数控加工工艺设计培训课件

项目二数控加工工艺设计任务一拟定简单零件加工的工艺流程任务二分析复杂零件加工的工艺任务三设计数控加工的工艺路线任务四设计数控加工的工序任务五制作数控加工的工艺文件拓展实训本章难点回顾项目要点：1.掌握数控加工的工艺特点与内容；2.理解数控加工的工艺分析方法及工艺路线；3.掌握数控加工的工序设计及工艺文件。任务一拟定简单零件加工的工艺流程一、任务引入二、任务分析三、知识准备四、任务实施五、任务评价一、任务引入1.任务描述：如图2-1所示有一阶梯轴零件需要加工，本任务要求先拟定该零件的加工流程。图2-1阶梯轴简图2.知识目标：（1）了解数控加工的工艺特点；（2）掌握数控加工的工艺的流程。3.技能目标熟练掌握数控加工的工艺特点与流程。二、任务分析1.机械制造中的工艺基本理论为基础；2.结合数控机床的特点；3.综合多方面的知识以解决数控加工中的工艺问题。三、知识准备

(一)数控加工的工艺特点

(1)数控加工工艺内容要求更具体、详细

(2)数控加工工艺要求更严密、精确

(3)数控加工零件图形的数学处理和编程尺寸设定值的计算

(4)考虑进给速度对零件形状精度的影响

(5)强调刀具选择的重要性

(6)数控加工工艺的特殊要求

(7)数控加工程序的编写、校验与修改（二）数控加工的工艺内容1.数控加工工艺的概念2.数控加工工艺的流程1)通过数控加工的适应性分析选择并确定进行数控加工零件的内容。2)结合加工表面的特点和数控设备的功能对零件进行数控加工工艺分析。3)进行数控加工工艺设计。4)根据编程的需要，对零件图形进行数学处理和计算。5)编写加工程序单。6)按照程序单制作控制介质。7)检验与修改加工程序。8)首件试加工以进一步修改加工程序，并对现场问题进行处理。9)编制数控加工工艺技术文件，如数控加工工序卡、程序说明卡、走刀路线图等。四、任务实施表2-1阶梯轴数控加工工艺的主要流程小批量生产的工艺过程工序号工序内容设备1车两端面，钻中心孔车床2车外圆、车槽和车倒角车床3铣键槽、去毛刺铣床、钳工4磨外圆磨床大批量生产的工艺过程工序号工序内容设备1两端同时铣端面、钻中心孔专用机床2车一端外圆、车槽和车倒角车床3车另一端外圆、车槽和车倒角车床4铣键槽铣床5去毛刺钳工台或专门毛刺去除机6磨外圆磨床【知识延伸】数控加工内容容的选择1.选择数控加工工的内容（1）普通机床无无法加工的。。（2）普通机床难难加工，质量量也难以保证证的。（3）普通机床加加工效率低，，工人手工操操作劳动强度度大的。下列一些加工工内容则不宜宜选择数控加加工：（1）需要用较长长时间占机调调整的加工内内容。（2）加工余量极极不稳定，无无法自动调整整零件坐标位位置的。（3）不能在一次次安装中加工工完成的零星星分散部位.（4）由某些特定定的样板、样样件、模块等等为依据加工工的型面轮廓廓。任务二分分析复杂零件件加工的工艺艺一、任务引入入二、任务分析析三、知识准备备四、任务实施施五、任务评价价任务二分分析复杂零件件加工的工艺艺一、任务引入入图2-3上中介轴在装装配图中的位位置上中介轴是一一个薄壁轴类类零件，其结结构形状属中中等复杂零件件，现需要分分析该零件的的加工工艺。。2.知识目标：（1）学会对零件件图的尺寸分分析和对零件件的结构分析析；（2）学会正确地地选用毛坯，，并掌握加工工余量的计算算；（3）掌握数控加加工的定位基基准的选择。。3.技能目标：熟练掌握数控控加工的工艺艺分析方法。。二、任务分析析主要从三个方方面进行工艺艺分析。1.从零件图样2.毛坯选择3.基准选择三、知识准备备（一）零件图图样的工艺性性分析1.零件图的尺寸寸分析(1)检查零件图的的完整性和正正确性(2)零件的技术要要求分析(3)零件的材料分分析(4)合理的标注尺尺寸图2-4直接标注重要要尺寸图图2-5键槽深度的标标注图图2-6孔中心距的标标注图2-7按加工顺序标标注自由尺寸寸图2-8按加工顺序标标注自由尺寸寸（二）零件结结构的工艺性性分析1.