数控加工工艺教案课案

1、课题：第一章数控机床第一节数控机床的工作原理及组成课次：第一次教学方法：板书、讲授教学目的及要求：掌握数控机床的工作原理教学重难点：数控机床的原理及组成教学小结：初步认识数控车床是怎样工作的导入新课：同学们，大家好，我们学习的是数控机床，有没有人知道数控机床是个什么东西，大家一定会说，加工工件的机器。还有呢，现在我们就正式开始学习数控机床的工作原理以及它的组成讲授新课：一、数控机床的工作原理（1）、根据零件图样进行各项准备。（2）、按规定格式编制出加工程序。（3）、将加工程序以代码形式完整记录在信息介质上。（4）、将代码转变为电信号输出。（5）、数控装置将结果以脉冲信号形式向伺服系统发出执行信

2、号（6）、伺服系统向执行电机驱动机床进给机构发出严格指令。二、数控机床的组成图1-1数控机床组成示意图1. 控制介质纸带、磁带、磁盘、键盘控制介质上存储着加工零件所需要的全部操作信息和刀具相对工件的移动信息.2、数控装置数控装置是由专用计算机或通用计算机所组成。控制系统的主要作用是对输入的零件加工程序进行数字运算和逻辑运算，然后向伺服系统发出控制信号。3、伺服机构伺服系统的主要作用是根据数控系统发出的控制信号驱动执行元件运动。4、辅助控制装置辅助控制装置是介于数控装置和机床机械、液压部件之间的强电控制装置。5、检测反馈装置检测反馈装置将数控机床各个坐标轴的实际位移量、速度参数检测出来，转换成电

3、信号，并反馈到机床的数控装置中。6、机床本体机床本体是数控机床的主体，是用于完成各种切削加工的机械部分，包括主运动部件、进给运动执行部件和床身、立柱、支承部件等。课外作业：P271、229课题：第二节数控机床的分类课次：第二次教学方法：板书、讲授教学目的及要求：掌握数控机床的分类教学重难点：数控机床的分类与伺服系统的分类教学小结：数控机床的种类很多，可以按不同的方法对数控机床进行分类复习旧课：上节课我们学习了数控机床的工作原理和组成导入新课：讲授新课：这节课我们进一步的学习数控机床的分类数控机床的分类介绍数控机床的种类很多，可以按不同的方法对数控机床进行分类一、按工艺用途可分为：数控车床、数控

4、铣床、数控钻床、数控磨床、数控镗铣床、数控电火花加工机床、数控线切割机床、数控齿轮加工机床、数控冲床、数控液压机等各种用途的数控机床。二、按控制运动方式分类：1）点位控制数控机床：数控系统只控制刀具从一点到另一点的准确位置，而不控制运动轨迹，各坐标轴之间的运动是不相关的，在移动过程中不对工件进行加工（图1）。这类数控机床主要有数控钻床、数控坐标镗床、数控冲床等。2）直线控制数控机床：数控系统除了控制点与点之间的准确位置外，还要保证两点间的移动轨迹为一直线，并且对移动速度也要进行控制，也称点位直线控制（图2）。这类数控机床主要有比较简单的数控车床、数控铣床、数控磨床等。单纯用于直线控制的数控机床

5、已不多见。3）轮廓控制数控机床：轮廓控制的特点是能够对两个或两个以上的运动坐标的位移和速度同时进行连续相关的控制，它不仅要控制机床移动部件的起点与终点坐标，而且要控制整个加工过程的每一点的速度、方向和位移量，也称为连续控制数控机床（图3）。这类数控机床主要有数控车床、数控铣床、数控线切割机床、加工中心等。三、按同时控制且相互独立的轴数1. 二坐标机床2. 三坐标数控机床3. 二轴半坐标数控机床4. 多坐标数控机床四、按伺服控制方式分：1）开环控制数控机床：这类机床不带位置检测反馈装置，通常用步进电机作为执行机构。输入数据经过数控系统的运算，发出脉冲指令，使步进电机转过一个步距角，再通过机械传动

6、机构转换为工作台的直线移动，移动部件的移动速度和位移量由输入脉冲的频率和脉冲个数所决定。图4开环控制系统框图2）半闭环控制数控机床：在电机的端头或丝杠的端头安装检测元件（如感应同步器或光电编码器等），通过检测其转角来间接检测移动部件的位移，然后反馈到数控系统中。由于大部分机械传动环节未包括在系统闭环环路内，因此可获得较稳定的控制特性。其控制精度虽不如闭环控制数控机床，但调试比较方便，因而被广泛采用。图5半闭环控制系统框图3）闭环控制数控机床：这类数控机床带有位置检测反馈装置，其位置检测反馈装采用直线位移检测元件，直接安装在机床的移动部件上，将测量结果直接反馈到数控装置中，通过反馈可消除从电动机

7、到机床移动部件整个机械传动链中的传动误差，最终实现精确定位。刀具ri連废扌览测元件工作台位置反愦伺服电.和计MCU忡晋枪測示件燮工位骨比较图6闭环控制系统框图五、主要数控机床介绍1. 数控车床2. 数控铣床3. 加工中心4. 数控钻床5. 数控磨床6. 数控电火花成形机床7. 数控线切割机床课外作业：P27课题：第三节机床坐标系和工作坐标系课次：第三次教学方法：板书、讲授教学目的及要求：掌握数控机床的机床坐标系和工作坐标系教学重难点：数控机床坐标的轴向教学小结：数控车床般有两个轴向，用X、Z表示，数控铳或加工中心是多轴的复习旧课：上节课我们学习了机床的分类，从不同的角度分不同的种类导入新课：这

