先后顺序。24、加工顺序的确定及划分：粗加工阶段半精加工阶段精加工阶段光整加工阶段25、机械加工顺序安排原则：先粗后精原则先面后孔原则 先主后次原则先粗基准定位加工精基准，再用精基准定位加工其他表面。1、数控车削加工对象（范围）：主要用于轴类、盘类零件的内、外圆柱面、圆锥面加工；复杂回转体内、外圆柱面、圆锥面和螺纹加工。 如：如：切槽、钻孔、扩孔、铰孔等加工。2、数控车削加工对象的特点：轮廓形状复杂或难于控制尺寸的回转体零件。加工零件尺寸、形状、位置和表面精度要求高的零件。特殊螺纹