数控加工工艺规程ppt课件

1、.,1,基本概念 机械加工工艺规程的制定 零件图样的工艺分析 毛坯及加工余量 定位基准的选择 工艺路线的拟定 工序尺寸及公差的确定 机床设备和工艺装备的选择 数控加工常用工艺文件,数控加工工艺规程的制定,.,2,基本概念,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称为工艺过程。工艺过程是生产过程中的主要部分，其余的劳动过程则为生产过程的辅助过程,工艺过程,.,3,由若干个顺序排列的工序组成的，而工序又可分为安装、工位、工步和走刀,基本概念,.,4,基本概念,在加工表面和加工工具不变的情况下，所连续完成的那一部分工序内容,一次装夹工件后，工件与夹具或设备的可动部分一起

2、相对刀具或设备的固定部分所占据的每一个位置,在一个工步内，若被加工表面需切去的金属层很厚，就可分几次切削，每切削一次为一次走刀,工步,工位,走刀,.,5,基本概念,.,6,工艺规程,指导生产的主要技术文件； 组织生产和管理的基本依据； 新建、扩建工厂（车间）的基本资料,作用,规定产品或零部件制 造工艺过程和操作方 法等的工艺文件,定义,机械加工工艺规程的制定,.,7,机械加工工艺规程的制定,.,8,机械加工工艺规程的制定,确定工序尺寸、公差及其技术要求,.,9,零件图样的工艺分析,读图和审图,分析零件图是否完整正确 ； 零件的技术要求分析 ； 尺寸标注应符合数控加工的特点； 定位基准可靠,零件

3、结构工艺性,零件在满足使用要求的前提下，制造的可行性和经济性。它包括零件各个制造过程中的工艺性，如零件的铸造、锻造、冲压、焊接、热处理和切削加工工艺性等。好的工艺性会使零件加工容易，节省工时，降低消耗,.,10,毛坯及加工余量,常用毛坯的种类有铸、锻、压制、冲压、焊接、型材和板材等 。,毛坯种类,铸件,适用于形状复杂的毛坯。薄壁零件，不可用砂型铸造；尺寸大的铸件宜用砂型铸造；中、小型零件可用较先进的铸造方法,锻件,适用于强度较高、形状较简单的零件。尺寸大的零件一般用自由锻；中、小型零件选模锻；形状复杂的钢质零件不宜自由锻,.,11,毛坯及加工余量,热轧型材的尺寸较大，精度低，多用作一般零件的毛

4、坯；冷轧材尺寸较小，精度较高，多用于毛坯精度要求较高的中、小零件，适用于自动机床加工,对于大件来说，焊接件简单、方便，特别是单件小批生产可大大缩短生产周期。但焊接后变形大，需经时效处理,适用于形状复杂的板料零件，多用于中、小尺寸件的大批大量生产,焊接件,冷冲压件,毛坯种类,型材,.,12,大型齿轮毛坯,工业汽轮机叶片毛坯,连杆毛坯,毛坯及加工余量,毛坯种类选择的依据,零件材料及机械性能 零件的功能 生产类型 具体生产条件,.,13,特殊情况:采用锻件、铸件毛坯时，因锻模时的欠压量与允许的错模量的不等；铸造时也会因砂型误差、收缩量及金属液体的流动性差不能充满型腔等造成余量的不等。此外，锻造、铸造

5、后，毛坯的挠曲与扭曲变形量的不同也会造成加工余量不充分、不稳定。因此，除板料外，不论是锻件、铸件还是型材，只要准备采用数控加工，其加工表面均应有较充分的余量,毛坯及加工余量,.,14,毛坯及加工余量,尺寸小或薄的零件，为便于装夹并减少夹头，可多个工件连在一起由一个毛坯制出,装配后形成同一工作表面的两个相关零件，为保证加工质量并使加工方便，常把两件合为一个整体毛坯，加工到一定阶段后再切开,对于不便装夹的毛坯。可考虑在毛坯上另外增加装夹余量或工艺凸台、工艺凸耳等辅助基准,.,15,毛坯及加工余量,加工余量,加工过程中，所切去的金属层厚度,工序余量,相邻两工序的工序尺寸之差,加工总余量,毛坯尺寸与零