8、节课我们来学习非常重要的一个知识点，那就是机床的坐标系讲授新课：一、数控机床的坐标系1）确定原则（JB3052-82）1刀具相对静止、工件运动的原则：这样编程人员在不知是刀具移近工件还是工件移近刀具的情况下，就可以依据零件图纸，确定加工的过程。2标准坐标系原则：即机床坐标系确定机床上运动的大小与方向，以完成一系列的成形运动和辅助运动。3运动方向的原则：数控机床的某一部件运动的正方向，是增大工件与刀具距离的方向。2）坐标的确定1Z坐标标准规定，机床传递切削力的主轴轴线为Z坐标（如：铣床、钻床、车床、磨床等）；如果机床有几个主轴，则选一垂直于装夹平面的主轴作为主要主轴；如机床没有主轴（龙门刨床），

9、则规定垂直于工件装夹平面为Z轴。2X坐标X坐标一般是水平的，平行于装夹平面。对于工件旋转的机床（如车、磨床等），X坐标的方向在工件的径向上；对于刀具旋转的机床则作如下规定：当Z轴水平时，从刀具主轴后向工件看，正X为右方向。当Z轴处于铅垂面时，对于单立柱式，从刀具主轴后向工件看，正X为右方向；龙门式，从刀具主轴右侧看，正X为右方向。3. Y、A、B、C及U、V、W等坐标由右手笛卡儿坐标系来确定Y坐标，A,B，C表示绕X，Y，Z坐标的旋转运动，正方向按照右手螺旋法则（见图1）。若有第二直角坐标系，可用U、V、W表示。4. 坐标方向判定当某一坐标上刀具移动时，用不加撇号的字母表示该轴运动的正方向；当

10、某一坐标上工件移动时，则用加撇号的字母（例如：A'、X'等）表示。加与不加撇号所表示的运动方向正好相反。图1右手直角笛卡儿坐标系图2数控二坐标车床图3数控卧式铣床二、机床坐标系和工件坐标系机床坐标系不能直接用来供用户编程，它是帮助机床生产厂家确定机床参考点（零点）的。机床参考点由厂家设定后，用户不得随意改变，否则影响机床的精度。供用户编程的工件坐标系（编程坐标系）和机床坐标系通过机床零点发生联系。课外作业：P27课题：第四节数控机床的机械结构课次：第四次教学方法：板书、讲授教学目的及要求：了解数控机床的结构，是由哪几部分构成的，这些组成分别有什么作用教学重难点：数控机床的主传动

11、系统、滚珠丝杠螺母副系统教学小结：数控机床的构成学完以后，机床的运动方式及工作原理就更加清晰了复习旧课：上节课我们学的是非常适用的一个知识点，那就是坐标系导入新课：讲授新课：这节课我们进一步学习机床的构成一、数控机床的主体机构有以下特点：1)由于采用了高性能的无级变速主轴及伺服传动系统，数控机床的极限传动结构大为简化，传动链也大大缩短；2)为适应连续的自动化加工和提高加工生产率，数控机床机械结构具有较高的静、动态刚度和阻尼精度，以及较高的耐磨性，而且热变形小；3) 为减小摩擦、消除传动间隙和获得更高的加工精度，更多地采用了高效传动部件，如滚珠丝杠副和滚动导轨、消隙齿轮传动副等；4) 为了改善劳

12、动条件、减少辅助时间、改善操作性、提高劳动生产率，采用了刀具自动夹紧装置、刀库与自动换刀装置及自动排屑装置等辅助装置。二、根据数控机床的适用场合和机构特点，对数控机床结构因提出以下要求：1. 较高的机床静、动刚度数控机床是按照数控编程或手动输入数据方式提供的指令自动进行加工的。由于机械结构(如机床床身、导轨、工作台、刀架和主轴箱等)的几何精度与变形产生的定位误差在加工过程中不能为地调整与补偿，因此，必须把各处机械结构部件产生的弹性变形控制在最小限度内，以保证所要求的加工精度与表面质量。为了提高数控机床主轴的刚度，不但经常采用三支撑结构，而且选用钢性很好的双列短圆柱滚子轴承和角接触向心推力轴承铰

13、接出相信忒力轴承，以减小主轴的径向和轴向变形。为了提高机床大件的刚度，采用封闭界面的床身，并采用液力平衡减少移动部件因位置变动造成的机床变形。为了提高机床各部件的接触刚度，增加机床的承载能力，采用刮研的方法增加单位面积上的接触点，并在结合面之间施加足够大的预加载荷，以增加接触面积。这些措施都能有效地提高接触刚度。为了充分发挥数控机床的高效加工能力，并能进行稳定切削，在保证静态刚度的前提下，还必须提高动态刚度。常用的措施主要有提高系统的刚度、增加阻尼以及调整构件的自振频率等。试验表明，提高阻尼系数是改善抗振性的有效方法。钢板的焊接结构既可以增加静刚度、减轻结构重量，又可以增加构件本身的阻尼。因此

14、，近年来在数控机床上采用了钢板焊接结构的床身、立柱、横梁和工作台。封砂铸件也有利于振动衰减，对提高抗振性也有较好的效果。2. 减少机床的热变形在内外热源的影响下，机床各部件将发生不同程度的热变形，使工件与刀具之间的相对运动关系遭到破环，也是机床季度下降。对于数控机床来说，因为全部加工过程是计算的指令控制的，热变形的影响就更为严重。为了减少热变形，在数控机床结构中通常采用以下措施。减少发热，机床内部发热时产生热变形的主要热源，应当尽可能地将热源从主机中分离出去。控制温升，在采取了一系列减少热源的措施后，热变形的情况将有所改善。但要完全消除机床的内外热源通常是十分困难的，甚至是不可能的。所以必须通

