數(shù)控加工工藝分析方法課件

1、數(shù)控加工工藝分析方法數(shù)控加工工藝分析方法一、數(shù)控加工工藝分析方法一、數(shù)控加工工藝分析方法（一）零件圖的工藝分析（一）零件圖的工藝分析（二）加工方法的選擇（二）加工方法的選擇（三）工序的劃分（三）工序的劃分（四）定位與夾緊方式的確定（四）定位與夾緊方式的確定數(shù)控加工工藝分析方法（五）加工順序的安排（五）加工順序的安排（六）確定走刀路線和工步順序（六）確定走刀路線和工步順序（七）切削用量的選擇（七）切削用量的選擇（八）對刀點與換刀點的確定（八）對刀點與換刀點的確定（九）高速切削加工技術（九）高速切削加工技術數(shù)控加工工藝分析方法（一）數(shù)控車削加工典型零件工藝分析實例（一）數(shù)控車削加工典型零件工藝分析

2、實例（二）數(shù)控銑削加工典型零件工藝分析實例（二）數(shù)控銑削加工典型零件工藝分析實例數(shù)控加工工藝分析方法（一）零件圖的工藝分析（一）零件圖的工藝分析 1 1、零件圖分析、零件圖分析（1 1）尺寸標注方法分析）尺寸標注方法分析 注意基準統(tǒng)一原則，減少累積誤差。注意基準統(tǒng)一原則，減少累積誤差。（2 2）零件圖的完整性與正確性分析）零件圖的完整性與正確性分析 幾何圖素條件要求充分。幾何圖素條件要求充分。數(shù)控加工工藝分析方法（3）零件技術要求分析）零件技術要求分析 尺寸精度、形狀精度、位置精度、表面粗尺寸精度、形狀精度、位置精度、表面粗糙度、熱處理等都會影響工藝方案。同時考慮糙度、熱處理等都會影響工藝方案

3、。同時考慮安裝、刀具、切削用量。安裝、刀具、切削用量。（4）零件材料分析）零件材料分析 材料影響價格、切削用量、工藝方案。材料影響價格、切削用量、工藝方案。數(shù)控加工工藝分析方法（1 1）采用統(tǒng)一的幾何類型和尺寸，減少換刀，）采用統(tǒng)一的幾何類型和尺寸，減少換刀， 提高效率，減少成本。提高效率，減少成本。（2 2）內槽圓角影響刀具的選擇，應大些。）內槽圓角影響刀具的選擇，應大些。數(shù)控加工工藝分析方法（3）槽底圓角應小些，提）槽底圓角應小些，提高工藝性和效率。高工藝性和效率。（4）統(tǒng)一基準定位，減少）統(tǒng)一基準定位，減少定位誤差。定位誤差。（5）減少刀具數(shù)量，減低）減少刀具數(shù)量，減低成本和減少定位誤差

4、。成本和減少定位誤差。數(shù)控加工工藝分析方法1、外圓表面加工方法的選擇、外圓表面加工方法的選擇 數(shù)控加工工藝分析方法2、內孔表面加工方法的選擇、內孔表面加工方法的選擇數(shù)控加工工藝分析方法1 1、 40H740H7孔粗糙度要孔粗糙度要求較高，選擇鉆孔求較高，選擇鉆孔粗鏜（或擴孔）粗鏜（或擴孔）半精鏜半精鏜精鏜方案。精鏜方案。2 2、 1313和和 2222孔沒孔沒有尺寸公差要求，粗有尺寸公差要求，粗糙度要求不高，選擇糙度要求不高，選擇鉆孔鉆孔锪孔方案。锪孔方案。數(shù)控加工工藝分析方法3、平面加工方法的選擇、平面加工方法的選擇 數(shù)控加工工藝分析方法 4、平面輪廓和曲面輪廓加工方法的選擇、平面輪廓和曲面

