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1第二课数控加工工艺232.1零件加工工艺规程2．1．1机械加工工艺总过程用机械加工方法改变毛坯形状、尺寸、相对位置和性质，使其成为零件的全过程。⑴分析加工零件充分领会产品的使用要求和设计要求，在此基础上，进一步审查零件制造工艺的可行性和加工的经济性。⑵选择毛坯选择毛坯的种类和制造方法时，全面考虑机械加工成本和毛坯制造成本，以达到降低零件生产总成本的目的。⑶拟订零件机械加工工艺总过程：选择零件的加工方法，划分工艺过程的各工序组成，安排各加工工序的先后顺序等。⑷工序设计：对工艺过程中包含的各工序进行详细的工艺设计。42．1．2加工零件分析1．分析零件要求2．零件的结构工艺性分析5一、结合装配图，了解零件在机器中的装配位置、装配方法及零件的作用。二、根据零件的作用，分析零件图所规定的加工质量和技术要求指标是否合理，加工中如何保证。(1)检查零件图的完整性和正确性检查内容：检查零件视图是否正确、足够，表达是否直观、清楚，绘制是否符合国家标准，尺寸、公差以及技术要求的标注是否齐全、合理等。1．分析零件要求6(2)零件的技术要求分析加工表面的尺寸精度；主要加工表面的形状精度；主要加工表面之间的相互位置精度；加工表面的粗糙度以及表面质量方面的其它要求；热处理要求；7(3)合理的标注尺寸（4）分析零件所选用的材料是否恰当。分析所提供的毛坯材质本身的机械性能和热处理状态，判断其加工的难易程度，为选择刀具材料和切削用量提供依据82、对零件的结构工艺性进行分析零件的结构工艺性是指在满足使用性能的前提下，是否能以较高的生产率和最低的成本方便地加工出来的特性。(1)有利于达到所要求的加工质量(2)有利于减少加工劳动量(3)有利于提高劳动生产率92.1.3确定毛坯(1)铸件铸件适用于形状较复杂的零件毛坯。其铸造方法有砂型铸造、精密铸造、金属型铸造、压力铸造等。(2)锻件锻件适用于强度要求高、形状比较简单的零件毛坯。其锻造方法有自由锻和模锻两种。10(3)型材型材有热轧和冷拉两种。热轧适用于尺寸较大、精度较低的毛坯；冷拉适用于尺寸较小、精度较高的毛坯。(4)焊接件焊接件是根据需要将型材或钢板等焊接而成的毛坯件(5)冷冲压件冷冲压件毛坯可以非常接近成品要求，在小型机械、仪表、轻工电子产品方面应用广泛。11各种汽车锻件12焊接件13各种冲压件14凸轮锻件毛坯凸轮铸件毛坯其它铸件毛坯152．1．4加工工艺路线的制定概念：零件机械加工的工艺路线是指零件生产过程中，由毛坯到成品所经过的工序先后顺序。一、表面加工方法的选择1.概念：表面加工方法的选择就是为零件上每一个有质量要求的表面选择一套合理的加工方法2.考虑下列因素：(1)工件材料的性质(2)工件的结构和尺寸(3)生产类型(4)具体生产条件16二、加工阶段的划分(1)粗加工阶段——主要任务是切除各表面上的大部分余量，其关键问题是提高生产率。(2)半精加工阶段——完成次要表面的加工，并为主要表面的精加工做准备。(3)精加工阶段——保证各主要表面达到图样要求，其主要问题是如何保证加工质量。17三、辅助工序的安排检验工序是主要的辅助工序需要检验的地方每道工序由操作者自行检验重要工序之后在粗加工之后，精加工之前，零件转换车间时全部加工完毕、进库之前其它辅助工序有：防锈倒棱表面强化去毛刺清洗18四、工序的集中与分散1.工序集中(1)概念：是将零件的加工集中在少数几道工序中完成，每道工序加工内容多，工艺路线短。(2)特点：①可以采用高效机床和工艺装备，生产率高；②减少了设备数量以及操作工人人数和占地面积，节省人力、物力；③减少了工件安装次数，利于保证表面间的位置精度；④采用的工装设备结构复杂，调整维修较困难，生产准备工作量大。192.2数控加工工艺设计工艺就是制造产品的方法。所谓数控加工工艺，就是用数控机床加工零件的方法。数控机床加工与普通机床加工在方法和内容上很相似、但加工过程的控制方式却大相径庭。