15、过良好的散热和冷却来控制温升，以减少热源的影响。其中部较有效的方法是在机床的发热部位强制冷却，也可以在机床低温部分通过加热的方法，使机床各点的温度趋于一致，这样可以减少由于温差造成的翘曲变形。三、数控机床布局的特点1. 满足多刀加工的布局，如图7-1特点：多刀同时运动，可同时加工，有刀架，可自动转位换刀2. 满足换刀要求的布局，如图7-2，7-3特点：每次只有一把刀进行加工，可自动换刀，有刀库、机械手3满足多坐标联动要求的布局，如图7-4（五轴联动），7-5a,b4. 适应快速换刀要求的布局，如图7-6，7-7特点：换刀速度快，效率提高5适应多工位加工要求布局，如图7-8特点：多工位同时加工，

16、可实现多面同时加工，效率高6适应可换工作台要求的布局，如图7-9特点：有两个工作台，一个进行加工，另一个可同时装卸工件，减少辅助时间，提高效率7工件不移动的布局，如图7-10特点：工作台固定不动，机床立柱移动，适用于大型工件8为提高刚度，减小热变形要求的布局，如图7-11特点：采用框架式立柱结构，减少热变形，提高精度9龙门式双立柱加工中心，如图7-12特点：用于加工较大工件，刚性好，热变形小四、数控机床的主传动系统一. 主传动变速方式数控机床主传动系统主要有三种配置方式：1带有变速齿轮的主传动2通过带传动的主传动3由主轴电机直接驱动二. 主轴部件结构1. 主轴的支承数控机床主轴轴承配置三种主要

17、形式。a）为前支承采用双列短圆柱滚子轴承和600角接触双列向心推力球轴承，后支承采用成队向心推力球轴承。b）前支承采用多个高精度向心推力球轴承。c）前支承采用双列圆锥滚子轴承，后支承为单列圆锥滚子轴承2. 主轴内部刀具自动夹紧机构3主轴准停装置三. 滚珠丝杠螺母副滚珠丝杠副的优点是：1）摩擦系数小，传动效率高；2）灵敏度高，传动平稳，不易产生爬行，随动精度和定位精度高；3）磨损小，寿命长，精度保持性好；4）可通过预紧和间隙消除措施提高轴间刚度和反向精度；5）运动具有可逆性。滚动导轨滚动导轨块：块内有许多滚柱，在导轨块内部作循环运动，如图7-41，滚动导轨块通常在固定在床身上的镶钢导轨条上滚动。

18、自动换刀数控机床主轴部件设有准停装置，其作用是使主轴每次都准确地停止在固定的周向位置上，以保证换刀时主轴上的端面键能对准刀夹上的键槽，同时使每次装刀时刀夹与主轴的相对位置不变，提高刀具的重复安装精度，从而提高孔加工时孔径的一致性。课外作业：P2715课题：第五节数控系统及数控机床的发展课次：第五次教学方法：板书、讲授教学目的及要求：了解数控机床的发展过程教学重难点：数控机床的特点教学小结：初步认识数控车床是怎样工作的复习旧课：上节我们学习了数控机床的构成导入新课：讲授新课：这节我们来学习数控机床的特点及发展一、数控机床的特点1. 具有高度柔性2. 加工精度高、质量稳定、可靠3加工生产效率高4.

19、改善劳动条件5. 利于生产管理现代化二、数控系统1. FANUC系统2.SIEMENS系统3. 华中数控系统4. 北京航天数控系统5. 开放式数控系统介绍三、数控机床的发展1.高速切削2高精加工3. 复合化加工4. 控制智能化5. 互联网络化6. 计算机集成制造系统4M课题：第二章数控加工工艺基础第一节生产过程和工艺过程课课次：第六次教学方法：板书、讲授教学目的及要求：掌握加工工艺中的基本概念教学重难点：生产过程和工艺过程机械加工工艺过程的组成教学小结：初步认识数控车床是怎样工作的复习旧课：通过上一章的学习，我们对数控机床有了一个基本的了解导入新课：在这一节的学习中我们将学习什么是加工工艺，什

20、么是数控加工工艺讲授新课：一、基本概念1.生产过程和工艺过程1生产过程机械产品的生产过程是将原料转变为成品的全过程，它一般包括原材料的运输和保管、生产技术准备、毛坯制造、机械加工、热处理、产品的装配、机器的检验调试及油漆和安装等。2工艺过程工艺过程是指生产过程中直接改变生产对象的形状、尺寸、相对位置和性质等，使其成为成品或半成品的过程。3. 机械加工工艺过程采用机械加工的方法，直接改变毛坯的形状、尺寸和表面质量，使其成为零件的过程称为机械加工工艺过程。2.机械加工工艺过程的组成1工序一个或一组工人，在一个工作地点对同一个或同时对几个工件所连续完成的那一部分工艺过程，称为工序。划分工序的主要依据

21、是设备（或工作地点）是否变动和加工是否连续，若改变其中任意一个就构成另一个工序。（如图41）、（表41和表42）2安装安装是指工件在加工之前，在机床或夹具上占据正确的位置（即为定位），然后加以夹紧的过程。在一个工序中，工件可能安装一次，也可能需要安装几次。（表41工序1和工序2）3. 工位为完成一定的工序内容，一次装夹工件后，工件（或装配单元）与夹具或机床的可动部分一起相对刀具或机床的固定部分所占据的每一个位置，称为工位。为了减少工件的安装次数，常采用各种回转工作台、回转夹具或移动夹具，使工件在一次安装中，先后处于几个不同的位置进行加工，不仅缩短了装夹工件的时间，而且提高了加工精度和生产效率。

