第2章-数控工艺特点教学课件

主要内容第二章第二章 数控加工技术数控加工技术CNC特点特点:（1 1）工序内容具体详细）工序内容具体详细 （2 2）工序内容复杂）工序内容复杂 （3 3）工序内容严密）工序内容严密（4 4）工序集中）工序集中（5 5）加工精度不仅取决于加工过程，加工精度不仅取决于加工过程，还取决于程编阶段还取决于程编阶段（存在逼近误差、圆（存在逼近误差、圆整化误差、插补误差）整化误差、插补误差）2.1 2.1 数控加工的工艺特点数控加工的工艺特点主要内容第二章第二章 数控加工技术数控加工技术CNC2.2 2.2 数控加工工序数控加工工序主要内容一、数控加工工艺设计主要内容二、数控加工工艺设计方法三、填写数控加工工艺文件主要内容2.2 2.2 数控加工工序数控加工工序CNC(1)(1)加工零件的选择加工零件的选择(2)(2)数控工艺性分析数控工艺性分析(3)(3)工艺路线制订工艺路线制订(4)(4)工序设计工序设计对刀点对刀点/走刀路线走刀路线/切削量切削量一、数控加工工艺设计主要内容一、数控加工工艺设计主要内容主要内容2.2 2.2 数控加工工序数控加工工序CNC1 1、数控加工零件的选择数控加工零件的选择有毛坯和零件图样，选择合适的数控机床有数控机床，选择合适零件两种情况：两种情况：考虑因素主要有：考虑因素主要有：毛坯材料、类型；零件轮廓复杂程度、尺寸大小加工内容及精度、零件批量。主要内容2.2 2.2 数控加工工序数控加工工序CNC主要内容2.5 2.5 数控编程的工艺处理数控编程的工艺处理CNC1.加工精度高及加工形状复杂零件2.用数学模型描述的复杂曲线及曲面零件3.一次装夹完成铣、镗、钻、铰、攻丝等多工序的零件4.不开敞内腔的壳体或盒腔零件最适应类：最适应类：2.2 2.2 数控加工工序数控加工工序CNC主要内容2.5 2.5 数控编程的工艺处理数控编程的工艺处理CNC1.价值高的零件2.在通用机床上需制造复杂专用工装的零件3.需多次更改设计及精密复制的零件4.在通用机床上需作长时间调整的零件5.在通用机床上加工效率低、劳动强度大的零件较适应类较适应类2.2 2.2 数控加工工序数控加工工序CNC主要内容2.5 2.5 数控编程的工艺处理数控编程的工艺处理CNC1.生产批量大的零件2.装夹困难或完全靠找正定位来保证加工精度的零件3.材质不均、加工余量不稳定的零件4.必须用特定的工艺装备协调加工的零件不适应类不适应类2.2 2.2 数控加工工序数控加工工序CNC主要内容2.5 2.5 数控编程的工艺处理数控编程的工艺处理CNC2 2、数控加工的工艺分析数控加工的工艺分析1)零件图样上尺寸数据的给出应符合编程方便的原则2)零件各加工部位的结构工艺性应符合数控加工的特点零件外形、内腔最好采用统一几何类型和尺寸（减少刀具规格和换刀时间）内槽圆角半径不应过小2.2 2.2 数控加工工序数控加工工序CNC主要内容2.5 2.5 数控编程的工艺处理数控编程的工艺处理CNC内槽圆角的大小决定着刀具直径的大小，如果太小，刚度不足，影响表面加工质量，工艺性较差。因而内槽圆角半径应大一些。2.2 2.2 数控加工工序数控加工工序CNC主要内容2.5 2.5 数控编程的工艺处理数控编程的工艺处理CNC铣削零件底面时，槽底圆角半径r不应过大 原因？原因？圆角r越大，d 越小（d=D-2r，D为铣刀直径），即铣刀端刃铣削平面的面积越小，加工表面的能力越差，工艺性也越差。当r大到一定程度时，甚至必须用球头刀加工，此时切削性能较差，应尽量避免。