数控相关知识点.课件

1、一、数控加工过程制定工艺阅读零件工艺分析数控编程程序传输选择并确定进行数控加工的内容 数控加工的工艺分析 零件图形的数学处理及编程尺寸设定值的确定 制定数控加工工艺方案确定工步和进给路线选择数控机床的类型 选择和设计刀具、夹具与量具确定切削参数编写、校验和修改加工程序首件试加工与现场问题处理 数控加工工艺技术文件的定型与归档 一、数控加工过程零件的数控加工程序编制与加工根据给定的零件轮廓尺寸和毛坯形状、按照手工编程的步骤，编制数控加工（包括粗、精加工）程序，并在数控机床上实现其加工。具体设计内容包括工艺路线及走刀轨迹的设计、轨迹的坐标计算、数控加工程序编制、数控机床上的调试运行。课程设计说明书

2、课程设计说明书是对所进行的课程设计过程、内容和结果的阐述和说明，要求文字简洁通顺、条理清晰、阐述正确，字数不少于3000字。 二、数控技术课程设计的主要内容 （一）零件图的工艺分析 1、零件图分析（1）尺寸标注方法分析 注意基准统一原则，减少累积误差。（2）零件图的完整性与正确性分析 几何图素条件要求充分。（3）零件技术要求分析 尺寸精度、形状精度、位置精度、表面粗糙度、热处理等都会影响工艺方案。同时考虑安装、刀具、切削用量。（4）零件材料分析 材料影响价格、切削用量、工艺方案。二、数控加工工艺设计的主要内容 2、零件的结构工艺性分析（1）采用统一的几何类型和尺寸，减少换刀，提高效率，减少成本

3、。（2）内槽圆角影响刀具的选择，应大些。二、数控加工工艺设计的主要内容 （3）槽底圆角应小些，提高工艺性和效率。（4）统一基准定位，减少定位误差。（5）减少刀具数量，减低成本和减少定位误差。R越大，加工平面能力越差。二、数控加工工艺设计的主要内容 （二）加工方法的选择1、外圆表面加工方法的选择 二、数控加工工艺设计的主要内容 2、内孔表面加工方法的选择二、数控加工工艺设计的主要内容 1、40H7孔粗糙度要求较高，选择钻孔粗镗（或扩孔）半精镗精镗方案。2、13和22孔没有尺寸公差要求，粗糙度要求不高，选择钻孔锪孔方案。二、数控加工工艺设计的主要内容 3、平面加工方法的选择 二、数控加工工艺设计的

4、主要内容 4、平面轮廓和曲面轮廓加工方法的选择 对平面外轮廓，采用数控铣削。对曲率半径较小的平面内轮廓，采用线切割。方法有数控铣削、线切割及磨削等 对曲面轮廓，采用数控铣削。二、数控加工工艺设计的主要内容 （三）工序的划分1.工序划分的原则 工序集中原则（数控加工常采用的原则）：减少设备投入，减少安装次数、有利于保证加工精度。调整麻烦，生产周期长。 工序分散原则：设备投入成本大，生产效率高。二、数控加工工艺设计的主要内容 2.工序划分方法 考虑生产纲领、设备、零件结构和技术要求。要求遵循以下原则： （1）按所用刀具划分。如加工中心，减少换刀次数。 （2）按安装次数划分。减少定位误差。 （3）按

5、粗、精加工划分。减少误差复映，提高加工精度。 （4）按加工部位划分。减少空行程，提高效率。（四）定位与夹紧方式的确定正确选用定位方案和夹紧方式是保证加工精度的条件。要求：基准重合、减少安装次数、避免采用占机调整方式。（五）加工顺序的安排1、基面先行原则：减少定位误差。2、先粗后精原则：减少误差复映。3、先主后次原则：减少不必要的浪费。4、先面后孔：避免切削变形，保证孔的加工精度。5、先近后远原则：减少空行程，提高效率。二、数控加工工艺设计的主要内容 （六）确定走刀路线和工步顺序走刀路线是刀具刀位点在整个加工工序中的运动轨迹，它不但包含了工步的内容，也反映了工步的顺序。走刀路线的确定非常重要，因

6、为它与零件的加工精度和表面质量密切相关。二、数控加工工艺设计的主要内容 铣削外轮廓的切入切出路径铣削外圆的切入切出路径走刀路线确定原则：1、应能保证零件的加工精度和表面粗糙度要求。铣削平面零件外轮廓时，刀具的切入、切出应沿轮廓切线方向进行，避免在工件表面形成接刀痕。且注意留有切入长度和切出长度。 二、数控加工工艺设计的主要内容 铣削内圆的切入切出路径铣削内轮廓的切入切出路径铣削平面零件内轮廓时，刀具切入、切出点应选择在轮廓两几何元素的交点处。若无交点，刀具切入、切出点应远离拐角，或选择圆弧切入、切出。 二、数控加工工艺设计的主要内容 铣削无交点内轮廓的切入切出路径从拐角切入、切出，容易产生过切

