第1章数控加工工艺分析
数控加工工艺分析
数控加工工艺分析数控加工工艺分析是指对数控加工过程中的各个环节和工艺条件进行细致分析和评估的过程。
通过对数控加工工艺的分析，可以有效提高加工效率、降低加工成本、改善产品质量，并且满足客户对产品的要求。
下面将从数控加工工艺设计、数控机床选择、刀具选择以及加工工艺参数等方面进行详细分析。
首先，数控加工工艺设计是数控加工的核心环节之一、在数控加工工艺设计时，需要确定加工过程中的每个工序的刀具路径和切削参数，包括切削速度、进给速度、切削深度等。
其中，切削路径的设计应尽量减少切削时间，减小切削力和刀具磨损。
切削参数的选择需要根据工件材料、刀具材料以及所要求的加工精度等方面综合考虑，以达到最佳的加工效果。
其次，数控机床的选择也是数控加工工艺分析的重要内容之一、数控机床的性能和精度直接影响加工质量和效率。
在数控机床选择时，应根据所要加工零件的尺寸、形状、材料以及工艺要求等因素来确定数控机床的类型和规格。
同时，还要考虑数控机床的刚性、稳定性、动态响应特性和自动刀具切换等功能，以满足不同加工需求的要求。
再次，刀具的选择对数控加工的质量和效率也有着重要影响。
刀具的选择应根据工件材料、切削任务以及加工精度的要求来确定。
一般而言，硬质合金刀具适用于加工硬材料和高速加工，而高速钢刀具适用于加工软材料，同时还可以根据不同的切削任务选择不同的刀具类型，如铣刀、钻头、车刀等。
最后，加工工艺参数的选择是数控加工工艺分析的重要环节之一、加工工艺参数的选择直接关系到加工质量和效率。
在选择加工工艺参数时，可以通过实验或者经验总结来确定最佳参数。
一般而言，切削速度应根据材料硬度、刀具类型以及切削任务来选择，进给速度应根据刀具的尺寸和刚性、加工表面的粗糙度要求以及加工工艺的稳定性来选择，切削深度应根据加工目标和刀具的性能来确定。
此外，还要注意加工中的冷却液、润滑剂的使用以及工件夹紧装置的设计与选择等。
综上所述，数控加工工艺分析是数控加工过程中十分重要的环节，通过对加工工艺设计、数控机床选择、刀具选择以及加工工艺参数的详细分析和评估，可以优化加工过程，提高加工效率和产品质量。
数控车削加工工艺分析
ＯＣＣＵＰＡＴＩＯＮ2011 5170数控车削加工工艺分析文/许新伟 韩长军零件数控车削加工工艺分析是制订车削工艺规程的重要内容之一，其主要包括选择各加工表面的加工方法、安排工序的先后顺序、确定刀具的走刀路线等。
技术人员应根据从生产实践中总结出来的一些综合性工艺原则，结合现场的实际生产条件，提出几种方案，通过对比分析，从中选择最佳方案。
一、拟定工艺路线１．加工方法的选择回转体零件的结构形状虽然是多种多样的，但它们都是由平面、内、外圆柱面、曲面、螺纹等组成，每一种表面都有多种加工方法，实际选择时应结合零件的加工精度、表面粗糙度、材料、结构形状、尺寸及生产类型等因素全面考虑。
２．加工顺序的安排在选定加工方法后，接下来就是划分工序和合理安排工序的顺序。
合理安排好切削加工、热处理和辅助工序的顺序，并解决好工序间的衔接问题，可以提高零件的加工质量、生产效率，降低加工成本。
在数控车床上加工零件，应按工序集中的原则划分工序，安排零件车削加工顺序一般遵循下列原则：（１）先粗后精。
按照粗车→（半精车）→精车的顺序进行，逐步提高零件的加工精度。
（２）先近后远。
这里所说的远与近，是按加工部位相对于换刀点的距离大小而言的。
（３）内外交叉。
对既有内表面（内型、腔），又有外表面的零件，安排加工顺序时，应先粗加工内外表面，然后精加工内外表面，加工内外表面时，通常先加工内型和内腔，然后加工外表面。
（４）刀具集中。
用一把刀加工完相应各部位，再换另一把刀，加工相应的其他部位，以减少空行程和换刀次数及换刀时间。
（５）基面先行。
用作精基准的表面应优先加工出来，原因是作为定位基准的表面越精确，装夹误差就越小。
例如加工轴类零件时，总是先加工中心孔，再以中心孔为精基准加工外圆表面和端面。
二、确定走刀路线走刀路线是指刀具从起刀点开始移动起，直至返回并结束加工程序所经过的路径，其包括刀具切削加工的路径及刀具引入、切出等非切削空行程，主要考虑以下几个问题：一是刀具引入、出。