22、（如图42）4. 工步在加工表面（或装配时的连接面）和加工（或装配）工具都不变的情况下，所连续完成的那一部分工序称为工步。划分工步的依据是加工表面和工具是否变化。（表41工序1）一次安装中连续进行的若干相同的工步看作是一个工步。（图43）用几把刀具同时加工一个零件上的几个表面的工步，称为复合工步。（如图44）在数控加工中，有时将在一次安装下用一把刀具连续切削零件的多个表面划分为一个工步。5. 进给进给也称走刀。在一个工步中，由于余量较大或其他原因，需要用同一把刀具对同一表面进行多次切削，这样，刀具对工件每切削一次就称为一次进给。（如表42工序4）二、生产纲领、生产类型1.生产纲领是指企业在计划

23、期内应当生产的产品产量和进度计划。计划期常定为一年，所以生产纲领也称年产量。2生产类型(1) 单件生产产品的品种繁多，而每个品种数量较少，各工作地加工对象很少有重复生产。(2) 大量生产产品的品种少，产量大，大多数工作地点长期进行某种零件的某道工序的重复加工。(3) 成批生产一年中分批轮流地制造若干种不同的产品，每种产品有一定的数量，生产对象周期性地重复，而每批所制造的相同零件的数量，称为批量。单件小批生产：小批生产在工艺方面接近单件生产，二者常相提并论，称为单件小批生产。大批大量生产：大批生产在工艺特征方面接近于大量生产，常合称为大批大量生产中批生产：中批生产的工艺特征介于单件生产和大批生产

24、之间课外作业：P51课题：第二节数控加工工艺设计课次：第七次教学方法：板书、讲授教学目的及要求：数控加工内容的选择教学重难点：适于数控加工的内容和不适于数控加工的内容教学小结：初步认识数控车床是怎样工作的复习旧课：上节课我们学习了加工工艺的一系列概念导入新课：讲授新课：这节课我们接着看加工工艺设计一、数控加工内容的选择1.适于数控加工的内容(1) 通用机床无法加工的内容应作为优先选择内容；(2) 通用机床难加工，质量也难以保证的内容应作为重点选择内容；(3) 通用机床加工效率低、工人手工操作劳动强度大的内容，可在数控机床尚存在富裕加工能力时选择。2. 不适于数控加工的内容(1) 占机调整时间长

25、的加工内容。如以毛坯的粗基准定位来加工第一个精基准的工序。(2) 加工部位分散，不能在一次安装中完成加工的其他零星加工表面，需要多次安装、设置原点。这时，采用数控加工很麻烦，效果不明显，可安排通用机床加工；(3) 按某些特定的制造依据(如样板等)加工的型面轮廓。主要原因是获取数据困难，易于与检验依据发生矛盾，增加了程序编制的难度。(4) 加工余量大而又不均匀的粗加工。此外，在选择和决定加工内容时，也要考虑生产批量、生产周期、工序间周转情况等等。二、数控加工工艺性分析1、尺寸标注应符合数控加工的特点在数控编程中，所有点、线、面的尺寸和位置都是以编程原点为基准的。因此零件图样上最好直接给出坐标尺寸

26、，或尽量以同一基准引注尺寸。2、几何要素的条件应完整、准确在程序编制中，编程人员必须充分掌握构成零件轮廓的几何要素参数及各几何要素间的关系。因为在自动编程时要对零件轮廓的所有几何元素进行定义，手工编程时要计算出每个节点的坐标，无论哪一点不明确或不确定，编程都无法进行。但由于零件设计人员在设计过程中考虑不周或被忽略，常常出现参数不全或不清楚，如圆弧与直线、圆弧与圆弧是相切还是相交或相离。所以在审查与分析图纸时，一定要仔细核算，发现问题及时与设计人员联系。3、定位基准可靠在数控加工中，加工工序往往较集中，以同一基准定位十分重要。因此往往需要设置一些辅助基准，或在毛坯上增加一些工艺凸台。4、统一几何

27、类型及尺寸零件的外形、内腔最好采用统一的几何类型及尺寸，这样可以减少换刀次数，还可能应用控制程序或专用程序以缩短程序长度。零件的形状尽可能对称，便于利用数控机床的镜向加工功能来编程，以节省编程时间。三、数控加工工序设计的主要任务是进一步把本工序的加工内容、切削用量、工艺装备、定位夹紧方式及刀具运动轨迹确定下来，为编制加工程序作好准备。课外作业：P51课题：第三节定位基准的选择课次：第八次教学方法：板书、讲授教学目的及要求：掌握数控车床的工作原理教学重难点：定位基准的选择教学小结：定位基准的分类及选择复习旧课：上节我们学习了加工工艺设计导入新课：讲授新课：这节我们学习定位基准的选择一、基准的分类

28、（1）设计基准零件图上的基准尺寸f尺寸线的起点相互位置f基准符号（2）工艺基准工艺中用的基准工序基准 定位基准 测量基准 装配基准二、定位基准的选择毛坯面定位f粗基准已加工面定位f精基准（1）精基准的选择可靠保证主要加工表面间的相互位置精度1）基准重合原则选设计基准为定位基准2）基准统一原则尽可能在多数工序中用一组精基准定位3）定位稳定准确，简单方便的原则选面大、精度高的面为精基准4）互为基准原则为加工余量均匀，位置精度高反复加工5）自为基准原则要求余量小而均匀选加工面本身为精基准辅助基准人为制造的基准工艺需要而作的工艺凸台、中心孔提高精度一面两孔定位（2）粗基准选择可靠方便地加工精基准1）保