7、现象。从直线中间圆弧切入、切出。二、数控加工工艺设计的主要内容 确定孔加工路线时，若孔的位置精度要求较高，加工路线的定位方向应保持一致。无反向误差的加工路线存在反向误差的加工路线XXYY二、数控加工工艺设计的主要内容 车螺纹时，为保证螺距的准确，应避免在进给机构的加速和减速过程中切削，故应有引入距离和超越距离。引入距离超越距离二、数控加工工艺设计的主要内容 常见的切削进给路线行切法：刀具沿某一方向（如X）进行切削，沿另一方向进给，来回往复切削去除加工余量。环切法：刀具沿与精加工轮廓平行的路线进行切削，从外向内或从内向外，呈环状逐步去除加工余量。行切法切削进给路线环切法切削进给路线二、数控加工工

8、艺设计的主要内容 最终轮廓应一次走刀连续完成。 行切法在两次走刀的起点和终点间留下残留高度，达不到要求的表面粗糙度。先用行切法，最后沿周向环切一刀，光整轮廓表面，能获得较好的效果。 环切法，效果也较好，但加工时间较长。铣削内腔的三种走刀路线 二、数控加工工艺设计的主要内容 根据加工质量要求和工件毛坯的质量及材料，选择好铣削的方式（顺铣或逆铣）。二、数控加工工艺设计的主要内容 2、寻求最短走刀路线，减少空行程，提高效率。先加工完外圈孔后，再加工内圈孔，时间较长。交错加工内、外圈孔，减少空刀时间。 零件样图 孔加工最短走刀路线选择二、数控加工工艺设计的主要内容 工步起点与对刀点重合，空行程长。工步

9、起点与对刀点分离，空行程短。粗车矩形循环进给路线选择二、数控加工工艺设计的主要内容 仿形进给路线，用于铸、锻件毛坯时进给路线较短。三角形进给路线，适用于棒料毛坯，进给路线较长。矩形进给路线，适用于棒料毛坯，进给路线较短。粗车进给路线选择二、数控加工工艺设计的主要内容 3、应使数值计算简单，以减少编程工作量。4、应选择使工件加工变形小的走刀路线。 对薄板类零件应采用分层切削或对称切削的走刀路线。二、数控加工工艺设计的主要内容 （七）切削用量的选择1、切削用量的选择原则 考虑切削力、切削功率、刀具磨损、加工质量和加工成本。（1）粗加工时切削用量的选择原则： 主要考虑保证提高效率和刀具耐用度。 背吃

10、刀量 进给量 切削速度（2） 精加工时的切削用量的选择原则： 主要考虑保证加工精度和表面粗糙度，其次是刀具耐用度和效率。 背吃刀量 进给量 切削速度二、数控加工工艺设计的主要内容 2、切削用量的选择方法 （1）背吃刀量的选择（常规加工条件下） CK6140机床车削工艺时： 粗车：3mm 半精加工：30.5mm 精加工： 0.50.05mm二、数控加工工艺设计的主要内容 XK714机床铣削工艺时： 粗铣：X、Y方向取刀具直径的75% Z方向取刀具半径的1/41/6 半精加工：X、Y方向取刀具直径的50% Z方向取刀具半径的1/41/6 精加工：X、Y方向取0.10.5mm Z方向取0.10.3m

11、m（2）进给量（进给速度） 的选择主要根据零件的表面粗糙度、加工精度、刀具和工件的材料、刀具的刃数等因素选择。 车削加工时： 粗加工：0.30.5mm/r 半精加工：0.150.25mm/r 精加工：0.050.15mm/r二、数控加工工艺设计的主要内容 铣削加工时： Vf = fzZn=（0.050.18）Zn 进给速度=每刃切削量刀具刃数主轴转速刀具小时取小端数值，刀具大时取大端数值。每种规格的刀具每刃切削量变化在0.010.03的范围内，刃数少时取偏大的值，刃数多时取偏小的数值。精加工时取刃数多的刀具，粗加工时取刃数少的刀具。 二、数控加工工艺设计的主要内容 （3）切削速度的选择 根据已

12、经选定的背吃刀量、进给量、刀具材料和刀具耐用度等选择。 n =1000 Vc/D主轴转速=1000切削线速度/（刀具直径或工件直径） 高速钢刀具： 粗加工：V 15m/min 半精加工：V 25m/min 精加工：V 45m/min 硬质合金刀具： 粗加工：V 30m/min 半精加工：V 50m/min 精加工：V 100m/min 陶瓷刀具：510倍的硬质合金刀具 二、数控加工工艺设计的主要内容 （八）对刀点与换刀点的确定对刀点加工零件时刀具相对于工件运动的起始点。对刀点的选择原则便于数字处理和简化编程。容易找正、便于检查。引起的加工误差小。二、数控加工工艺设计的主要内容 2、换刀点的确定