5、輪廓加工方法的選擇 方法有數(shù)控銑削、線切割及磨削等方法有數(shù)控銑削、線切割及磨削等 對對曲面輪廓，采用數(shù)控銑削。曲面輪廓，采用數(shù)控銑削。對平面外輪廓，對平面外輪廓，采用數(shù)控銑削。采用數(shù)控銑削。對曲率半徑較對曲率半徑較小的平面內輪小的平面內輪廓，采用線切廓，采用線切割。割。數(shù)控加工工藝分析方法1.工序劃分的原則工序劃分的原則工序集中原則（數(shù)控加工常采用的原則）：工序集中原則（數(shù)控加工常采用的原則）： 減少設備投入，減少安裝次數(shù)、有利于保減少設備投入，減少安裝次數(shù)、有利于保證加工精度。調整麻煩，生產周期長。證加工精度。調整麻煩，生產周期長。工序分散原則：工序分散原則： 設備投入成本大，生產效率高。設

6、備投入成本大，生產效率高。數(shù)控加工工藝分析方法 2.工序劃分方法工序劃分方法 考慮生產綱領、設備、零件結構和技術要求。考慮生產綱領、設備、零件結構和技術要求。要求遵循以下原則：要求遵循以下原則：（1）按所用刀具劃分。如加工中心，減少換刀次數(shù)。）按所用刀具劃分。如加工中心，減少換刀次數(shù)。（2）按安裝次數(shù)劃分。減少定位誤差。）按安裝次數(shù)劃分。減少定位誤差。（3）按粗、精加工劃分。減少誤差復映，提高加工精）按粗、精加工劃分。減少誤差復映，提高加工精度。度。（4）按加工部位劃分。減少空行程，提高效率。）按加工部位劃分。減少空行程，提高效率。數(shù)控加工工藝分析方法 正確選用定位方案和夾緊方式是正確選用定位

7、方案和夾緊方式是保證加工精度的條件。保證加工精度的條件。 要求：基準重合、減少安裝次數(shù)、要求：基準重合、減少安裝次數(shù)、避免采用占機調整方式。避免采用占機調整方式。數(shù)控加工工藝分析方法1、基面先行原則：減少定位誤差。、基面先行原則：減少定位誤差。2、先粗后精原則：減少誤差復映。、先粗后精原則：減少誤差復映。3、先主后次原則：減少不必要的浪費。、先主后次原則：減少不必要的浪費。4、先面后孔：避免切削變形，保證孔的加工精度。、先面后孔：避免切削變形，保證孔的加工精度。5、先近后遠原則：減少空行程，提高效率。、先近后遠原則：減少空行程，提高效率。數(shù)控加工工藝分析方法 走刀路線是刀具刀位點在整個加工工序

8、中走刀路線是刀具刀位點在整個加工工序中的運動軌跡，它不但包含了工步的內容，也反的運動軌跡，它不但包含了工步的內容，也反映了工步的順序。映了工步的順序。 數(shù)控加工工藝分析方法1、應能保證零件的加工精度和表面粗糙度、應能保證零件的加工精度和表面粗糙度要求。要求。u 銑削平面零件外輪廓時，刀具的切銑削平面零件外輪廓時，刀具的切入、切出應沿輪廓切線方向進行，避免入、切出應沿輪廓切線方向進行，避免在工件表面形成接刀痕。且注意在工件表面形成接刀痕。且注意留有切留有切入長度和切出長度。入長度和切出長度。 數(shù)控加工工藝分析方法數(shù)控加工工藝分析方法u 銑削平面零件內輪廓時，刀具切銑削平面零件內輪廓時，刀具切入、

9、切出點應選擇在輪廓兩幾何元素入、切出點應選擇在輪廓兩幾何元素的交點處。若無交點，刀具切入、切的交點處。若無交點，刀具切入、切出點應遠離拐角，或選擇圓弧切入、出點應遠離拐角，或選擇圓弧切入、切出。切出。 數(shù)控加工工藝分析方法銑削內輪廓的銑削內輪廓的切入切出路徑切入切出路徑數(shù)控加工工藝分析方法銑削無交點內輪廓的切入切出路徑銑削無交點內輪廓的切入切出路徑從拐角切入、切從拐角切入、切出，容易產生過出，容易產生過切現(xiàn)象。切現(xiàn)象。從直線中間圓弧從直線中間圓弧切入、切出。切入、切出。數(shù)控加工工藝分析方法XOY對刀點(b)(a)對刀點YOXXXYY數(shù)控加工工藝分析方法數(shù)控加工工藝分析方法l行切法行切法 刀具沿