rrrrdD DD Dd d2.2 2.2 数控加工工序数控加工工序CNC2.5 2.5 数控编程的工艺处理数控编程的工艺处理CNC3 3、工艺路线的设计工艺路线的设计装夹加工方法机床选择加工阶段划分工序安排内容内容2.2 2.2 数控加工工序数控加工工序CNC主要内容2.5 2.5 数控编程的工艺处理数控编程的工艺处理CNC加工方法的选择举例加工方法的选择举例 固固定定斜斜角角斜斜面面加加工工2.2 2.2 数控加工工序数控加工工序CNC主要内容2.5 2.5 数控编程的工艺处理数控编程的工艺处理CNC孔加工孔加工曲面加工曲面加工镗孔、镗孔、铣孔铣孔2.2 2.2 数控加工工序数控加工工序CNC主要内容2.5 2.5 数控编程的工艺处理数控编程的工艺处理CNC4 4、工序的安排、工序的安排 先内形内腔，后外形加工工序；相同的定位和夹紧最好一起进行，以减少重复定位；用相同刀具加工的工序最好一起进行，节省换刀时间；同一次装夹中进行的多道工序，应先安排对工件刚性破坏较小的工序。2.2 2.2 数控加工工序数控加工工序CNC主要内容2.5 2.5 数控编程的工艺处理数控编程的工艺处理CNC主要内容数控加工工序与常规加工工序的衔接数控加工工序与常规加工工序的衔接 除了必要的基准面加工、校正和热处理等工序外，要尽量减少数控加工工序与常规加工工序交接的次数。数控工序数控工序常规工序常规工序数控工序数控工序常规工序常规工序2.2 2.2 数控加工工序数控加工工序CNC2.5 2.5 数控编程的工艺处理数控编程的工艺处理CNC二 数控加工工艺设计方法装夹与夹具设计刀具的选择切削用量的选择对刀点与换刀点加工路线内容内容2.2 2.2 数控加工工序数控加工工序CNC主要内容2.5 2.5 数控编程的工艺处理数控编程的工艺处理CNC1)1)零件的装夹与夹具的设计零件的装夹与夹具的设计 数控机床的夹具与传统夹具结构的差别?夹具体定位夹紧夹具体定位夹紧不需要导向和对刀功能不需要导向和对刀功能，夹具比较简单。，夹具比较简单。2.2 2.2 数控加工工序数控加工工序CNC主要内容2.5 2.5 数控编程的工艺处理数控编程的工艺处理CNCq基准重合，以减少定位误差；q统一基准，减少重复定位次数，减少重复定位误差；q夹紧要可靠，尽量避免振动；夹紧点分布要合理，夹紧力大小要适中且稳定，减少夹紧变形；q夹具结构应力求简单，加工部位要敞开；设计或选用要求设计或选用要求2.2 2.2 数控加工工序数控加工工序CNC主要内容2.5 2.5 数控编程的工艺处理数控编程的工艺处理CNC2.2 2.2 数控加工工序数控加工工序CNC 主要内容2.5 2.5 数控编程的工艺处理数控编程的工艺处理CNC如何装夹？如何装夹？2.2 2.2 数控加工工序数控加工工序CNC主要内容2.5 2.5 数控编程的工艺处理数控编程的工艺处理CNC2)2)刀具的选择刀具的选择 应满足：应满足：安装调整方便安装调整方便 刚性好刚性好 精度高精度高 耐用度高耐用度高2.2 2.2 数控加工工序数控加工工序CNC主要内容2.5 2.5 数控编程的工艺处理数控编程的工艺处理CNC数控铣床刀具系统2.2 2.2 数控加工工序数控加工工序CNC主要内容2.5 2.5 数控编程的工艺处理数控编程的工艺处理CNC数控车床刀具系统数控车床刀具系统2.2 2.2 数控加工工序数控加工工序CNC主要内容2.5 2.5 数控编程的工艺处理数控编程的工艺处理CNC3)3)切削用量的选择切削用量的选择 包括:切削深度 进给量进给速度主轴转速三部分内容2.2 2.2 数控加工工序数控加工工序CNC2.5 2.5 数控编程的工艺处理数控编程的工艺处理CNC切削深度切削深度 也称背吃刀量,主要根据工件的加工余量和由工件、刀具、夹具、机床组成的工艺系统刚度所决定，在刚度允许的情况下，最好在留出精加工余量的基础上，一次切净余量，这样可减少走刀次数，提高加工效率，同时又能提高加工精度和改善表面质量。