6、件图样的设计尺寸之差,工序余量分为：基本（公称）加工余量、最大加工余量、最小加工余量,.,16,加工时使工件在机床或夹具中占据正确位置所用的基准,定位基准的选择,.,17,粗基准的选择,定位基准的选择,.,18,精基准,用加工过的表面作定位基准,精基准的选择,定位基准的选择,.,19,工艺路线的拟定,.,20,工序集中,工序分散,将工件的加工集中在少数几道工序内完成，每道工序的加工内容较多。工序集中有利于采用数控机床、高效专用设备及工装,将工件的加工，分散在较多的工序内进行，每道工序的加工内容很少。工序分散使用的设备及工艺装备比较简单，调整和维修方便，操作简单，转产容易,工序的划分,工艺路线的

7、拟定,.,21,工序集中的特点,1减少了设备的数量，减少了操作工的数量和生产面积。 2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。 3减少了工件的装夹次数，不仅有利于提高劳动生产率，而且由于在一次装夹下加工了许多表面，也易于保证这些被加工表面之间的位置精度。 4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、维修工作量较大。,.,22,工序分散的特点,1采用比较简单的机床和工艺装备，调整容易。 2对工人的技术要求低，仅需对其进行短时间的培训即可上岗。 3生产准备工作量小，产品更新换代容易。 4设备及操作工数量较多，所需生产面积大。,.,23,工

8、艺路线的拟定,.,24,辅助工序,自检 重要工序的前后 送往外车间加工之前 全部加工工序完成,淬火工序之前全部加工工序完成,工艺路线的拟定,.,25,常用热处理方法及作用小结,.,26,常用热处理方法及作用小结,.,27,工艺路线的拟定,.,28,数控加工工序安排的一般原则,数控加工中，一般工序划分有以下几种方式。 按所用刀具划分工序 减少换刀次数，压缩空行程时间，减少不必要的定位误差。在专用数控机床和加工中心中常用这种方法。 按零件的装卡定位方式划分工序 由于每个零件的结构形状不同，各表面的技术要求也有所不同，加工时的定位方式各有差异。一般加工外形时以内形定位；加工内形时又以外形定位。因而可

9、根据定位方式的不同来划分工序。 按粗、精加工划分工序 根据零件的加工精度、刚度和变形等因素来划分工序时，可按粗、精加工分开的原则划分工序，即先粗加工再精加工。此时可用不同的机床或刀具进行加工。 进给路线确定 加工路线的确定首先必须保证被加工零件的尺寸精度和表面质量，其次考虑数值计算简单，走刀路线尽量短，效率较高等。,.,29,尺寸链与工艺尺寸链,在机器装配或零件加工过程中，由相互连接的尺寸形成封闭的尺寸组,示意图,工序尺寸及公差的确定,.,30,工序尺寸及公差的确定,.,31,工艺尺寸链的特点,（1）封闭性 尺寸链必须是一组有关尺寸首尾相接构成封闭形式的尺寸。它包含一个间接保证的尺寸和若干个对

10、此有影响的直接获得的尺寸。 （2）相关性 尺寸链中间接保证的尺寸大小和变化(即精度)是受这些直接获得的尺寸的精度所支配的，彼此间具有特定的关系。特别注意的是，间接保证的尺寸的精度必然低于直接获得的尺寸的精度。,.,32,工艺尺寸链常常用于以下几种情况。,1定位基准与设计基准不重合时工序尺寸的计算 2测量基准与设计基准不重合时工序尺寸的计算 3一次加工满足多个设计尺寸要求的工艺尺寸计算 4表面淬火、渗碳层深度及镀层、涂层厚度的工艺尺寸计算,.,33,图示工件如先以A面定位加工C 面，得尺寸A1然后再以A面定位 用调整法加工台阶面B，得尺寸 A2，要求保证B面与C面间尺寸A0； A1、A2和A0这