10、某一方向（如刀具沿某一方向（如X）進行切削，）進行切削，沿另一方向進給，來回往復切削去除加工沿另一方向進給，來回往復切削去除加工余量。余量。l環(huán)切法環(huán)切法 刀具沿與精加工輪廓平行的路線進行刀具沿與精加工輪廓平行的路線進行切削，從外向內或從內向外，呈環(huán)狀逐步切削，從外向內或從內向外，呈環(huán)狀逐步去除加工余量。去除加工余量。數(shù)控加工工藝分析方法行切法行切法環(huán)切法環(huán)切法數(shù)控加工工藝分析方法 銑削內腔的三種走刀路線銑削內腔的三種走刀路線 數(shù)控加工工藝分析方法數(shù)控加工工藝分析方法。 孔加工最短走刀路線選擇孔加工最短走刀路線選擇數(shù)控加工工藝分析方法對刀點工步起點工步起點對刀點粗車矩形循環(huán)進給路線選擇粗車矩形

11、循環(huán)進給路線選擇數(shù)控加工工藝分析方法粗車進給路線選擇粗車進給路線選擇數(shù)控加工工藝分析方法3、應使數(shù)值計算簡單，以減少編程工作量。、應使數(shù)值計算簡單，以減少編程工作量。4、應選擇使工件加工變形小的走刀路線。、應選擇使工件加工變形小的走刀路線。 對薄板類零件應采用分層切削或對稱對薄板類零件應采用分層切削或對稱切削的走刀路線。切削的走刀路線。數(shù)控加工工藝分析方法1、切削用量的選擇原則、切削用量的選擇原則 考慮切削力、切削功率、刀具磨損、考慮切削力、切削功率、刀具磨損、加工質量和加工成本。加工質量和加工成本。（1）粗加工時切削用量的選擇原則：）粗加工時切削用量的選擇原則： 主要考慮保證提高效率和刀具耐

12、用度。主要考慮保證提高效率和刀具耐用度。 背吃刀量背吃刀量 進給量進給量 切削速度切削速度數(shù)控加工工藝分析方法（2） 精加工時的切削用量的選擇原則：精加工時的切削用量的選擇原則： 主要考慮保證加工精度和表面粗糙度，主要考慮保證加工精度和表面粗糙度，其次是刀具耐用度和效率。其次是刀具耐用度和效率。 背吃刀量背吃刀量 進給量進給量 切削速度切削速度u 數(shù)控車削刀具、工件材料、切削用量選擇視頻數(shù)控車削刀具、工件材料、切削用量選擇視頻u 數(shù)控銑削刀具、工件材料、切削用量選擇視頻數(shù)控銑削刀具、工件材料、切削用量選擇視頻數(shù)控加工工藝分析方法（1）背吃刀量的選擇（常規(guī)加工條件下）背吃刀量的選擇（常規(guī)加工條件

13、下）u CK6140CK6140機床車削工藝時：機床車削工藝時：l 粗車：粗車：3mm 3mm l 半精加工：半精加工：330.5mm0.5mml 精加工：精加工： 0.5 0.50.05mm0.05mm數(shù)控加工工藝分析方法u XK714 XK714機床銑削工藝時：機床銑削工藝時：l 粗銑：粗銑：X X、Y Y方向取刀具直徑的方向取刀具直徑的75%75% Z Z方向取刀具半徑的方向取刀具半徑的1/41/41/61/6l 半精加工：半精加工：X X、Y Y方向取刀具直徑的方向取刀具直徑的50%50% Z Z方向取刀具半徑的方向取刀具半徑的1/41/41/61/6l 精加工：精加工：X X、Y Y

14、方向取方向取0.10.10.50.5mm Z Z方向取方向取0.10.10.30.3mm數(shù)控加工工藝分析方法 主要根據零件的表面粗糙度、加工主要根據零件的表面粗糙度、加工精度、刀具和工件的材料、刀具的刃數(shù)精度、刀具和工件的材料、刀具的刃數(shù)等因素選擇。等因素選擇。 u 車削加工時：車削加工時：l 粗加工：粗加工：0.30.5mm/rl 半精加工：半精加工：0.150.25mm/rl 精加工：精加工：0.050.15mm/r數(shù)控加工工藝分析方法u 銑削加工時：銑削加工時： Vf = fzZn=（0.050.18）Zn 進給速度進給速度=每刃切削量每刃切削量刀具刃數(shù)刀具刃數(shù)主軸轉主軸轉速速 刀具小時