2.2 2.2 数控加工工序数控加工工序CNC主要内容2.5 2.5 数控编程的工艺处理数控编程的工艺处理CNC 在刚性不足或余量很大或不均匀时，粗加工可分几次进给，切削深度依此减少。在中等功率机床上，粗加工（Ra10-80m）时切削深度可达8-10mm。半精加工（Ra1.25-10 m）时，切削深度取为0.5-2mm。精加工（Ra0.32-1.25 m）时，切削深度取为0.2-0.4mm。不同材料切削深度不一样2.2 2.2 数控加工工序数控加工工序CNC主要内容2.5 2.5 数控编程的工艺处理数控编程的工艺处理CNC确定进给速度（1 1）当当工工件件质质量量能能得得到到保保证证时时，为为提提高高生生产产效效率率，可可选选较较高的进给速度。一般在高的进给速度。一般在100-200mm/min100-200mm/min范围内选取。范围内选取。（2 2）在在切切断断、加加工工深深孔孔或或用用高高速速钢钢刀刀具具加加工工时时，宜宜选选择择较较低的进给速度，一般在低的进给速度，一般在 20-50mm/min 20-50mm/min范围内选取。范围内选取。（3 3）当当加加工工精精度度，表表面面粗粗糙糙度度要要求求高高时时，进进给给速速度度应应选选小小些，一般在些，一般在20-50mm/min20-50mm/min范围内选取。范围内选取。（4 4）刀具空行程时，特别是远距离）刀具空行程时，特别是远距离“回零回零”时，可以选择时，可以选择该机床数控系统给定的最高进给速度。该机床数控系统给定的最高进给速度。2.2 2.2 数控加工工序数控加工工序CNC主要内容2.5 2.5 数控编程的工艺处理数控编程的工艺处理CNC主轴转速 根据已经选定的切削深度、进给量及刀具耐用度选择切削速度。S S10001000V V/D D 2.2 2.2 数控加工工序数控加工工序CNC主要内容2.5 2.5 数控编程的工艺处理数控编程的工艺处理CNC在选择切削速度时，还应考虑以下几点：u应尽量避开积屑瘤产生的切削速度区域；应尽量避开积屑瘤产生的切削速度区域；u断续切削时，要适当降低切削速度；断续切削时，要适当降低切削速度；u在在易易发发生生振振动动的的情情况况下下，应应避避开开自自激激振振动动的的临临界速度；界速度；u加加工工大大件件、细细长长件件和和薄薄壁壁件件时时，应应选选用用较较低低切切削速度；削速度；u加工带外皮的工件时，应适当降低切削速度。加工带外皮的工件时，应适当降低切削速度。2.2 2.2 数控加工工序数控加工工序CNC主要内容2.5 2.5 数控编程的工艺处理数控编程的工艺处理CNC4 4）对刀点与换刀点的确定）对刀点与换刀点的确定 何谓对刀点？何谓对刀点？q刀位点刀位点q起刀点起刀点q换刀点（与换刀位置的区别）换刀点（与换刀位置的区别）相关概念相关概念2.2 2.2 数控加工工序数控加工工序CNCq 刀位点刀位点：用于确定刀具在机床坐标系中位置的刀具上的特定点用于确定刀具在机床坐标系中位置的刀具上的特定点。镗刀镗刀镗刀镗刀钻头钻头钻头钻头立铣刀、端铣刀立铣刀、端铣刀立铣刀、端铣刀立铣刀、端铣刀面铣刀面铣刀面铣刀面铣刀指状铣刀指状铣刀指状铣刀指状铣刀球头铣刀球头铣刀球头铣刀球头铣刀车刀车刀车刀车刀2.5 2.5 数控编程的工艺处理数控编程的工艺处理CNC2.2 2.2 数控加工工序数控加工工序CNC对刀点对刀点选择合适的对刀点选择合适的对刀点对刀点（起刀点）对刀点（起刀点）：确定刀具与工件相对位置的点。：确定刀具与工件相对位置的点。对刀点对刀点 可以是工件或夹具上的点，或者与它们相关的可以是工件或夹具上的点，或者与它们相关的易于测量的点。易于测量的点。