29、证不加工面与加工面间的位置关系选择不加工面作粗基准2）定位稳定可靠，简单方便选大面、平整面，无缺陷3）合理分配各面加工余量应保证各加工面有足够的余量 某些重要面使其加工余量均匀4）同一方向上的粗基准原则上只允许使用一次课外作业：P51课题：第四节数控加工工艺路线设计课次：第九次教学方法：板书、讲授教学目的及要求：掌握加工方案的选择加工阶段的划分教学重难点：加工方案的选择加工阶段的划分教学小结：加工方案的选择、加工阶段的划分、切削加工顺序的安排原则、工序划分原则加工余量复习旧课：上节我们学习定位基准的选择导入新课：这节我们学习加工方案的选择、加工阶段的划分、切削加工顺序的安排原则、工序划分原则加

30、工余量讲授新课：一、加工方案的选择1. 典型零件表面的加工方法1）外圆面的加工方法常用的有车削和磨削。当表面粗糙度要求较高时，还要经光整加工。 车削是加工外圆表面的主要方法。小批量生产时，在卧式车床上进行；大批量生产时，多采用高效率的液压仿形车床或多刀半自动车床。最终工序为车削的加工方案，适用于除淬火钢以外的各种金属。 磨削是精加工外圆表面的重要方法。最终工序为磨削的加工方案，适用于淬火钢、未淬火钢和铸铁，不适用于有色金属。 对于精度要求高的如精密的主要外圆面还需要光整加工，如研磨、超精磨及超精加工等，为提高生产效率和加工质量，一般在光整加工前进行精磨。 最终工序为精细车或金刚车的加工方案，适

31、用于要求较高的有色金属的精加工。 对表面粗糙度要求高，而尺寸精度要求不高的外圆，可采用滚压或抛光。2）内孔的加工方法有钻孔、扩孔、铰孔、镗孔、拉孔、磨孔和光整加工。一般采用钻、扩、铰，D>20mm的孔采用镗削加工，有些盘类的孔采用拉削加工。精度要求高的孔有时采用磨削加工。3）平面加工平面的加工方法常用的有：刨削、铣削、磨削、车削和拉削。精度要求高的平面还需要经过研磨或刮削加工。 刨削加工的特点是刀具结构简单、机床调整方便。在龙门刨床上可以利用几个刀架，在一次装夹中同时或依次完成若干个表面的加工。精刨还可以代替刮削。 铳削生产率高于刨削，在中批以上生产中多用铳削加工平面。当加工尺寸较大的箱

32、体平面时，常在多轴龙门铣床上，用几把铣刀同时加工几个平面。（如图47） 平面磨削和拉削的加工质量比刨和铳都高。生产批量较大时，平面常用磨削或拉削来精加工。磨削适用于直线度及表面粗糙度要求高的淬硬工件和薄片工件，也适用于未淬硬钢件上面积较大的平面的精加工。但不宜加工塑性较大的有色金属。还常采用组合磨削来精加工平面（图48）。拉削平面适用于大批量生产中的加工质量要求较高且面积较小的平面。 车削主要用于回转体零件的端面的加工，以保证端面与回转轴线的垂直度要求。 最终工序为刮研的加工方案多用于单件小批量生产中配合表面要求高且不淬硬平面的加工。当批量较大时可用宽刀细刨代替刮研。宽刀细刨特别适用于加工象导

33、轨面这样的狭长平面。 最终工序为研磨的加工方案适用于高精度、小表面粗糙度的小型零件的精密平面，如量规等精密量具的表面。二、加工阶段的划分（1）粗加工阶段在这一阶段中要切除大量的加工余量，使毛坯在形状和尺寸上接近零件成品，因此主要目标是提高生产率。（2）半精加工阶段在这一阶段中应为主要表面的精加工作好准备（达到一定加工精度，保证一定的加工余量），并完成一些次要表面的加工（钻孔、攻螺纹、铣键槽等），一般在热处理之前进行。（3）精加工阶段保证各主要表面达到图样规定的尺寸精度和表面粗糙度要求，主要目标是全面保证加工质量。（4）光整加工阶段对于零件上精度要求很高，表面粗糙度值要求很小（1T6及IT6以上

34、，RaW0.2pm）的表面，还需进行光整加工。主要目标是以提高尺寸精度和减小表面粗糙度值为主，一般不用以纠正形状精度和位置精度。（5）超精密加工阶段该阶段是按照超稳定、超微量切除等原则，实现加工尺寸误差和形状误差在O.lpm以下的加工技术。划分加工阶段的目的（1）保证加工质量粗加工造成的加工误差可通过半精加工和精加工逐步得到纠正，保证加工质量。（2）有利于合理使用设备粗加工余量大、切削用量大，要求功率大、刚性好、生产率高，精度要求不高的设备。精加工切削力小，对机床破坏小，可采用精度高的设备。（3）便于安排热处理工序使冷、热加工工序配合得更好例如，粗加工后工件残余应力大，一般要安排去应力热处理（

35、如时效处理），以消除残余应力。精加工前要安排淬火等最终热处理，热处理引起变形又可在精加工中予以消除。（4）便于及时发现毛坯缺陷对毛坯的各种缺陷，如铸件的气孔、夹砂和余量不足等，在粗加工各表面后即可发现，便于及时报废或修补。（5）精加工、光整加工安排在最后，可保护精加工后的表面不受损伤。三、切削加工顺序的安排原则（1）基面先行原则加工一开始，总是先把精基面加工出来，因为定位基准的表面越精确，装夹误差就越小，所以任何零件的加工过程，总是首先对定位基准面进行粗加工和半精加工，必要时还要进行精加工。如果精基面不止一个，按照基面转换的顺序和逐步提高加工精度的原则来安排基面和主要表面的加工。（2）先粗后精