11、三个尺寸构成了一 个封闭尺寸组，就成了一个尺寸链。 A0是间接得到的尺寸，它就是尺寸 链的封闭环。A1是增环，A2是减环。 如右图,工序尺寸及公差的确定,.,34,尺寸链 的计算 （极值法）,封闭环的 基本尺寸,式中各增环的基本尺寸； m增环的环数；各减 环的基本尺寸；n尺寸链 的总环数。,封闭环的 极限尺寸,工序尺寸及公差的确定,.,35,尺寸链 的计算 （极值法）,封闭环的 上偏差,封闭环的 公差,封闭环的 下偏差,工序尺寸及公差的确定,.,36,工序尺寸 及公差,每道工序完成后应保证的尺寸,定义,基准重合时，计算顺序是：先确定各工序的基 本尺寸，再由后往前，逐个工序推算；工序尺寸 的公差

12、，则都按各工序的经济精度确定，并按 “入体原则”确定上下偏差,基准不重合时，需用工艺 尺寸链来分析计算,计 算,工序尺寸及公差的确定,.,37,例：右图所示轴承碗，当以 端面B定位车内孔端面C时, A的尺寸不便测量,若先按尺 寸A车出端面A，再以A为测 量基准车出x，则可间接保证 A。显然，上述A、A和x构成 的尺寸链中，A是封闭环，为 较全面地了解尺寸换算中的 问题，我们设计尺寸A和A给 出三种不同的公差（见表）， 分别讨论。,工序尺寸及公差的确定,.,38,即公差为零，这是由于组成环A的公差与封闭环的公差相等。 尺寸x的公差为零，即x必须加工得绝对准确，这实际上是不 可能的。因此必须压缩A

13、的公差。,工序尺寸及公差的确定,.,39,这是由于组成环A的公差远大于封闭环的公差。根据封闭环的公差应大于或 等于各组成环公差之和的原则，考虑到加工内孔端面C的困难，应给其留有 较大的公差，则应大幅压缩A1的公差,工序尺寸及公差的确定,.,40,总结：在实际加工中，由于测量基准与设计基准不重合，因而要换算测量 尺寸。如果零件换算后的测量尺寸超差，只要它的超差量小于或等于另一 组成环的公差，则该零件有可能是假废品，应对该零件进行复检，逐个测 量并计算出零件的实际尺寸，由零件的实际尺寸来判断合格与否,工序尺寸及公差的确定,.,41,内孔键槽加工尺寸换算,课堂讨论： 右图所示为一齿轮内孔的简图。内孔

14、为 mm ，键槽尺寸深度为 90.4 mm。内孔及键槽的加工顺序如下： 精镗孔至84.8 mm； 插键槽至尺寸A（通过工艺计算确定）； 热处理； 磨内孔至 mm，同时间接保证键槽深度90.4 mm要求。 要求：通过工艺尺寸链计算尺寸A,工序尺寸及公差的确定,.,42,分析：根据以上加工顺序可以看出，磨孔后不仅要能保证内孔 的尺寸 mm，而且要能同时自动获得键槽的深度尺寸 90.4 mm。为此必须正确地算出以镗孔后表面为测量基准的 插键槽的工序尺寸A。由尺寸链简图知，精镗后的半径 42.4 mm，磨孔后的半径42.5 mm以及键槽尺寸A都是直接获得的， 是组成环。键槽深度90.4 mm，是间接获

15、得的，为封闭环。按 照工艺尺寸链的公式A值计算如下：,工序尺寸及公差的确定,.,43,按公式求基本尺寸： 90.4A42.542.4 A90.442.442.590.3mm 按公式求上偏差： 0.20ESA0.1750 ESA0.200.1750.1825mm 按公式求下偏差： 0EIA00.035 EIA0.035mm 插键槽工序尺寸：A90.3 mm,工序尺寸及公差的确定,.,44,例加工如图a所示偏心 零件，表面P的表层要求渗碳 处理，渗碳层深度定为0.50.8 mm，了保证对该表面提出的 加工精度和表面粗糙度要求， 其工艺安排如下： (1)精车P面，保证尺寸38.4 mm； (2)渗碳