第1章_数控加工工艺分析
零件的数控铣削结构工艺性图例
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1.2 加工方法的选择
• 对于外圆面，可采用车削、磨削加工等方法； • 内孔加工可采用钻、扩、铰、镗、磨等加工方法； • 数控铣或加工中心加工零件的表面为平面、曲面、
轮廓、孔和螺纹等，所选加工方法要与零件的表面 特征、所要求达到的精度及表面粗糙度相适应。下 面，作为重点探讨。
• 平面轮廓多由直线和圆弧或各种曲线构成，通常采用 三坐标数控铣床进行两轴半坐标加工。下图为由直线 和圆弧构成的零件平面轮廓ABCDEA，采用半径为R 的立铣刀沿周向加工，虚线ABCDEA为刀具中心的 运动轨迹。为保证加工面光滑，刀具沿PA切入，沿 AK切出 。
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• 三、固定斜角平面加工 • 固定斜角平面是与水平面成一固定夹角的斜面，
不完全定位中只设置与加工要求有关的 支承点，用较少的元件达到定位要求。
平板工件磨平面： 工件只有厚度和 平行度要求，通 过电磁工作台只 限制三个自由度。
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六点定位原理的应用
欠定位--按照加工要求应该被限制的自由度没
有被限制的定位称为欠定位。装夹中不允许有
欠定位。
加工部位
圆柱体工件
a
b
c
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六点定位原理的应用
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六点定位原理
夹具用合理 分布的六个 支承点，分 别限制工件 的六个自由 度，使工件 在夹具中的 位置完全确 定，称为 “六点定位 原理”。
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六点定位原理的应用
完全定位--工件的6个自由度全部被夹具中 的定位元件所限制。
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六点定位原理的应用
不完全定位—根据工件加工表面的不同加工 要求，定位支承点少于6个的定位。
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• 4． 保证基准统一原则 • 有些零件需要在铣完一面后再重新安装
数控加工技术(第4版)第一章
1. 1 数控加工的基本概念
• 1949 年, 帕森斯公司在麻省理工学院 ( MIT) 伺服机构试验室的协助 下开始从事数控机床的研制工作, 经过三年时间的研究, 于 1952 年试 制成功世界第一台数控机床试验性样机。 这是一台采用脉冲乘法器 原理的直线插补三坐标连续控制铣床, 即数控机床的第一代。 1955 年, 美在美国进入迅速发展阶段, 市场上出现了商品化数控机床。 1958 年, 美国克耐·杜列克公司 ( Keaney Trecker) 在世界上首先研 制成功带自动换刀装置的数控机床, 称为 “ 加工中心” ( Machining Center, MC)。
• 数控技术 ( Numerical Control Technology) 是指采用数字控制的方 法对某一个工作过程实现自动控制的技术。 在机械加工过程中使用 数控机床时, 可将其运行过程数字化, 这些数字信息包含了机床刀具的 运动轨迹、 运行速度及其他工艺参数等, 而这些数据可以根据要求很 方便地实现编辑修改, 满足了柔性化的要求。 它所控制的通常是位移、 角度、 速度等机械量或与机械能量流向有关的开关量。 数控的产生 依赖于数据载体及二进制形式数据运算的出现, 数控技术的发展与计 算机技术的发展是紧密相连的。
• 数控系统 ( Numerical Control System) 是实现数控技术相关功能 的软、 硬件模块的有机集成系统。 相对于模拟控制而言, 数字控制 系统中的控制信息是数字量, 模拟控制系统中的控制信息是模拟量, 数 字控制系统是数控技术的载体。