36、原则各个表面的加工顺序按照粗加工半精加工精加工光整加工的顺序依次进行，这样才能逐步提高加工表面的精度和减小表面粗糙度。（3）先主后次原则零件上的工作表面及装配面属于主要表面，应先加工，从而能及早发现毛坯中主要表面可能出现的缺陷。自由表面、键槽、紧固用的螺孔和光孔等表面，属于次要表面，可穿插进行，一般安排在主要表面加工达到一定精度后、最终精加工之前进行。（4）先面后孔原则对于箱体、支架和机体类零件，平面轮廓尺寸较大，一般先加工平面，后加工孔和其他尺寸。（5）先内后外原则即先进行内型内腔加工工序，后进行外形加工工序。（6）上道工序的加工不能影响下道工序的定位与夹紧。（7）以相同安装方式或用同一刀具

37、加工的工序，最好连续进行，以减少重复定位次数。（8）在同一次安装中进行的多道工序，应先安排对工件刚性破坏较小的工序。四、工序划分原则（1）工序集中原则就是指每道工序包括尽可能多的加工内容。将工件的加工，集中在少数几道工序内完成。特点：减少了设备的数量，减少了操作工人和生产面积。减少了工序数目，减少了运输工作量，简化了生产计划工作，缩短了生产周期。减少了工件的装夹次数，不仅有利于提高生产率，而且由于在一次装夹下加工了许多表面，也易于保证这些表面的位置精度。因为采用的专用设备和专用工艺装备数量多而复杂，因此机床和工艺装备的调整、维修费时费事。（2）工序分散原则就是将工件的加工分散在较多的工序内进行

38、。每道工序的加工内容很少，最少时即每道工序仅完成一个简单的工步。特点：采用比较简单的机床和工艺装备。对工人的技术要求低。生产准备工作量小，容易变换产品。设备数量多，工人数量多，生产面积大。在数控机床上加工的零件按工序集中原则划分工序的方法：（1）按所用刀具划分即以同一把刀具完成的那一部分工艺过程为一道工序。加工中心常用这种方法划分工序。（2）按安装次数划分即以每一次装夹完成的那一部分工艺过程作为一道工序。这种方法适合于加工内容不多的工件，加工完成后就能达到待检状态。（3）按粗、精加工划分即以粗加工中完成的那一部分工艺过程为一道工序，精加工中完成的那一部分工艺过程为一道工序。这种划分方法适用于加

39、工后变形较大，需粗、精加工分开的零件，如毛坯为铸件、焊接件或锻件。（4）按加工部位划分即以完成相同型面（如内形、外形、曲面和平面等）的那每一部分工艺过程为一道工序。用于加工表面多而复杂的零件。五、加工余量1. 加工余量是指加工时从加工表面上切去的金属层厚度。加工余量可分为工序余量和总余量。（1）工序余量工序余量是指某一表面在一道工序中被切除的金属层厚度，即为前后相邻两工序的工序尺寸之差。（2）总加工余量是指由毛坯加工成成品过程中，从某一加工表面上切除的金属层总厚度。其值等于某一表面的毛坯尺寸与成品零件图的设计尺寸之差，就称为总加工余量（毛坯余量），即等于各工序余量之和。2. 加工余量的确定加工

40、余量的大小对工件的加工质量和生产效率有较大的影响。余量过大，会造成浪费工时，增加成本；余量过小，会造成废品。确定加工余量的基本原则是在保证加工质量的前提下，尽可能减小加工余量。确定加工余量的方法有三种：（1）经验估计法根据实践经验来估计和确定加工余量。为避免因余量不足而产生废品，所估余量一般偏大，仅用于单件小批生产。（2）查表修正法根据有关手册推荐的加工余量数据，结合本单位实际情况进行适当修正后使用。这种方法目前应用最广。查表时应注意表中的余量值为基本余量值，对称表面的加工余量是双边余量，非对称表面的余量是单边余量。（3）分析计算法根据一定的试验资料和计算公式，对影响加工余量的因素进行分析和综

41、合计算来确定加工余量。目前，只在材料十分贵重，以及军工生产或少数大量生产的工厂中采用。课外作业：P51课题：第五节数控加工工序设计课次：第十一次教学方法：板书、讲授教学目的及要求：机床的选择、确定走刀路线和安排加工顺序、对刀点的选择原则、确定切教学重难点：削用量确定走刀路线和安排加工顺序、对刀点的选择原则、确定切削用量教学小结：初步认识数控车床是怎样工作的复习旧课：上节课我们学习了数控加工工艺路线设计加工方案的选择、加工阶段的划导入新课：分、切削加工顺序的安排原则、工序划分原则加工余量这节课我们继续学习机床的选择、确定走刀路线和安排加工顺序、对刀点讲授新课：的选择原则、确定切削用量一、机床的选

42、择（1）工序节拍适应性机床的类型应与工序的划分原则相适应，再根据加工对象的批量和生产节拍要求来决定。若工序按集中原则划分的，对单件小批生产，则应选择通用机床或数控机床；对大批量生产，则应选择高效自动化机床和多刀、多轴机床。若工序按分散原则划分的，则应选择结构简单的专用机床。（2）形状尺寸适应性机床的主要规格尺寸应与工件的外形尺寸和加工表面的有关尺寸相适应。即小工件则选小规格的机床加工，大工件则选大规格的机床加工。另外，所选用的数控机床必须能适应被加工零件的形状尺寸要求。如加工空间曲面形状的叶片，往往要选择四轴或五轴联动数控铣床或加工中心。（3）加工精度适应性机床的精度与工序要求的加工精度相适应

