第7章数控加工工艺设计.ppt

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7.1 零件加工工艺规程
(4)数控机床集中加工的特点数控机床加工具有工艺复合性特点，传统加工工艺下的一道工序
在数控加工中常常成为一个或几个工步，可以说数控加工把传统工艺中的工序“集成”了。这使得零件加工所需的专用夹具数量大为减少，零件装夹次数大大减少，节约工序之间的运输、测量和装夹等辅助时间，还可以减少机床占地面积，节约厂房，既省时间又省人力。
在粗加工之后，精加工之前，零件转换车间时，以及重要工序之后和全部加工完毕、进库之前，一般都要安排检验工序。
除检验外，其他辅助工序有:表面强化和去毛刺、倒棱、清洗、防锈等。正确地安排辅助工序是十分重要的。如果安排不当或遗漏，将会给后续工序和装配带来困难，甚至影响产品的质量，所以必须给予重视。
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7.1 零件加工工艺规程
6.工序顺序的安排切削加工顺序的安排一般有下列规则。
(1)基面先行:用作精基准的表面，要首先加工出来。 (2)先粗后精:先安排粗加工，中间安排半精加工，最后安排精加工和光整加工。 (3)先面后孔:对于箱体、支架、连杆、底座等零件，先加工用作定位的平面和孔的端面，然后再加工孔。 (4)合理安排热处理、辅助工序:粗加工后，一般要安排去应力热处理，以消除内应力;精加工前，要安排淬火等最终热处理，其变形可以通过精加工予以消除。检验工序一般可安排在关键工序前后;零件从一个车间转到另一个车间加工前后;粗加工阶段结束后;零件全部加工完毕后。
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7.2 数控加工工艺设计过程
7. 2. 2数控加工内容的选择
当选择并决定对某个零件进行数控加工后，并非其全部加工内容都采用数控加工，宜选择那些适合、需要的内容和工序进行数控加工，注意充分发挥数控的优势。 1.选择数控加工内容
(1)选择普通机床无法加工的复杂异形零件结构作为数控加工内容。 (2)选择普通机床加工质量难以保证的内容作为数控加工内容。 (3)选择普通机床加工效率低、工人手工操作劳动强度大的内容作为数控加工内容。 (4)选择一致性要求好的零件作为数控加工内容。
化晶粒，改善金属的加工性能。 (2)时效处理。时效处理以消除内应力、减少工件变形为目的。为
了消除残余应力，在工艺过程中需安排时效处理。 (3)调质。对零件淬火后再高温回火，能消除内应力、改善加工性
能并能获得较好的综合力学性能。一般安排在粗加工之后进行。对一些性能要求不高的零件，调质也常作为最终热处理。
何保证加工质量。 (4)光整加工阶段—对于表面粗糙度和尺寸精度要求很高的表面，
还需要进行光整加工阶段。这个阶段的主要目的是提高表面质量，一般不能用于提高形、位精度。
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7.1 零件加工工艺规程
3.工件加工过程中的热处理安排 (1)退火与正火。退火与正火的目的是为厂消除组织的不均匀，细
2)审查零件结构的工艺性，在充分领会产品的使用要求和设计要求的前提下，审查零件制造工艺的可行性和加工的经济性，遇到工艺问题与设计问题有矛盾时，与设计人员共同磋商解决方法。
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7.1 零件加工工艺规程
7.1.3确定毛坯
1.毛坯的种类选择毛坯的种类和制造方法时，应全面考虑机械加工成本和毛坯
第7章数控加工工艺设计
7.1 零件加工工艺规程 7.2 数控加工工艺设计过程 7.3 数控加工刀具路径的拟定 7.4 手工编程数据的数学处理方法 7.5 学会数控铣削用量选用的一般方法 7.6 先导案例的解决
7.1 零件加工工艺规程
7.1.1机械加工工艺总过程
制订机械加工工艺规程一般需要如下过程: (1)分析加工零件。要设计零件生产加工工艺，首先要分析加工零件，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。 (2)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。 (3)拟订零件机械加工工艺总过程。包括: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和工序间的相互组合等。 (4)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。
制造成本。 (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。
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7.1 零件加工工艺规程
(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。
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7.2 数控加工工艺设计过程
选择机床的精度等级应根据被加工工件关键部位的加工精度要求来确定，一般来说，批量生产零件时，实际加工出的精度公差数值为机床定位精度公差数值的1. 5~2倍。 6.考虑设备运行的可靠性
衡量设备可靠性的两个指标。 (1)平均无故障时间(MTBF)，其值可表示成:MTBF=总工作时间/总故障次数(小时)。 (2)平均排除故障时间(MTTR),即从出现故障直到故障排除恢复正常为止的平均时间。
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7.2 数控加工工艺设计过程
7. 2. 1数控加工工艺一般过程
用数控机床上加工工件时，首先应先根据工件图样，分析工件的结构形状、尺寸和技术要求，以此作为制定工件数控加工工艺的依据。
制订数控加工工艺过程，首先，要确定工件数控加工的内容、要求;然后，设计加工过程，选择机床和刀具，确定工件定位装夹，确定数控工序中工步和次序，确定每个工步的刀具路线、切削参数;最后，填写工艺文件和加工程序及程序校验等。数控加工工艺过程如图 7-2所示。
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7.1 零件加工工艺规程
7.1.2加工零件分析
制订零件加工工艺规程前，准确地对加工零件进行分析，是制定零件加工工艺规程的前提，零件分析包括:
1)分析产品的装配图和零件的工作图，熟悉该产品的用途、性能及工作条件，明确被加工零件在产品中的装配位置和作用，进而厂解零件上各项技术要求制订的依据，找出主要技术要求和加工关键，以便在拟订工艺规程时采取适当的工艺措施加以保证，对图纸的完整性、技术要求的合理性以及材料选择是否恰当等提出意见。