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1. 1 数控加工的基本概念
• 数控技术的发展过程见表 1 - 1。
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1. 1 数控加工的基本概念
数控加工零件的工艺分析与数控铣削加工工艺
数控加工零件的工艺分析与数控铣削加工工艺数控加工是指利用计算机数控系统，通过编写程序控制机床工作来加工零件的一种加工方式。
在工业生产中，数控加工因其高精度、高效率、高灵活性等优点而被广泛应用。
其中数控铣削是一种常见的数控加工方式，本文将从工艺分析、数控铣削加工工艺等方面进行探讨。
一、数控加工零件的工艺分析工艺分析是数控加工的一项前置工作，它的目的是确定加工工艺，选择合适的加工设备和刀具，制定加工程序等，从而保证加工质量和效率。
具体而言，工艺分析主要包括以下几个方面：1. 零件的材质和形状：不同材质的加工性能不同，加工时需要选择相应的切削参数和刀具；而零件的形状和结构也会影响加工难度和精度，需要对其进行全面分析和评估。
2. 加工精度和表面质量要求：根据零件的要求，确定加工精度和表面质量目标，制定相应的切削参数和工艺措施。
3. 工序分析：对零件进行逐个工序分析，确定加工顺序、加工方向、加工路径和刀具选择等重要内容，同时把握好每个工序的加工质量和效率。
4. 刀具选择：根据加工材料、零件形状和要求，选择合适的刀具和刀具尺寸，保证零件的加工质量和加工效率。
5. 加工程序制定：通过数控编程软件，编写机床加工程序，包括各种切削参数、刀具路径、指令参数等信息，为数控加工提供参考。
二、数控铣削加工工艺数控铣削是一种高速旋转的刀具在工件表面上进行切削的加工方式，它广泛应用于金属、塑料等材料制件的加工中。
数控铣削在工件制作中具有大量价值和应用，且数控铣削加工工艺也是半自动化和自动化制造中的重要工艺之一。
要把好铣削的关，需要具备以下几点：1. 刀具选择：刀具的选择是影响加工效率和加工质量的重要因素之一。
首先需要考虑切削材料，选择高速钢、硬质合金、陶瓷等材质的刀具；其次要考虑刀具尺寸和形状，根据零件的要求选择合适的刀具。
2. 切削参数：切削参数包括切削速度、进给量和切削深度等，这些参数的选定与零件材料、刀具材料、刀具尺寸和表面质量等因素密切相关。
数控加工工艺教案
第一章数控加工技术概述备课人：学习本课程的目的1.了解数控机床的产生；2.了解数控机床的发展;课程的主要内容:1-1 数控机床的产生与发展1.数控机床的产生1.1 数控加工技术的内容（1）零件的加工工艺分析——根据零件的材质、几何形貌、加工精度等要求，确定数控机床及刀具的选型（机床的数控轴数目、数控轴的控制形式，刀具的形式如球形刀、平底刀、锥形刀及鼓形刀等，刀具的材质）、并拟定相应的工艺方案。
（2）零件的几何建模——根据零件的实体模型、工程设计图纸或CAD文件等建立零件待加工表面的曲面模型（参数化描述）。
*主要用到图形学、计算机辅助图形学方面的知识，多采用贝齐尔（Bezier）曲面、B样条曲面或非均匀有理B样条（NURBS）曲面进行曲面描述。
*涉及的主要问题有：曲面的拟合精度、曲面的裁剪、曲面片的拼接与偏置、曲面片的过渡与求交等。
*清华大学（孙家广），浙江大学（石教英、谭建荣、柯映林），北京航空航天大学（唐荣锡、朱心雄），电子科技大学（叶尚辉）等。
（3）加工过程规划——加工环节规划（如粗加工，精加工环节），刀具轨迹规划（粗加工刀具轨迹规划，精加工刀具轨迹规划）等。
*涉及的重要问题：刀具轨迹的规划方法，工件加工精度的控制，刀具与工件的干涉检验（切触干涉、刀底干涉和刀杆干涉），刀具的更换，刀具位姿的作业空间检验，加工路径长度的控制，机床进给速率的选定等。
（4）刀具轨迹的生成——根据加工过程规划确定刀位数据（刀具的位姿数据）。
（5）加工过程坊真——对（2）—（4）过程进行计算机图形实体仿真、或刀具轨迹仿真。