对刀点对刀点 确定之后，机床坐标系与工件坐标系的相对关确定之后，机床坐标系与工件坐标系的相对关系就确定了。系就确定了。2.5 2.5 数控编程的工艺处理数控编程的工艺处理CNC2.2 2.2 数控加工工序数控加工工序CNC对刀点选择示例对刀点选择示例CR30R20R5020f刀具运动轨迹工件轮廓XYZ35352.5 2.5 数控编程的工艺处理数控编程的工艺处理CNC2.2 2.2 数控加工工序数控加工工序CNCl 选择对刀点的原则：选选在在零零件件的的设设计计基基准准或或工工艺艺基基准准上上，或或与与之之相相关的位置上。关的位置上。选在对刀方便，便于测量的地方。选在对刀方便，便于测量的地方。选在便于坐标计算的地方选在便于坐标计算的地方 2.5 2.5 数控编程的工艺处理数控编程的工艺处理CNC2.2 2.2 数控加工工序数控加工工序CNC 对刀：对刀：就就是是使使“对对刀刀点点”与与“刀刀位位点点”重重合合的操作的操作。YZ3530工件对刀示意图刀具夹具垫板螺栓工件螺帽2.5 2.5 数控编程的工艺处理数控编程的工艺处理CNC2.2 2.2 数控加工工序数控加工工序CNC2.5 2.5 数控编程的工艺处理数控编程的工艺处理CNCZ Z轴设定器与刀具和工件的关系轴设定器与刀具和工件的关系 2.2 2.2 数控加工工序数控加工工序CNC激光对刀激光对刀 2.5 2.5 数控编程的工艺处理数控编程的工艺处理CNC2.2 2.2 数控加工工序数控加工工序CNC对刀视频对刀视频 2.5 2.5 数控编程的工艺处理数控编程的工艺处理CNC2.2 2.2 数控加工工序数控加工工序CNC主要内容2.5 2.5 数控编程的工艺处理数控编程的工艺处理CNC 对车削中心、加工中心等多刀加工数控机床，因加工过程中要进行换刀，故编程时应考虑不同工步间的换刀问题。换刀问题换刀问题2.2 2.2 数控加工工序数控加工工序CNC主要内容2.5 2.5 数控编程的工艺处理数控编程的工艺处理CNC5 5）加工路线确定）加工路线确定 加工路线是指刀具相对于被加工工件的运动轨迹，不但包含了工步的内容，而且也反映了工步的顺序。q保保证证零零件件的的加加工工精精度度和和表表面面粗粗糙糙度度要要求；求；q简化数值计算，减少程编工作量；简化数值计算，减少程编工作量；q缩短加工路线，减少刀具空行程时间，缩短加工路线，减少刀具空行程时间，提高加工效率。提高加工效率。2.2 2.2 数控加工工序数控加工工序CNCq加工线路的确定l 加工线路加工线路加工过程中刀具相对于工件的运动轨迹次序。切向切入切向切入切向切入切向切入径向切入径向切入径向切入径向切入2.5 2.5 数控编程的工艺处理数控编程的工艺处理CNC2.2 2.2 数控加工工序数控加工工序CNC(c)(b)(a)空间曲面的加工空间曲面的加工2.5 2.5 数控编程的工艺处理数控编程的工艺处理CNC2.2 2.2 数控加工工序数控加工工序CNC主要内容凹槽加工凹槽加工 2.5 2.5 数控编程的工艺处理数控编程的工艺处理CNC2.2 2.2 数控加工工序数控加工工序CNC孔加工孔加工 2.5 2.5 数控编程的工艺处理数控编程的工艺处理CNC2.2 2.2 数控加工工序数控加工工序CNC主要内容螺纹加工螺纹加工 2.5 2.5 数控编程的工艺处理数控编程的工艺处理CNC2.2 2.2 数控加工工序数控加工工序CNC2.5 2.5 数控编程的工艺处理数控编程的工艺处理CNC三 填写数控加工工艺文件数控编程任务书工件安装和原点设定卡片数控加工工序卡片数控加工走刀路线图数控刀具卡片内容内容2.2 2.2 数控加工工序数控加工工序CNC主要内容2.5 2.5 数控编程的工艺处理数控编程的工艺处理CNC数控编程任务书2.2 2.2 