工序间周转情况等因素，合理使用数控机床。
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7.2 数控加工工艺设计过程
7. 2. 3数控加工要求分析
对适合数控加工的工件图样进行分析，以明确数控机床加工内容的加工要求。分析工件图是其加工工艺的开始，工件图提出的要求又是加工工艺的结果和目标。 1.对尺寸标注的分析
工件图样用尺寸标注确定零件形状、结构大小和位置要求，是正确理解零件加工要求的主要的依据。数控加工工艺人员对零件尺寸标注的分析应注意以下几点:
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7.1 零件加工工艺规程
2.加工阶段的划分对于那些加工质量要求较高或较复杂的零件表面，常将加工过程
分成从粗到精的几个阶段来完成。从粗到精过程可分成以下几个阶段: (1)粗加工阶段—切除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—主要保证精加工余量的均匀。 (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
零件的加工件数，对装夹与定位、刀具选择、工序安排及走刀路线的确定等都是不可忽视的因素。
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7.2 数控加工工艺设计过程
7. 2. 4选用数控机床
数控设备的选用应从以下几个方面 1.考虑机床的加工目标
选用数控机床时总是有一定的出发点，目的是解决生产中的某一个或几个问题，选是为了用，选中的数控机床应能较好地实现预定的目标。 2.考虑机床的工艺范围、类型
此，选用时要考虑主电动机功率是否能满足粗加工要求，转速范围是否合适;铰孔和攻螺纹时要求低速大扭矩;钻孔时，尤其钻直径较大的孔，要验算进刀力是否足够。 5.考虑加工精度及精度保持性
影响数控机床加工精度的因素很多，如编程精度、插补精度、伺服系统跟随精度、机械精度等，在机床使用过程中还会有很多影响加工精度的因素发生，如温度的影响、力、振动、磨损的影响等。对用户选用机床而言，主要考虑的是综合加工精度，即加工一批零件，然后进行测量，统计、分析误差分布情况。
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7.1 零件加工工艺规程
7.1.4加工工艺路线的制定
1.表面加工方法的选择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。由于获得同一精度和粗糙度的加工方法往往有几种，在选择时除厂考虑生产率要求和经济效益外，还应考虑下列因素:
(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
(4)淬火、渗碳淬火和渗氮。它们的主要目的是提高零件的硬度和耐磨性，常安排在精加工(磨削)之前进行，其中渗氮由于热处理温度较低，零件变形很小，也可以安排在精加工之后。
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7.1 零件加工工艺规程
4.零件加工过程中的辅助工序检验工序是主要的辅助工序，除每道工序由操作者自行检验外，
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7.2 数控加工工艺设计过程
2.不宜选择数控加工内容 (1)需要用较长时间占机调整的加工内容。 (2)加工余量极不稳定，且数控机床上又无法自动调整零件坐标位
置的加工内容。 (3)不能在一次安装中加工完成的零星分散部位，采用数控加工很
不方便，效果不明显，可以安排普通机床补充加工。此外，在选择数控加工内容时，还要考虑生产批量、生产周期、
影响到尺寸加工精度的工艺因素有机床的选择、刀具对刀方案、工件装夹定位选择及确定切削用量等因素。
尺寸公差，从零件的设计角度看，是表示工件尺寸所允许的误差的范围，它的大小影响零件的使用性能;从工件加工工艺的角度来解读公差，它首先是生产的命令之一，它规定加工中所有加工因素引起加工因素误差大小的总和必须在该公差范围内，或者说所有的加工因素“分享”厂这个公差，公差是所有加工因素公共的允许误差。
(1)分析图样尺寸标注方法是否适应数控加工的特点。 (2)分析图样中加工轮廓的几何元素是否充分。 (3)分析设计基准与工艺定位基准的统一问题，分析定位基准面的可靠性，以便设计装夹方案时，采取措施减少定位误差。
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7.2 数控加工工艺设计过程
2.公差要求分析分析零件图样上的公差要求，以确定控制其尺寸精度的加工工艺。
(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，它简单方便，生产周期短，但需经时效处理后才能进行机械加工。
(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。但因冲压模具昂贵而仅用于大批大量生产。 2.毛坯选择时应考虑形状和尺寸;零件的力学性能要求;本厂现有设备和技术水平;毛坯的种类、制造方法和尺寸偏差。
不同工艺类型的数控机床或加工中心，其使用范围也有一定的局限性，只有加工在其下艺范围内的工件，才能达到良好的效果。
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7.2 数控加工工艺设计过程
3.考虑机床规格机床规格主要是指机床的工作台尺寸以及运动范围等。
4.考虑主电机功率及进给驱动力等使用数控机床加工时，常常是粗、精加工在一次装夹下完成。因
7.1 零件加工工艺规程
5.工序划分—集中与分散工序划分主要采用工序集中或工序分散的原则。 (1)工序集中工序集中就是将零件的加工内容过程尽量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)工序分散工序分散就是将零件的加工分散到很多道工序内完成，每道工序加工的内容少，工艺路线很长。 (3)集中与分散的选择在拟定工艺路线时，工序集中或分散的程度，主要取决于生产规模、零件的结构特点和技术要求，有时，还要考虑各工序生产节拍的一致性。
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7.2 数控加工工艺设计过程
3.表面粗糙度要求表面粗糙度是保证零件表面微观精度的重要要求，也是合理选择
机床、刀具及确定切削用量的重要依据。机械加工时，表面粗糙度形成的原因，主要有两方面，一是几何因素，二是物理因素。 4.其他要求分析
图样上给出的零件材料要求，是选择刀具(材料、几何参数及使用寿命)和选择机床型号及确定有关切削用量等的重要依据。