（6）机床运动指令生成——由刀位数据以及其它的相关功能（如换刀、刀具主轴控制、加工过程中的检验及冷却润滑等辅助功能要求）生成机床的运动指令。
（7）生成有效的加工代码——根据机床运动指令生成相应的G代码与M代码。
（8）数控系统——接收、解释加工代码，形成机床伺服轴及其它功能部件的运动控制信号。
（9）伺服驱动系统——接受运动控制信号，功率放大，驱动机床伺服轴运动。
数控加工工艺分析的一般步骤与方法
3）确定进给量
进给速度是数控机床切削用量中的重要参数，主要根 据零件的加工精度和表面粗糙度要求以及刀具与零件的材料 性质来选取。当加工精度和表面粗糙度要求高时进给量应选 择得小些。最大进给量受机床刚度和进给系统的性能影响， 并与数控系统脉冲当量的大小有关。
1）以零件的装夹定位方式划分工序 一般加工零件外形时以内形定位，加工零件内形时以外
形定位。可根据定位方式的不同来划分工序
2）按所用刀具划分工序 为了减少换刀次数，压缩空行程运行的时间，减少不必
要的定位误差，可以按照使用相同刀具来集中加工工序的方 法进行零件的加工工序划分。
数控车削加工工艺
3）按粗、精加工划分工序 一般情况下先进行粗加工，再进行精加工。通常在一次
0
50 100 零件批量
零件生产批量与总加工费用的关系
数控车削加工工艺
2.数控加工零件的工艺性分析
数控加工工艺分析主要从数控加工的可能性和方便性方 面分析： （1）零件图上尺寸数据的给出，应符合程序编制方便的原则
1）零件图上尺寸标注方法应该适应数控加工编程的特点 2）构成零件轮廓几何元素的条件要充分
（2）零件各加工部位的结构工艺性应符合数控加工的特点
1）零件的内腔和外形最好采用统一的几何类型和尺寸。这 样可以减少使用刀具的规格和加工中换刀的次数，使得 编程方便，生产效益提高。
2）应该采用统一的定位基准
数控车削加工工艺
3.加工方法的选择与加工方案的确定
（1）加工方法的选择
加工方法的选择要同时保证加工精度和表面粗糙度的要 求。由于获得同一级精度与表面粗糙度的加工方法有多种， 因而在进行选择时，要结合零件的形状、尺寸的大小和热处 理等具体要求来考虑。例如对于IT7级精度的孔，采用车削、 镗削、铰削、磨削等加工方法，均可达到精度要求。
数控加工工艺分析的一般步骤与方法
数控加工工艺分析的一般步骤与方法程序编制人员在进行工艺分析时，要有机床说明书、编程手册、切削用量表、标准工具、夹具手册等资料，根据被加工工件的材料、轮廓形状、加工精度等选用合适的机床，制定加工方案，确定零件的加工顺序，各工序所用刀具，夹具和切削用量等。
此外，编程人员应不断总结、积累工艺分析方面的实际经验，编写出高质量的数控加工程序。
一、机床的合理选用在数控机床上加工零件时，一般有两种情况。
第一种情况：有零件图样和毛坯，要选择适合加工该零件的数控机床。
第二种情况：已经有了数控机床，选择适合在该机床上加工的零件。
无论哪种情况，考虑的因素主要有，毛坯的材料和类、零件轮廓形状复杂程度、尺寸大小、加工精度、零件数量、热处理要求等。
概括起来有三点：①要保证加工零件的技术要求，加工出合格的产品。
②有利于提高生产率。
③尽可能降低生产成本(加工费用)。
二、数控加工零件工艺性分析数控加工工艺性分析涉及面很广，在此仅从数控加工的可能性和方便性两方面加以分析。
(一)零件图样上尺寸数据的给出应符合编程方便的原则1．零件图上尺寸标注方法应适应数控加工的特点在数控加工零件图上，应以同一基准引注尺寸或直接给出坐标尺寸。
这种标注方法既便于编程，也便于尺寸之间的相互协调，在保持设计基准、工艺基准、检测基准与编程原点设置的一致性方面带来很大方便。
由于零件设计人员一般在尺寸标注中较多地考虑装配等使用特性方面，而不得不采用局胤稚⒌谋曜⒎椒ǎ这样就会给工序安排与数控加工带来许多不便。
由于数控加工精度和重复定位精度都很高，不会因产生较大的积累误差而破坏使用特性，因此可将局部的分散标注法改为同一基准引注尺寸或直接给出坐标尺寸的标注法。
2．构成零件轮廓的几卦素的条件应充分在手工编程时要计算基点或节点坐标。
在自动编程时，要对构成零件轮廓的所有几何元素进行定义。
因此在分析零件图时，要分析几何元素的给定条件是否充分。