43、。如精度要求低的粗加工工序，应选用精度低的机床；精度要求高的精加工工序，应选用精度高的机床。应根据加工精度要求合理选择，保证有三分之一的储备量。二、确定走刀路线和安排加工顺序走刀路线就是刀具在整个加工工序中的运动轨迹，它不但包括了工步的内容，也反映出工步顺序。走刀路线是编写程序的依据之一。确定走刀路线时应注意以下几点：1 、寻求最短加工路线2 、最终轮廓一次走刀完成为保证工件轮廓表面加工后的粗糙度要求，最终轮廓应安排在最后一次走刀中连续加工出来。3 、选择切入切出方向考虑刀具的进、退刀（切入、切出）路线时，刀具的切出或切入点应在沿零件轮廓的切线上，以保证工件轮廓光滑；应避免在工件轮廓面上垂直上

44、、下刀而划伤工件表面；尽量减少在轮廓加工切削过程中的暂停（切削力突然变化造成弹性变形），以免留下刀痕，4、选择使工件在加工后变形小的路线对横截面积小的细长零件或薄板零件应采用分几次走刀加工到最后尺寸或对称去除余量法安排走刀路线。安排工步时，应先安排对工件刚性破坏较小的工步。三、确定定位和夹紧方案在确定定位和夹紧方案时应注意以下几个问题：（1）尽可能做到设计基准、工艺基准与编程计算基准的统一；（2）尽量将工序集中，减少装夹次数，尽可能在一次装夹后能加工出全部待加工表面；（3）避免采用占机人工调整时间长的装夹方案；（4）夹紧力的作用点应落在工件刚性较好的部位。四、对刀点的选择原则如下：（1）所选的

45、对刀点应使程序编制简单；（2）对刀点应选择在容易找正、便于确定零件加工原点的位置；（3）对刀点应选在加工时检验方便、可靠的位置；（4）对刀点的选择应有利于提高加工精度。五、确定切削用量对于高效率的金属切削机床加工来说，被加工材料、切削刀具、切削用量是三大要素。这些条件决定着加工时间、刀具寿命和加工质量。经济的、有效的加工方式，要求必须合理地选择切削条件。编程人员在确定每道工序的切削用量时，应根据刀具的耐用度和机床说明书中的规定去选择。在选择切削用量时要充分保证刀具能加工完一个零件，或保证刀具耐用度不低于一个工作班，最少不低于半个工作班的工作时间。背吃刀量主要受机床刚度的限制，在机床刚度允许的情

46、况下，尽可能使背吃刀量等于工序的加工余量.对于表面粗糙度和精度要求较高的零件，要留有足够的精加工余量，数控加工的精加工余量可比通用机床加工的余量小一些。课外作业：P511314课题：第三章数控机床夹具第一节机床夹具概述课次：第十二次教学方法：板书、讲授教学目的及要求：机床夹具的种类和结构、数控加工夹具的特点教学重难点：机床夹具的种类和结构教学小结：初步认识数控车床是怎样工作的复习旧课：上一章我们学习了数控加工工艺的一系列概念导入新课：从这节课开始，我们学习数控机床的夹具讲4SSLAT、田授新课：一、机床夹具的组成机床夹具的种类和结构虽然繁多，但它们的组成均可概括为以下几个部分，这些组成部分既相

47、互独立又相互联系。(1) 定位元件定位元件保证工件在夹具中处于正确的位置。如图3-2所示，钻后盖上的010mm孔，其钻夹具如图3-3所示。夹具上的圆柱销5、菱形销9和支承板4都是定位元件，通过它们使工件在夹具中占据正确的位置。(2) 夹紧装置夹紧装置的作用是将工件压紧夹牢，保证工件在加工过程中受到外力(切削力等)作用时不离开已经占据的正确位置。图3-3中的螺杆8(与圆柱销合成一个零件)、螺母7和开口垫圈6就起到了上述作用。(3) 对刀或导向装置对刀或导向装置用于确定刀具相对于定位元件的正确位置。如图3-3中钻套l和钻模板2组成导向装置，确定了钻头轴线相对定位元件的正确位置。铣床夹具上的对刀块和

48、塞尺为对刀装置。(4) 连接元件连接元件是确定夹具在机床上正确位置的元件。如图3-3中夹具体3的底面为安装基面，保证了钻套1的轴线垂直于钻床工作台以及圆柱销5的轴线平行于钻床工作台。因此，夹具体可兼作连接元件。车床夹具上的过渡盘、铣床夹具上的定位键都是连接元件。(5) 夹具体夹具体是机床夹具的基础件，如图3-3中的件3，通过它将夹具的所有元件连接成一个整体。(6) 其它装置或元件它们是指夹具中因特殊需要而设置的装置或元件。多个表面时，常设置分度装置；为了能方便、准确地定位，常设置预定位装置；对于大型夹具，常设置吊装元件应用机床夹具，有利于保证工件的加工精度、稳定产品质量；有利于提高劳动生产率和

49、降低成本；有利于改善工人劳动条件，保证安全生产；有利于扩大机床工艺范围，实现“一机多用”。二、夹具的概念及作用数控机床夹具的类型和特点(1) 按夹具的使用特点分类根据夹具在不同生产类型中的通用特性，机床夹具可分为通用夹具、专用夹具、可调夹具、组合夹具和拼装夹具五大类。 通用夹具已经标准化的可加工一定范围内不同工件的夹具，称为通用夹具，其结构、尺寸已规格化，而且具有一定通用性，如三爪自定心卡盘、机床用平口虎钳、四爪单动卡盘、台虎钳、万能分度头、顶尖、中心架和磁力工作台等。这类夹具适应性强，可用于装夹一定形状和尺寸范围内的各种工件。这些夹具已作为机床附件由专门工厂制造供应，只需选购即可。其缺点是夹