13、换刀点指刀架转位换刀时的位置。 换刀点选择原则：换刀点应设在工件或夹具的外部，刀架转位时刀具不与其他部位干涉为原则。 1、对刀点的确定（九）高速切削加工技术 高速切削的切削速度比常规切削速度高510倍以上。高速切削加工技术体系是机床、刀具、工件、加工工艺、切削过程监控、切削机理等诸多方面的有机集成。 1、特点切削力随着切削速度的提高而下降；切削产生的热量绝大部分被切屑带走；加工表面质量提高；在高速切削范围内，机床的激振频率远离工艺系统的固有频率范围。 二、数控加工工艺设计的主要内容 2、优点有利于提高生产效率；有利于改善工件的加工精度和表面质量；有利于减少模具加工中的手工抛光；有利于减小工件变

14、形；有利于使用小直径刀具；有利于加工薄壁零件和脆性材料；有利于加工较大零部件。3、加工材料适于高速切削加工的工件材料包括铝合金、钢、铸铁、铅、铜及铜合金 ，此外还包括模具钢、钛合金、不锈钢、镍基合金、纤维增强合成树脂等难加工材料。 二、数控加工工艺设计的主要内容 常用工件材料的高速切削速度范围表(m/min)二、数控加工工艺设计的主要内容 应用范围目前，高速切削加工技术主要应用于车削和铣削工艺，今后将涵盖所有的传统加工范畴，从粗加工到精加工，从车削、铣削到镗削、钻削、拉削、铰削、攻丝、滚齿等。航空制造业、模具制造业、汽车制造业等行业均已积极采用高速切削加工技术。 二、数控加工工艺设计的主要内容

15、 三、刀具的类型及选用与传统加工方法相比，数控加工对刀具的要求更高。尤其在刀具的刚性及耐用度方面较传统加工更为严格。还要求刀具精度高，尺寸稳定，安装调整方便。 要注意对工件的结构及工艺性认真分析，结合机床加工能力、工件材料及工序内容等综合考虑。1刀具材料的选择当前使用的金属切削刀具材料主要有五类：高速钢、硬质合金、陶瓷、立方氮化硼（CBN）、聚晶金刚石。（各种刀具材料的特性和用途）根据数控加工对刀具的要求，选择刀具材料的一般原则是尽可能选用硬质合金刀具。（常见的牌号）刀具材料的特性和用途 材料主要特性用途优点高速钢（HSS）比工具钢硬低速或不连续切削刀具寿命较长，加工的表面较平滑高性能高速钢强

16、韧、抗边缘磨损性强可粗切或精切几乎任何材料，包括铁、钢、不锈钢、高温合金、非铁和非金属材料切削速度可比高速钢高，强度和韧性较粉末冶金高速钢好粉末冶金高速钢良好的抗热性和抗碎片磨损切削钢、高温合金、不锈钢、铝、碳钢及合金钢和其他不易加工的材料切削速度可比高性能高速钢高15硬质合金耐磨损、耐热可锻铸铁、碳钢、合金钢、不锈钢、铝合金的精加工寿命比一般传统碳钢高20倍陶瓷高硬度、耐热冲击性好高速粗加工，铸铁和钢的精加工也适合加工有色金属和非金属材料不适合加工铝、镁、钛及其合金高速切削速度可达5000m/s立方氮化硼CBN超强硬度和耐磨性好硬度大于450 HBW材料的高速切削刀具寿命长聚晶金刚石超强硬度

17、和耐磨性好粗切和精切铝等有色金属和非金属材料刀具寿命长三、刀具的类型及选用从刀具的结构应用方面，数控加工应尽可能采用镶块式机夹可转位刀片以减少刀具磨损后的更换和预调时间。（1）铣刀的选择刀具的尺寸要与被加工工件的表面尺寸和形状相适应：粗铣平面时，因切削力大，故宜选较小直径的铣刀，以减少切削扭矩；精铣时，可选大直径铣刀，并尽量包容工件加工面的宽度，以提高效率和加工表面质量。2刀具的选择三、刀具的类型及选用数控钻孔一般无钻模，钻孔刚度差，应使钻头直径D满足LD5(L为钻孔深度)。钻大孔时，可采用刚度较大的硬质合金扁钻；钻浅孔时(LD2)宜采用硬质合金的浅孔钻，以提高效率和加工质量。钻孔是应选用大直