如圆弧与直线，圆弧与圆弧在图样上相切，但根据图上给出的尺寸，在计算相切条件时，变成了相交或相离状态。
数控铣削加工工艺分析
数控铣削加工工艺分析数控铣削加工是现代制造业中常见的加工方式之一，它使用数控铣床进行金属材料的削除加工。
与传统的手工和半自动铣削相比，数控铣削具有高效、精度高、重复性好等优点。
本文将从工艺流程、工艺参数和加工工具选择等方面，对数控铣削加工的工艺进行详细的分析。
一、工艺流程1.加工准备：明确加工件的尺寸要求、材料和加工工艺要求，并选择合适的加工刀具和夹具。
2.编写加工程序：根据零件的几何形状和加工要求，编写数控机床可识别的加工程序。
3.加工装夹：根据加工程序，选择适当的夹具和装夹方式，在数控铣床上夹紧工件。
4.设定工艺参数：根据加工材料的性质和加工要求，设置合理的切削速度、进给速度和切削深度等参数。
5.加工加工：启动数控机床，进行自动化加工，监控加工过程的稳定性和正确性。
6.加工检验：对加工后的零件进行检验，检查尺寸精度和表面质量是否符合要求。
7.加工记录：记录加工过程中的工艺参数和检验结果，以备后续生产参考。
二、工艺参数1.切削速度：是指刀具在单位时间内切削的长度。
根据加工材料的硬度和切削性能，合理选择切削速度，既能保证加工效率，又能保证刀具寿命。
2.进给速度：是指刀具在单位时间内在加工方向上移动的距离。
进给速度的选择应考虑切削力和切削表面的要求。
3.切削深度：是指刀具在一次进给过程中所削除的材料层厚度。
切削深度的选择应使得切削力合理，既能保证加工效率，又能避免切削表面的质量。
4.刀具半径补偿：数控铣床会自动根据刀具半径补偿值进行补偿，使得加工轮廓与设计轮廓一致。
5.加工顺序：根据零件的几何形状和切削力的分布情况，合理选择加工顺序，避免零件变形和加工过程中的切削力过大。
三、加工工具选择1.刀具材料：刀具材料应具有一定的硬度、耐磨性和耐冲击性，常用的刀具材料有硬质合金、高速钢和陶瓷等。
2.刀具形状：根据零件的几何形状和加工要求，选择合适的刀具形状，如平面铣刀、立铣刀、球头铣刀等。
3.切削刃数：根据加工材料的硬度和切削性能，选择合适的刀具刃数，既能保证加工效率，又能保证刀具寿命。
数控加工工艺分析主要包括的内容
图2.1 计算机数控系统框图计算机数控系统的核心是CNC装置，它不同于以前的NC装置。
NC装置由各种逻辑元件、记忆元件等组成数字逻辑电路，由硬件来实现数控功能，是固定接线的硬件结构。
CNC装置采用专用计算机，由软件来实现部分或全部数控功能，具有良好的“柔性”，容易通过改变软件来更改或扩展其功能。
CNC装置由硬件和软件组成，软件在硬件的支持下运行，离开软件硬件便无法工作，两者缺一不可。
1.什么是插补？为什么要进行插补？插补：在实际加工中，用一小段直线或圆弧去逼近(拟合)零件轮廓曲线，即直线或圆弧插补。
插补的任务:就是根据进给速度的要求，在轮廓起点和终点之间计算出若干个中间点的坐标值。
2.现代CNC系统插补的实现方法(1)由硬件和软件的结合实现；(2)全部采用软件实现。
3.插补算法分类：目前应用的插补算法分两大类：脉冲增量插补、数据采样插补(1)脉冲增量插补：插补的结果仅产生一个行程增量，以一个个脉冲的方式输出给步进电机。
点比较法和数字微分分析器 (Digital Differential Analyzer 简称：DDA) 方法图1.7 开环数控系统(2)数据采样插补 (或称：时间分割法)适合于闭环和半闭环控制系统。
补原理：它是把加工一段直线或圆弧的整段时间t细分为许多相等的时间间隔，即：单位时间间隔(插补周期T)。
每经进行一次插补计算，直到加工终点(如图1.6所示)。
2)特点：①插补运算分两步完成：第一步：粗插补，第二步：精插补。
②粗插补：在给定的起点和终点的曲线之间插入若干个点用若干条微小直线段来逼近给定曲线，每小段直线长度即步长)相等，并与进给速度V有关，加工一小段直线的时间为一个插补周期T，则ΔL=VT。
经过一个插补周期就进行一次插补计算，算出在该插补周期内各坐标的进给量，边计算，边加工。
④精插补：在粗插补时算出的每条微小直线段上，再做“数据点的密化”工作。