15、取小端數(shù)值，刀具大時取大端數(shù)刀具小時取小端數(shù)值，刀具大時取大端數(shù)值。每種規(guī)格的刀具每刃切削量變化在值。每種規(guī)格的刀具每刃切削量變化在0.010.03的范圍內，刃數(shù)少時取偏大的值，的范圍內，刃數(shù)少時取偏大的值，刃數(shù)多時取偏小的數(shù)值。精加工時取刃數(shù)多的刃數(shù)多時取偏小的數(shù)值。精加工時取刃數(shù)多的刀具，粗加工時取刃數(shù)少的刀具。刀具，粗加工時取刃數(shù)少的刀具。 數(shù)控加工工藝分析方法 根據已經選定的背吃刀量、進給量、根據已經選定的背吃刀量、進給量、刀具材料和刀具耐用度等選擇。刀具材料和刀具耐用度等選擇。 n =1000 Vc/D 主軸轉速主軸轉速=1000切削線速度切削線速度/（刀刀具直徑或工件直徑）具直徑或

16、工件直徑）數(shù)控加工工藝分析方法u 高速鋼刀具：高速鋼刀具：l 粗加工：粗加工：V 15m/min l 半精加工：半精加工：V 25m/min l 精加工：精加工：V 45m/min u 硬質合金刀具：硬質合金刀具：l 粗加工：粗加工：V 30m/min l 半精加工：半精加工：V 50m/min l 精加工：精加工：V 100m/minu 陶瓷刀具：陶瓷刀具：510倍的硬質合金刀具倍的硬質合金刀具 數(shù)控加工工藝分析方法1、對刀點的確定、對刀點的確定u對刀點對刀點加工零件時刀具相對于工加工零件時刀具相對于工件運動的起始點。件運動的起始點。u對刀點的選擇原則對刀點的選擇原則l便于數(shù)字處理和簡化編程

17、。便于數(shù)字處理和簡化編程。l容易找正、便于檢查。容易找正、便于檢查。l引起的加工誤差小。引起的加工誤差小。數(shù)控加工工藝分析方法u換刀點換刀點指刀架轉位換刀時的位置。指刀架轉位換刀時的位置。 u換刀點選擇原則：換刀點選擇原則： 換刀點應設在工件或夾具的外部，換刀點應設在工件或夾具的外部，刀架轉位時刀具不與其他部位干涉為原刀架轉位時刀具不與其他部位干涉為原則。則。 數(shù)控加工工藝分析方法 高速切削的切削速度比常規(guī)切削速高速切削的切削速度比常規(guī)切削速度高度高510倍以上。高速切削加工技術體倍以上。高速切削加工技術體系是機床、刀具、工件、加工工藝、切系是機床、刀具、工件、加工工藝、切削過程監(jiān)控、切削機理

18、等諸多方面的有削過程監(jiān)控、切削機理等諸多方面的有機集成。機集成。 u 高速切削加工視頻高速切削加工視頻數(shù)控加工工藝分析方法u切削力隨著切削速度的提高而下降；切削力隨著切削速度的提高而下降；u切削產生的熱量絕大部分被切屑帶走；切削產生的熱量絕大部分被切屑帶走；u加工表面質量提高；加工表面質量提高；u在高速切削范圍內，機床的激振頻率遠在高速切削范圍內，機床的激振頻率遠離工藝系統(tǒng)的固有頻率范圍。離工藝系統(tǒng)的固有頻率范圍。 數(shù)控加工工藝分析方法u有利于提高生產效率；有利于提高生產效率；u有利于改善工件的加工精度和表面質量；有利于改善工件的加工精度和表面質量；u有利于減少模具加工中的手工拋光；有利于減少