18、径钻头或中心钻先锪一个内堆坑，作为钻头切人时的定心锥面，再用钻头钻孔，所锪的内锥面也是孔口的倒角。有硬皮时，可用硬质合金铣刀先铣去孔口表皮，再锪锥孔和钻孔。（2）孔加工刀具的选择三、刀具的类型及选用精铰孔可采用浮动铰刀，但铰前孔口要倒角。镗孔一般是悬臂加工，应尽量采用对称的两刃或两刃以上的镗刀头进行切削，以平衡径向力，减轻镗削振动。对阶梯孔的镗削加工采用组合镗刀，以提高镗削效率。精镗宜采用微调镗刀。选择镗刀主偏角接近90，大于75。镗孔加工除刀片与刀具选择，主要的问题是镗杆的刚度，应尽可能选择较粗(接近镗孔直径)的刀杆，尽可能选短的刀杆臂，以防止或消除振动。三、刀具的类型及选用圆柱形铣刀：一般

19、用于加工较窄的平面。立铣刀：用于加工各种凹槽、台阶面以及成形表面；其主切削刃位于圆周面上，端面上的切削刃是副切削刃，故切削时一般不宜沿轴线方向进给。键槽铣刀：用于加工封闭键槽。外形类似立铣刀，有两个刀齿，端面切削刃为主切削刃，圆周的切削刃是副切削刃。模具铣刀：属于立铣刀类，主要用于加工模具型腔或凸模成形表面。3）平面铣刀的种类和选择常用铣刀的种类三、刀具的类型及选用选取刀具时，要使刀具的尺寸与被加工工件的表面尺寸和形状相适应。生产中，平面零件周边轮廓的加工，常采用立铣刀。铣削平面时，应选硬质合金刀片铣刀；加工凸台、凹槽时，选高速钢立铣刀；加工毛坯表面或粗加工孔时，可选镶硬质合金的玉米铣刀。 铣

20、削刀具的选择三、刀具的类型及选用 直径do，宽度(或长度)L及齿数Z。刀具半径r应小于零件内轮廓面的最小曲率半径，取r=(0.80.9)。零件加工高度H(1416)r，保证刀具有足够的刚度。对不通孔(深槽)，选取L=H+(510)mm(L为刀具切削部分长度，H为零件高度)。加工通孔及通槽，选L=Hrc+(510)mm(rc为刀尖角半径)。粗加工内轮廓面时，铣刀最大直径Dt可按下式计算：式中：D是轮廓最小凹圆角直径，是圆角邻边夹角等分线上的槽加工余量，1是精加工余量，是回角两邻边的夹角。 铣刀的主要结构参数有：三、刀具的类型及选用铣刀直径D是铣刀的基本结构参数，大小对铣削过程和铣刀制造成本有直接

21、影响。选择较大铣刀直径，可以采用较粗的心轴，提高加工系统刚性，切削平稳，加工表面质量好，还可增大容屑空间，提高刀齿强度，改善排屑条件。另外，刀齿不切削时间长，散热好，可采用较高的铣削速度。在保证足够的容屑空间及刀杆刚度的前提下，宜选择较小的铣刀直径。某些情况下则由工件加工表面尺寸确定铣刀直径。例如，铣键槽时，铣刀直径应等于槽宽。铣刀齿数对生产效率和加工表面质量有直接影响。同一直径的铣刀，齿数愈多，同时切削的齿数也愈多；使铣削过程较平稳，因而可获得较好的加工质量。一般按工件材料和加工性质选择铣刀的齿数。三、刀具的类型及选用（一）数控车削加工典型零件工艺分析实例（二）数控铣削加工典型零件工艺分析实

22、例四、典型零件数控加工工艺分析实例（一）数控车削加工典型零件工艺分析实例 轴承套数控车削加工工艺（单件小批量生产），所用机床为CJK6240。四、典型零件数控加工工艺分析实例1、零件图工艺分析采取以下工艺措施：1）编程时取基本尺寸。2）先加工左、右端面。3）内孔尺寸较小，镗120锥孔、32孔及15斜面时需掉头装夹。四、典型零件数控加工工艺分析实例2、确定装夹方案1）内孔加工时以外圆定位，用三爪自动定心卡盘夹紧。2）加工外轮廓时，需要设一圆锥心轴装置，用三爪卡盘夹持心轴左端，心轴右端留有中心孔并用尾座顶尖顶紧。外轮廓车削装夹方案 四、典型零件数控加工工艺分析实例3、确定加工顺序及走刀路线先加工内孔各表面，再加工外轮廓表面。由于该零件为单件小批量生产，外轮廓表面车削走刀路线可沿零件轮廓顺序进行。外轮廓加工走刀路线 四、典型零件数控加工工艺分析实例4、刀具选择 四、典型零件数控加工工艺分析实例5、切削用量选择 根据被加工表面质量要求、刀具材料和工件材料，参考切削用量手册或有关