有利于达到所所要求的加工工质量（1）合理确定零零件的加工精精度与表面质质量（2）保证位置精精度的可能性性图2-9有利于保证位位置精度的工工艺结构2．有利于减少少加工劳动量量(1)尽量减少不必必要的加工面面积图2-10减少轴承座底底面加工面积积a)错误b)正确(2)尽量避免或简简化内表面的的加工图2-11避免深孔加工工的方法图图2-12将内表面转化化为外表面加加工a)错误b)正确a)错误b)正确图2-13将内沟槽转化化为外沟槽加加工a)错误b)正确1、2—工件3．有利于提高高劳动生产率率（1）零件的有关关尺寸应力求求一致并能用用标准刀具加加工图2-14退刀槽尺寸一一致a)错误b)正确图2-15凸台高度相等等a)错误b)正确图2-16便于采用标准准钻头a)错误b)正确（2）减少零件的的安装次数图2-17钻孔方向一致致图图2-18键槽方位一致致a)错误b)正确a)错误b)正确（3）零件的结构构应便于加工工图2-19应留有越程槽槽图图2-20应留有退刀槽槽a)错误b)正确a)错误b)正确图2-21钻头应能接近近加工表面图2-22避免在斜面上上钻孔和钻头头单刃切削a)错误b)正确a)错误b)正确（4）避免在斜面面上钻孔和钻钻头单刃切削削（5）便于多刀加加工图2-23便于多刀加工工a)错误b)正确（三）毛坯选选择分析1.常用毛坯的种种类2.毛坯的选择原原则（1）零件的材料料的工艺特性性和力学性能能（2）零件的结构构形状与外形形尺寸（3）生产纲领（4）现有生产条条件（5）充分利用新新工艺、新材材料（四）定位基基准的选择与与分析1.粗基准的选择择图2-24选择不加工的的表面为粗基基准图2-25选择加工余量量小的表面为为粗基准图2-26车床床身的加加工2.精基准的选择择图2-27小轴的加工图2-29机床导轨面““自为基准"加工图2-30轴承座零件图图图图2-31以齿形定位磨磨削孔图2-32锻压机立柱加加工精基准的的选择四、任务实施施（一）毛坯的的制造形式（二)加工方法的选选择(三)加工阶段的划划分(四)工序的集中与与分散(五)定位基准的选选择任务三设设计数控加工工的工艺路线线一、任务引入入二、任务分析析三、知识准备备四、任务实施施五、任务评价价一、任务引入入1.任务描述车间需生产一一批阶梯轴零零件，零件图图如图2-34所示，现需完完成以下工作作。（1）编制该零件件数控车削加加工的工艺路路线。（2）生产纲领：：50件；材料为45钢。图2-34阶梯轴零件图图2.知识目标：（1）掌握合理选选择加工表面面的加工方法法；（2）掌握工序划划分的原则选选择；（3）掌握合理划划分、安排零零件的加工工工序。3.技能目标：（1）会划分加工工阶段（2）会安排加工工工序；（3）掌握工艺路路线的设计方方法。二、任务分析析1.选择各加工表表面的加工方方法2.划分加工阶段段3.划分工序以安安排工序的先先后顺序三、知识准备备（一）表面加加工方法的选选择1．选择相应能能获得经济精精度和经济表表面粗糙度的的方法2．工件的结构构形状和尺寸寸大小3．工件材料的的力学性能及及热处理的影影响4．结合生产类类型考虑生产产率与经济性性5．现有生产条条件表2-5外圆柱面加工工方法0.012～0.1（或0.006～0.0.025（或0.006～0.1（或序号加工方法经济精度(公差等级表示)经济表面粗糙度值适用范围1粗车IT11～IT1312.5～50适用于淬火钢以外的各种金属2粗车—半精车IT8～IT103.2～6.33粗车—半精车—精车IT7～IT80.8～1.64粗车—半精车—精车—滚压（或抛光）IT7～IT80.025～0.25粗车—半精车—磨削IT7～IT80.4～0.8主要用于淬火钢，也可用于未淬火钢，但不宜加工有色金属6粗车—半精车—精磨—粗磨IT6～IT70.1～0.47粗车—半精车—粗磨—精磨—超精加工（或轮式超精磨）IT5

0.1）8粗车—半精车—精车—精细车（金刚车）IT6～IT70.025～0.4主要用于要求较高的有色金属加工9粗车—半精车—粗磨—精磨—超精磨（或镜面磨）IT5以上