数控机床是按编写的数控程序进行自动加工，因此数控编程是关键。数控程序包含了零件加工中的工艺过程，所以必须掌握数控加工工艺。2.2.1数控加工工艺一般过程20数控加工的工艺内容十分明确而且具体数控加工工艺具有如下的特点数控加工的工艺工作准确而且严密数控加工的工序相对集中数控加工工艺设计的主要内容：（1）选择并确定进行数控加工的零件及内容（2）对零件图纸进行数控加工的工艺分析（3）数控加工的工艺方案的制定21（5）工步、进给路线的确定（6）选择数控机床的类型（7）刀具、夹具、量具的选择和设计（8）切削参数的确定（9）加工程序的编写、校验和修改（10）首件试加工与现场问题处理（11）数控加工工艺技术文件的定型与归档（4）对零件图形的数学处理222.2.2数控加工内容的选择1.选择原则：通用机床无法加工的内容通用机床难加工，质量难以保证的内容通用机床加工效率低、操作劳动强度大的内容232.2.3加工程序编写与校验1、数控加工编程任务书编程任务书阐明了工艺人员对数控加工工序的技术要求、工序说明和数控加工前应保证的加工余量，是编程员与工艺人员协调工作和编制数控程序的重要依据之一242、数控加工工序卡工步号工步内容刀具号刀具规格(mm)主轴转速(r/min)进给速度(mm/min)背吃刀量(mm)备注1粗铣削上表面，留0.3余量T01Ф1002541200.72粗铣内型腔与外轮廓单边留0.3余量T02Ф18530844.73精铣削上表面到图纸尺寸T01Ф100287700.34精铣深度尺寸达图纸要求T02Ф18700560.35精铣内型腔与外轮廓到图纸尺寸T02Ф18700560.3253.数控加工刀具卡26加工中心与数控铣床的异同:加工中心是在数控机床的基础上发展起来的，都是通过程序控制多轴联动走刀进行加工的数控机床。不同的是加工中心具有刀库和自动换刀功能。加工中心的主要加工对象加工中心适于加工形状复杂、工序多、精度要求较高，普通机床加工需多次装夹调整困难的的工件。常用于加工箱体类零件带复杂曲面的零件异形件板、套、盘、壳体类零件加工中心的主要加工对象加工中心的结构及类型卧式加工中心龙门加工中心立式加工中心复合加工中心按机床主轴布局形式分主轴轴心线设置在竖直状态主轴轴心线设置在水平状态具有可移动的龙门框架、主轴头装在龙门框架上、主轴轴心线设置在垂直状态立卧两用加工中心，具有立式和卧式加工中心的功能立式加工中心加工中心的结构及类型龙门式加工中心加工中心的结构及类型无机械手的加工中心带刀库、机械手的加工中心刀库转塔式加工中心按换刀形式分加工中心的结构及类型可装20把刀的无臂式ATC刀具库加工中心的结构及类型可装24把刀的有臂式ATC刀具库加工中心的结构及类型可装32把刀的有臂式刀具库加工中心的结构及类型可装60把刀的刀具库加工中心的结构及类型加工中心加工工件的安装选择基准的三个基本要求：所选基准应能保证工件定位准确装卸方便方便可靠所选基准与各加工部位的的尺寸计算简单保证加工精度选择定位基准6原则：尽量选择设计基准作为定位基准定位基准与设计基准不能统一时，应严格控制定位误差保证加工精度工件需两次以上装夹加工时，所选基准在一次装夹定位能完成全部关键精度部位的加工所选基准要保证完成尽可能多的加工内容批量加工时，零件定位基准应尽可能与建立工件坐标系的对刀基准重合加工中心加工定位基准的选择需要多次装夹时，基准应该前后统一加工中心夹具的确定对夹具的基本要求：夹紧机构不得影响进给，加工部位要敞开夹具在机床上能实现定向安装夹具的刚性与稳定性要好不影响进给的装夹示例加工中心夹具的确定通用夹具组合夹具专用夹具可调整夹具多工位夹具常用夹具种类成组夹具加工中心夹具的确定新型数控夹具体加工中心夹具的确定孔系组合夹具加工中心夹具的确定槽系组合夹具加工中心夹具的确定加工中心夹具的选用原则：在保证加工精度和生产效率的前提下，优先选用通用夹具批量加工可考虑采用简单专用夹具大批量加工可考虑采用多工位夹具和高效的气压、液压等专用夹具采用成组工艺时应使用成组夹具加工中心夹具的确定3数控加工编程一、数控机床坐标系二、数控程序的组成三、数控程序编制的内容及步骤四、数控程序编制的方法五、数控基本编程代码一、数控机床坐标系机床坐标系也叫标准坐标系——是为了确定机床的运动方向和移动的距离，而在机床上建立的一个坐标系。