16、处理，控制渗碳层深度； (3)精磨P面，保证尺寸38mm， 同时保证渗碳层深度为 0.50.8mm。 求精车后渗碳层的深度。,工序尺寸及公差的确定,图1 偏心轴渗碳磨削工艺尺寸链,.,45,图 偏心轴渗碳磨削工艺尺寸链,.,46,解：（1）分析尺寸链，画出尺寸链图 画出工艺尺寸链如图b所示，磨后渗碳层深度为间接保证尺寸，所以该尺寸为封闭环，用L0表示，图中L2、L3为增环，L1为减环。各环尺寸如下：L0=0.5mm；L1=19.2mm；L2为磨前渗碳层尺寸（待求）；L3=19mm。 （2）计算 根据公式： L0= L2L3L1 L2= L0L1L3=0.519.219=0.7mm L0max=

17、 L2maxL3maxL1min L2max= L0maxL1minL3max=0.819.1519=0.95mm L0min= L2minL3minL1max L2min= L0minL1maxL3min=0.519.218.992=0.708mm 按入体原则：L2=0.7+0.25+0.008mm 求解该尺寸链得：L2=0.7mm。,图 偏心轴渗碳磨削工艺尺寸链,.,47,练习1：下图工件，如先以A面定位加工C面，得尺寸A1；然后再以A面定位用调整法加工台阶面B，得尺寸A2，要求保证B面与C面间尺寸A0。试求工序尺寸A2。,尺寸链问题,.,48,练习2： 一批如图示轴套零件，在车床上已加工

18、好外圆、内孔及端面，现须在铣床上铣右端缺口，并保证尺寸5-00.06及260.2，求采用调整法加工时控制尺寸H、A及其偏差并画出尺寸链图。,尺寸链问题,.,49,练习3：如下图所示轴套零件的轴向尺寸，其外圆、内孔及端面均已加工。试求：当以A面定位钻直径为10mm孔时的工序尺寸A1及其偏差；当以B面定位钻直径为10mm孔时的工序尺寸B1及其偏差。,尺寸链问题,.,50,机床规格应与工件的外形尺寸相适应即大件用大 机床、小件用小机床； 机床精度应与工件加工精度要求相适应 机床精度 过低，不能保证加工精度；机床精度过高，又会增加工 件的制造成本，应根据工件的精度要求合理选择； 机床的生产效率应与工件

19、的生产类型相适应 单件小 批生产用通用设备或数控机床，大批大量生产应选高效 专用设备； 与现有条件相适应 要根据现有设备及设备负荷状况、 外协条件等确定，避免“闭门造车”,机床的选择,机床设备和工艺装备的选择,.,51,工艺装备 的选择,刀具的选择 一般优先采用标准刀具。必要时， 可采用各种高效的专用刀具、复合刀具和多刃刀具 等。刀具的类型、规格和精度等级应符合加工要求,夹具的选择 数控加工的特点对夹具提出了两个基本 要求：一是保证夹具的坐标方向与机床的坐标方向相对 固定；二是要能协调零件与机床坐标系的尺寸,机床设备和工艺装备的选择,.,52,同一批刀具的切削性能和使用寿命要稳定，以便实现 按

20、刀具使用寿命换刀或由数控系统对刀具寿命的管理,刀具必须具有较高的精 度，以适应数控加工的高 精度和自动换刀的要求。 如整体式立铣刀径向尺寸 精度应高达0.005mm等,刀具的选择,整体硬质合金刀具,机床设备和工艺装备的选择,.,53,刀具及其刀柄等附件的可靠性及 适应性要高，以免在数控加工中发 生意外损坏而影响加工的顺利进行,刀具的耐用度应比普通机床用的刀具更高，以减少 更换、刃磨刀具及对刀次数，发挥数控机床的效益,刀具的断屑和排屑性能要好,刀具的 选择,机床设备和工艺装备的选择,.,54,夹具 的选择,单件小批量生产时，优先选用组合夹具、可调夹 具和其他通用夹具，以缩短生产准备时间和节省生 产费用。下图为卧式加工中心上加工阀体零件的 孔系组合夹具（其它组合夹具 ）,工件装夹前,工件装夹后,机床设备和工艺装备的选择,.,55,夹具 的选择,零件的装卸要快速、方便、可靠，以缩短 机床的停顿时间,夹具上各零件应不妨碍机床对零件各表