0.05）极高精度的外圆加工10粗车—半精车—粗磨—精磨—研磨IT5以上

0.05）（二）工序的的划分与安排排1.工序的划分（1）按安装次数数划分工序（2）按所用刀具具划分工序（3）按粗、精加加工划分工序序（4）按加工部位位划分工序a）b）图2-35分序加工示意意对于数控车削削加工来说以以下两种原则则使用较多：：（1）按所用刀具具划分工序（2）按粗、精加加工划分工序序图2-36套类零件2.加工顺序的安安排（1）加工顺序的的安排图2-37粗车示意图图图2-38先近后远加工工路线2）先近后远1）先粗后精3）先主后次4）基面先行5）先内后外、、内外交叉（2）数控加工工工序与普通工工序的衔接四、任务实施施1.数控加工工艺艺分析（1）明确加工内内容（2）选定毛坯（3）装夹定位方方案（4）工步顺序（5）选择刀具（6）加工路线工步号工步内容刀具号刀具名称主轴转速进给量背吃刀量量具备注1车端面T01外圆车刀5500.230~150游标卡尺手动2粗车外轮廓T01外圆车刀5500.4350~75mm千分尺自动3精车外轮廓T02外圆精车刀8000.150.5自动4切断T03切槽刀任务四设设计数控加工工的工序一、任务引入入二、任务分析析三、知识准备备四、任务实施施五、任务评价价一、任务引入入1.任务描述：如图2-39所示凸块零件件图样，生产产纲领：试制制5件。图2-39凸块（方盘类类）零件图2.知识目标：（1）掌握合理确确定加工路线线的方法；（2）熟悉加工过过程分析；（3）掌握数控加加工的工序设设计。3.技能目标：（1）会合理选择择工艺装备、、定位加紧方方式；（2）掌握切削用用量选择方法法；（3）会选择合理理的进给路线线。二、任务分析析1.在工序设计中中，涉及每一一道工序的具具体内容、切切削用量、工工艺装备、定定位夹紧装置置及刀具运动动轨迹等，这这些是后续数数控编程的工工艺基础。2.数控加工工序序设计的主要要任务是进一一步将本工序序的加工内容容、工艺装备备、加工路线线、定位加紧紧方式、切削削用量等具体体确定下来，，为编制加工工程序做好充充分准备。三、知识准备备（一）工装设设备的选择工艺装备主要要包括夹具、、刀具和量具具等。1.夹具的选择（1）推行标准化化、系列化和和通用化。（2）发展组合夹夹具和拼装夹夹具，以降低低生产成本。。（3）提高精度。。（4）提高夹具的的高效自动化化水平。（1）数控车床夹夹具1）三爪自定心心卡盘2）四爪单动卡卡盘图2-40三爪自定心卡卡盘图图2-41四爪单动卡盘盘图2-42花盘及附件3）花盘（2）数控铣床夹夹具图2-43平口钳a)非回转式b)回转式2.刀具的选择（1）可转位车刀刀的种类（2）数控车床刀刀具的选择应应综合考虑机机床、工件等等情况。1）在刀具选择择前必须确定定与机床有关关的因素：①机床类型：：数控车床、、车削中心。。②刀具附件：：刀柄的形状状和直径，左左切或右切刀刀柄。③主轴功率。。④工件夹持方方式。2）考虑以下与与工件有关的的因素：①工件形状：：稳定性。②工件材质：：硬度、塑性性、韧性、可可能形成的切切屑类型。③毛坯类型：：锻件、铸件件等。④工艺系统刚刚性：机床夹夹具、工件、、刀具等。⑤⑤表面质量。。⑥加工精度。。⑦背吃刀量和和进给量。⑧刀具寿命。。（3）断屑槽3.量具的选择单件小批量生生产应选择通通用量具，如如游标卡尺、、千分尺、百百分表等，大大批大量生产产应选择各种种量规和设计计一些高生产产率的专用检检具。量具的的精度必须与与加工精度相相适应。（二）加工路路线的确定（1）加工工路线线应保保证被被加工工工件件的精精度和和表面面质量量。（2）在保保证加加工精精度的的前提提下，，应尽尽量缩缩短加加工路路线，，减少少刀具具的空空行程程，提提高生生产率率。图2-44最短加加工路路线选选择（3）最终终轮廓廓由一一次进进给完完成。。