机床坐标系是一个基准坐标系。㈠数控机床坐标系及运动方向的有关规定1、标准坐标系（机床坐标系）的规定：采用右手直角笛卡儿坐标系。大拇指的方向为X轴的正方向，食指指向为Y轴的正方向，中指指向为Z轴的正方向。三个旋转坐标A、B、C分别表示其轴线平行于X、Y、Z坐标的旋转运动，其正方向用右手螺旋法则确定。2、刀具运动原则——工件静止、刀具运动规定：不论数控机床的进给运动是刀具相对于工件运动（数控车床），还是工件相对于刀具运动（数控铣床），编程时都假定工件不动，刀具相对于静止的工件运动。㈡机床坐标轴运动方向的确定机床坐标轴的判定顺序一般为：先确定Z轴，再确定X轴，最后按右手定则判定Y轴。坐标轴正方向的规定：刀具远离工件的方向为坐标轴运动的正方向。1.Z坐标的确定—由传递切削动力的主轴所决定规定与主轴轴线平行的标准坐标轴即为Z坐标。主轴：是指产生或传递切削动力的轴。Z坐标的正方向：取刀具远离工件的方向为正方向Z坐标+Z2.X坐标的确定对工件旋转的机床（如车床、外圆磨床等）——X坐标轴是在工件径向，垂直于Z轴，且平行于横向滑板。正方向：取刀具远离工件的方向。+ZX坐标+X3、Y坐标的运动——垂直于X、Z坐标的运动，其正方向根据右手笛卡儿坐标系来确定。+Z+X+Y数控教研室4、附加坐标轴如果在基本的坐标X、Y、Z之外，还有第二组平行于他们的坐标运动，就称为附加坐标。分别用U、V、W。如果还有第三组，则应分别指定为P、Q、R。如果在第一组回转运动A、B、C之外，还有第二组平行或不平行于A、B、C的回转运动，可指定为D、E、F。二、数控程序的组成一般由起始符、程序号、程序内容和程序结束、结束符组成如：Fanuc21M的格式程序号：在字母“O”后面紧接最多4个阿拉伯数字组成。程序段号：是每个程序功能段的参考代码，一个程序段号必须在字母“N”后紧接最多6个阿拉伯数字程序段：一个程序段能完成某一个功能，程序段中含有执行一个工序所需的全部数据，程序段由若干个坐标字组成如：N10G01X15Y20F500M08;坐标字：用于在轴方向移动和设置坐标系的命令称为坐标字，坐标字包括轴的地址符及代表移动量的数值，其基本构成见下表各地址的格式及取值范围三.数控编程的内容及步骤数控加工程序编制，简称数控编程——是把数控加工程序记录在介质上，并输入数控系统；简单地说，就是制备数控加工程序的过程。数控加工程序（或零件程序）——根据被加工零件的图纸及其技术要求、工艺要求等切削加工的必要信息，按数控系统所规定的指令和格式编制的数控加工指令序列。一、数控程序编制的内容及步骤Step1图样分析和工艺制定对零件图样进行分析，明确加工的内容和要求；确定加工方案；选择适合的数控机床；选择合适刀具和夹具；确定合理的走刀路线及选择合理的切削用量等Step2数学处理在确定了工艺方案后，就需要根据零件的几何尺寸、加工路线等，计算刀具中心运动轨迹，以获得刀位数据。数控系统一般均具有直线插补与圆弧插补功能，对于加工由圆弧和直线组成的较简单的平面零件，只需要计算出零件轮廓上相邻几何元素交点或切点的坐标值，得出各几何元素的起点、终点、圆弧的圆心坐标值等，就能满足编程要求Step3编写加工程序程序编制人员使用数控系统的程序指令，按照规定的程序格式，逐段编写加工程序。程序编制人员应对数控机床的功能、程序指令及代码十分熟悉，才能编写出正确的加工程序。Step4程序检验及试切将编写好的加工程序输入数控系统，就可控制数控机床的加工。一般在正式加工之前，要对程序进行检验。通常可采用机床空运转的方式，来检查机床动作和运动轨迹的正确性，以检验程序。在具有图形模拟显示功能的数控机床上，可通过显示走刀轨迹或模拟刀具对工件的切削过程，对程序进行检查三、数控编