19、模具加工中的手工拋光；u有利于減小工件變形；有利于減小工件變形；u有利于使用小直徑刀具；有利于使用小直徑刀具；u有利于加工薄壁零件和脆性材料；有利于加工薄壁零件和脆性材料；u有利于加工較大零部件。有利于加工較大零部件。 數(shù)控加工工藝分析方法u加工材料加工材料 適于高速切削加工的工件材料包括鋁適于高速切削加工的工件材料包括鋁合金、鋼、鑄鐵、鉛、銅及銅合金合金、鋼、鑄鐵、鉛、銅及銅合金 ，此外，此外還包括模具鋼、鈦合金、不銹鋼、鎳基合還包括模具鋼、鈦合金、不銹鋼、鎳基合金、纖維增強合成樹脂等難加工材料。金、纖維增強合成樹脂等難加工材料。 數(shù)控加工工藝分析方法數(shù)控加工工藝分析方法 目前，高速切削加工

20、技術主要應用于車目前，高速切削加工技術主要應用于車削和銑削工藝，今后將涵蓋所有的傳統(tǒng)加工削和銑削工藝，今后將涵蓋所有的傳統(tǒng)加工范疇，從粗加工到精加工，從車削、銑削到范疇，從粗加工到精加工，從車削、銑削到鏜削、鉆削、拉削、鉸削、攻絲、滾齒等。鏜削、鉆削、拉削、鉸削、攻絲、滾齒等。 航空制造業(yè)、模具制造業(yè)、汽車制造業(yè)航空制造業(yè)、模具制造業(yè)、汽車制造業(yè)等行業(yè)均已積極采用高速切削加工技術。等行業(yè)均已積極采用高速切削加工技術。 數(shù)控加工工藝分析方法（一）數(shù)控車削加工典型零件工藝分析實例（一）數(shù)控車削加工典型零件工藝分析實例 軸承套軸承套數(shù)控車削加數(shù)控車削加工工藝（單工工藝（單件小批量生件小批量生產），所

21、用產），所用機床為機床為CJK6240CJK6240。 數(shù)控加工工藝分析方法采取以下工藝措施：采取以下工藝措施：1）編程時取基本尺寸。）編程時取基本尺寸。2）先加工左、右端面。）先加工左、右端面。3）內孔尺寸較小，鏜）內孔尺寸較小，鏜120錐孔、錐孔、32孔及孔及15斜面時需掉頭裝夾。斜面時需掉頭裝夾。數(shù)控加工工藝分析方法1）內孔加工時以外圓定位，用三爪自動）內孔加工時以外圓定位，用三爪自動定心卡盤夾緊。定心卡盤夾緊。2）加工外輪廓時，需要設一圓錐心軸裝）加工外輪廓時，需要設一圓錐心軸裝置，用三爪卡盤夾持心軸左端，心軸右置，用三爪卡盤夾持心軸左端，心軸右端留有中心孔并用尾座頂尖頂緊。端留有中心

22、孔并用尾座頂尖頂緊。數(shù)控加工工藝分析方法外輪廓車削裝夾方案外輪廓車削裝夾方案 數(shù)控加工工藝分析方法 先加工內孔各表先加工內孔各表面，再加工外輪廓表面，再加工外輪廓表面。由于該零件為單面。由于該零件為單件小批量生產，外輪件小批量生產，外輪廓表面車削走刀路線廓表面車削走刀路線可沿零件輪廓順序進可沿零件輪廓順序進行。行。 外輪廓加工走刀路線外輪廓加工走刀路線 數(shù)控加工工藝分析方法數(shù)控加工工藝分析方法 根據被加工表面質量要求、刀具材料根據被加工表面質量要求、刀具材料和工件材料，參考切削用量手冊或有關資和工件材料，參考切削用量手冊或有關資料選取切削速度與每轉進給量，計算結果料選取切削速度與每轉進給量，計算結果祥見工序卡。祥見工序卡。 數(shù)控加工工藝分析方法數(shù)控加工工藝分析方法 加工平面加工平面凸輪零件上的凸輪零件上的槽與孔，外部槽與孔，外部輪廓已加工完輪廓已加工完，零件材料為，零件材料為HT200。數(shù)控加工工藝分析方法 1） 凸輪槽內外輪廓及凸輪槽內外輪廓及20、12兩個孔兩個孔的加工應分粗、精加工兩個階段進行，以的加工應分粗、精加工兩個階段進行，以保證表面粗糙度要求。保證表面粗糙度要求。 2） 應以底面應以底面A定位，提高裝夾剛度以滿定位，提高裝夾剛度以滿足垂直度要求。足垂直度要求。021. 00數(shù)控加工工藝分析方法