图2-45铣削内内腔的的三种种进给给路线线（4）在数数控铣铣床上上铣削削外轮轮廓时时，为为防止止刀具具在切切入、、切出出时产产生刀刀痕，，铣刀刀的切切入和和切出出点应应沿工工件轮轮廓曲曲线的的延长长线上上切向向切入入和切切出工工件表表面，，以保保证工工件轮轮廓的的光滑滑过渡渡。图2-46铣削外外轮廓廓时切切入切切出方方式（5）镗孔孔加工工时，，若位位置精精度要要求较较高时时，加加工路路线的的定位位方向向应保保持一一致。。图2-47镗孔加加工路路线（6）加工工路线线应尽尽量简简化数数学处处理时时的数数值计计算工工作量量，以以简化化编程程工作作。（三））切削削用量量的选选择1.切削用用量的的选择择（1）背吃吃刀量量的选选择1）粗加加工时时2）半精精加工工时3）精加加工时时（2）进给给量的的选取取（3）主轴轴转速速的确确定1）车外外圆时时主轴轴转速速2）车削削螺纹纹2.选择切切削用用量时时需注注意的的问题题（1）螺纹纹车削削尽可可能采采用高高速车车削，，以实实现优优质、、高效效生产产。（2）当加加工工工件直直径有有变化化时，，尽可可能采采用恒恒线速速度进进行加加工。。（3）尽可可能使使刀具具能完完成一一个零零件或或一个个工作作班次次的加加工工工作，，大件件精加加工尤尤其注注意避避免中中间换换刀，，确保保刀具具能完完成一一次加加工。。（4）采用用高速速加工工机床床进行行加工工时，，切削削用量量的选选择原原则不不同于于传统统切削削加工工。（5）在选选择进进给量量时,还应注注意零零件加加工中中的某某些特特殊因因素。。四、任任务实实施1．分析析零件件工艺艺性能能2．选定定加工工内容容3．选用用毛坯坯或明明确来来料状状况4．确定定装夹夹方案案5．确定定加工工方案案6.确定加加工顺顺序、、选择择加工工刀具具7．确定定加工工路线线图2-48加工路路线图图8.填写工工序卡卡片任务五五制制作作数控控加工工的工工艺文文件一、任任务引引入二、任任务分分析三、知知识准准备四、任任务实实施五、任任务评评价一、任任务引引入1.任务描描述本任务务需要要正确确绘出出数控控加工工编程程任务务书、、数控控加工工工序序卡、、数控控加工工工艺艺卡、、数控控刀具具卡、、数控控加工工程序序单。。2.知识目目标（1）理解解数控控加工工的工工艺文文件；；（2）了解解数控控加工工工艺艺标准准。3.技能目目标（1）掌握握常用用文件件格式式；（2）会编编制工工艺文文件。。二、任任务分分析：：工艺路路线、、工序序等设设计好好后,以表格格（卡卡片））形式式记录录下来来的技技术文文件就就是工工艺文文件。。这些些技术术文件件是对对数控控加工工的具具体说说明，，目的的是让让操作作者更更明确确加工工程序序的内内容、、装夹夹方式式、各各个加加工部部位所所选用用的刀刀具切切削用用量及及其它它技术术问题题。三、知知识准准备（一））数控控加工工编程程任务务书工艺科数控编程任务书产品零件图号任务书零件名称使用数控设备共页第页主要工序说明及技术要求：编程收到日期经手人编制审核编程审核批准（二））数控控加工工工序序卡单位名称数控加工工序卡产品名称零件名称零件图号车间使用设备工艺序号程序编号夹具名称夹具编号工步号工步加工内容刀号刀具规格刀具补偿主轴转速进给速度切削深度备注编制审核批准年月日共页第页（三））数控控加工工工艺艺卡片片单位产品名称或代号零件名称零件图号车间工艺序号程序编号使用设备夹具名称夹具编号数控加工工艺卡片工序简图工步号工步内容加工面刀具号刀补量主轴转速进给速度背吃刀量备注编制审核批准年月日共页第页（四））数控控加工工刀具具卡片片产品名称零件名称零件图号序号刀具号刀具规格名称数量加工表面备注编制审核批准年月日共页第页（五））数控控加工工程序序单零件号零件名称编制审核程序号日期日期NGX(U)Z(W)FSTM；(程序段的结束符)备注四、任任务实实施数控加加工编编程任任务书书、数数控加加工工工序卡卡、数数控加加工工工艺卡卡、数数控刀刀具卡卡