数控加工工序数控加工工序CNC工艺处数控编程任务书产品零件图号任务书编号零件名称使用数控设备主要工序说明即技术要求：收任务书的时间经手人：编制审核编程批准主要内容2.5 2.5 数控编程的工艺处理数控编程的工艺处理CNC数控加工工件安装和原点设定卡2.2 2.2 数控加工工序数控加工工序CNC数控加工工件安装及原点设定卡数控加工工件安装及原点设定卡3T形螺栓2压板1镗铣夹具板主要内容2.5 2.5 数控编程的工艺处理数控编程的工艺处理CNC数控加工工序卡片2.2 2.2 数控加工工序数控加工工序CNC主要内容2.5 2.5 数控编程的工艺处理数控编程的工艺处理CNC数控加工走刀路线图数控加工走刀路线图2.2 2.2 数控加工工序数控加工工序CNC主要内容2.5 2.5 数控编程的工艺处理数控编程的工艺处理CNC 数控刀具卡片数控刀具卡片 2.2 2.2 数控加工工序数控加工工序CNC 2.3.1 数控刀具必须有较长的使用寿命：（1）足够的强度及刚度）足够的强度及刚度 （2）高的刀具耐用度）高的刀具耐用度（3）高的可靠度）高的可靠度 （4）较高的精度）较高的精度（5）可靠的断屑能力）可靠的断屑能力 （6）可以快速更换刀具）可以快速更换刀具非回转非回转型刀具型刀具回转型刀回转型刀具具 2.3 数控机床用刀具CNC回转型刀具主要由3部分组成（a）连接刀柄（b）接杆（c）复合刀具。拉钉螺纹孔拉钉螺纹孔精度及光精度及光洁度很高洁度很高 2.3 数控机床用刀具CNC2.3.2 数控加工刀具特点1）广泛采用可转位刀头（刀刃部分）刀刃钝了，换个方向又是新的刀刃钝了，换个方向又是新的 2.3 数控机床用刀具CNC2）应用工具系统数控机床能进行多种加工，所用刀具也就很多种类，必须使刀具系列化、标准化系列化、标准化和和模块化模块化-建立工具系统。建立工具系统。1）车削类工具系统车刀刀柄可可换换位位刀刀片片 2.3 数控机床用刀具CNC2）镗铣类工具系统 （1）整体式 （2）模块式（1）（2）2.3 数控机床用刀具CNC模块式工具系统已成气候。我国已开发TMG系统。系统。2.3 数控机床用刀具CNC2.3.3对刀具材料的基本要求 所谓刀具材料是指刀具切削部分的材料1.刀具材料的种类及其选用 刀具材料应具备下列性能（1）高硬度及高耐磨性 （2）高强度及高韧性 （3）良好的耐热性及传热性 （4）良好的热加工及机加工性能2.常用刀具材料1）高速钢（62-67HRC）2）硬质合金（7882HRC，耐热）牌号：W18Cr4V(普通)牌号：YG8;YG6;YG3(K类)韧性好韧性好 9W18Cr4V(高级)YT15;YT5;YT10(P类)耐磨好耐磨好 YW1;YW2(M类)综合素质好综合素质好综合素质好综合素质好 2.3 数控机床用刀具CNC2.3.4数控刀具的选用车床类刀具的选用简单，主要介绍旋转类刀具（铣镗类刀具）车床类刀具的选用简单，主要介绍旋转类刀具（铣镗类刀具）1.铣刀的种类及选择铣刀的种类及选择铣刀用来加工面、槽、健、斜面等。常用铣刀如下图所示：球球球球铣铣铣铣刀刀刀刀立立立立铣铣铣铣刀刀刀刀鼓鼓鼓鼓形形形形刀刀刀刀锥锥锥锥形形形形刀刀刀刀面面面面铣铣铣铣刀刀刀刀 2.3 数控机床用刀具CNC2.孔加工刀具 孔加工或有孔加工或有2个步骤：个步骤：钻孔钻孔-扩孔扩孔1）钻孔主要用麻花钻2）扩孔的刀具较多（孔的直径20mm一般由扩孔完成）2.3 数控机床用刀具CNC3）镗孔刀具镗孔刀具有单刃刀具及双刃刀具中心线 2.3 数控机床用刀具CNC4）铰孔刀具铰孔能使孔的光洁度达到较高的程度通用铰刀图通用铰刀图硬质合金单刃铰刀硬质合金单刃铰刀 2.3 数控机床用刀具CNC 2.4 数控机床的使用与维修CNC 2.4 数控机床的使用与维修CNC