50、具的精度不高，生产率也较低，且较难装夹形状复杂的工件，故一般适用于单件小批量生产中。 专用夹具专为某一工件的某道工序设计制造的夹具，称为专用夹具。在产品相对稳定、批量较大的生产中，采用各种专用夹具，可获得较高的生产率和加工精度。专用夹具的设计周期较长、投资较大。专用夹具一般在批量生产中使用。除大批大量生产之外，中小批量生产中也需要采用一些专用夹具，但在结构设计时要进行具体的技术经济分析。 可调夹具某些元件可调整或更换，以适应多种工件加工的夹具，称为可调夹具。可调夹具是针对通用夹具和专用夹具的缺陷而发展起来的一类新型夹具。对不同类型和尺寸的工件，只需调整或更换原来夹具上的个别定位元件和夹紧元件便

51、可使用。它一般又可分为通用可调夹具和成组夹具两种。前者的通用范围比通用夹具更大；后者则是一种专用可调夹具，它按成组原理设计并能加工一族相似的工件，故在多品种，中、小批量生产中使用有较好的经济效果。 组合夹具采用标准的组合元件、部件，专为某一工件的某道工序组装的夹具，称为组合夹具。组合夹具是一种模块化的夹具。标准的模块元件具有较高精度和耐磨性，可组装成各种夹具。夹具用毕可拆卸，清洗后留待组装新的夹具。由于使用组合夹具可缩短生产准备周期，元件能重复多次使用，并具有减少专用夹具数量等优点，因此组合夹具在单件，中、小批量多品种生产和数控加工中，是一种较经济的夹具。 拼装夹具用专门的标准化、系列化的拼装

52、零部件拼装而成的夹具，称为拼装夹具。它具有组合夹具的优点，但比组合夹具精度高、效能高、结构紧凑。它的基础板和夹紧部件中常带有小型液压缸。此类夹具更适合在数控机床上使用。(2) 按使用机床分类夹具按使用机床不同，可分为车床夹具、铣床夹具、钻床夹具、镗床夹具、齿轮机床夹具、数控机床夹具、自动机床夹具、自动线随行夹具以及其他机床夹具等。(3) 按夹紧的动力源分类夹具按夹紧的动力源可分为手动夹具、气动夹具、液压夹具、气液增力夹具、电磁夹具以及真空夹具等。2数控加工夹具的特点作为机床夹具，首先要满足机械加工时对工件的装夹要求。同时，数控加工的夹具还有它本身的特点。这些特点是：(1) 数控加工适用于多品种

53、、中小批量生产，为能装夹不同尺寸、不同形状的多品种工件，数控加工的夹具应具有柔性，经过适当调整即可夹持多种形状和尺寸的工件。(2) 传统的专用夹具具有定位、夹紧、导向和对刀四种功能，而数控机床上一般都配备有接触试测头、刀具预调仪及对刀部件等设备，可以由机床解决对刀问题。数控机床上由程序控制的准确的定位精度，可实现夹具中的刀具导向功能。因此数控加工中的夹具一般不需要导向和对刀功能，只要求具有定位和夹紧功能，就能满足使用要求，这样可简化夹具的结构。(3) 为适应数控加工的高效率，数控加工夹具应尽可能使用气动、液压、电动等自动夹紧装置快速夹紧，以缩短辅助时间。(4) 夹具本身应有足够的刚度，以适应大

54、切削用量切削。数控加工具有工序集中的特点，在工件的一次装夹中既要进行切削力很大的粗加工，又要进行达到工件最终精度要求的精加工，因此夹具的刚度和夹紧力都要满足大切削力的要求。(5) 为适应数控多方面加工，要避免夹具结构包括夹具上的组件对刀具运动轨迹的干涉，夹具结构不要妨碍刀具对工件各部位的多面加工。(6) 夹具的定位要可靠，定位元件应具有较高的定位精度，定位部位应便于清屑，无切屑积留。如工件的定位面偏小，可考虑增设工艺凸台或辅助基准。(7) 对刚度小的工件，应保证最小的夹紧变形，如使夹紧点靠近支承点，避免把夹紧力作用在工件的中空区域等。当粗加工和精加工同在一个工序内完成时，如果上述措施不能把工件

55、变形控制在加工精度要求的范围内，应在精加工前使程序暂停，让操作者在粗加工后精加工前变换夹紧力(适当减小)，以减小夹紧变形对加工精度的影响。课外作业：P80课题：第二节工件的定位课次：第十四次教学方法：板书、讲授教学目的及要求：工件的定位及定位元件教学重难点：工件的定位及定位元件教学小结：一个尚未定位的工件，其空间位置是不确定的，正确的定位，才能加工工复习旧课：件上节课我们介绍了一系列夹具，那夹具怎样使用呢？导入新课：这节课我就为大家介绍如何定位工件，只有把它固定在机床上，我们才能讲授新课：一、工件定位加工工件一个尚未定位的工件，其空间位置是不确定的，均有六个自由度，如图3-4所示，即沿空间坐标轴X、y、z三个方向的移动和绕这三个坐标轴的转动（分别以X、歹、Z;和X、Y、Z表示）。x、y、z图3-4工件的六个自由度图3-5长方体形工件的定位定位，就是限制自由度。如图3-5所示的长方体工件，欲使其完全定位，可以设置六个固定点，工件的三个面分别与这些点保持接触，在其底面设置三