4.逐点比较法举例(1)逐点比较法就是每走一步都要将加工点的瞬时坐标同规定的图形轨迹相比较，判断其偏差，然后决定下一步的走向；如果加工点图形外面去了，就要向图形里面走；如果加工点在图形里面，就要向图形外面走(如图1.8所示)。
数控车床零件加工工艺分析
数控车床零件加工工艺分析一、数控车床的加工工艺1.数控车床主要加工对象数控车床的主要加工对象有：精度要求高的回转体零件、表面粗糙度要求高的回转体零件、表面形状复杂的回转体零件、带特殊螺纹的回转体零件。
2.数控车床加工工艺的主要内容选择适合在数控车床上加工的零件，确定工序内容；分析被加工零件的图样，明确加工内容和技术要求；确定零件的加工方案，制定数控加工工艺路线；加工工序的设计；数控加工程序的调整。
3.数控车床加工路线的拟订车削加工工艺路线的拟订是制定车削工艺规程的重要内容之一，其主要内容包括：选择各加工表面的加工方法、划分加工阶段、划分工序以及安排工序的先后顺序等。
（1）加工方法的选择。
每一种表面都有多种加工方法，具体选择时应根据零件的加工精度、表面粗糙度、材料、结构形状、尺寸及生产类型等因素，选用相应的加工方法和加工方案。
（2）加工阶段的划分。
粗加工阶段：其任务是切除毛坯上大部分多余的金属，使毛坯在形状和尺寸上接近零件成品；半精加工阶段：其任务是使主要表面达到一定精度，留有一定的精加工余量，为主要表面的精加工做好准备；精加工阶段：其主要任务是保证主要表面达到规定的尺寸精度和表面粗糙度要求，主要目标是全面保证加工质量；光整加工阶段：对零件精度和表面粗糙度要求很高的表面，需要进行光整加工，其主要目的是提高尺寸精度、减小表面粗糙度。
（3）工序的划分原则。
工序集中原则：指每一道工序包括尽可能多的加工内容，从而使工序的总数减少。
工序分散原则：就是将工件加工分散在较多的工序内进行，每道工序的加工内容很少。
（4）加工顺序的安排。
先粗后精、先远后近、内外交叉原则、基面先行原则。
二、零件加工工艺分析1.零件图的分析图1如图1，该零件是一个典型的螺纹轴（带内孔）零件。
零件长度中等，而且长度尺寸要求不高，均属于自由公差范围。
该工件右侧有一直径为28mm、公差为0.021mm、深度为14mm的内孔，表面粗糙度值为1.6μm，可以作为同轴配合的孔。
数控加工工艺的主要内容
第二节 零件在数控机床上的定位与装夹
一、定位基准的选择
1．粗基准的选择
（1）相互位置要求原则 选取与加工表面相互位置精度要求较高的不加工表面作
为粗基准，以保证不加工表面与加工表面的位置要求。
套筒粗基准的选择
第二节 零件在数控机床的定位与装夹
手轮工件第一次装夹的粗基准选择
a）正确
b）不正确
第二节 零件在数控机床的定位与装夹
第一节 用刀具划分 2）按安装次数划分 3）按粗、精加工划分 4）按加工部位划分
第一节 数控加工工艺的制定
五、加工顺序的安排
1．加工工序的安排
（1）先粗后精
第一节 数控加工工艺的制定
（2）先近后远
加工顺序——先近后远
第一节 数控加工工艺的制定
第一节 数控加工工艺的制定
一、数控加工工艺的主要内容
（1）选择适合在数控车床上加工的零件。 （2）分析被加工零件的图样，明确加工内容及技术要求。 （3）确定零件的加工方案，制定数控加工工艺路线。 （4）加工工序的设计。 （5）数控加工程序的调整。
第一节 数控加工工艺的制定
二、加工方法的选择
1．外圆表面加工方法的选择
2．精基准的选择
（1）基准重合原则 直接选择加工表面的设计基准为定位基准。
第一节 数控加工工艺的制定
5．数控加工工序与普通工序的衔接
数控工序前后一般都穿插有其他普通工序，如果衔接 不好就容易产生矛盾。因此，要解决好数控工序与非数控 工序之间的衔接问题，最好的办法是建立相互状态的要求。
第一节 数控加工工艺的制定
一、数控加工工艺的主要内容 二、加工方法的选择 三、加工阶段的划分 四、工序的划分 五、加工顺序的安排
面安排在一次装夹下尽可能完成大部分甚至全部表面的加 工。
第1章数控加工基础教案
第1章数控加工基础教案第1章数控加工基础本章要紧介绍数控加工的基础知识，内容包含数控编程简述、数控机床、数控加工工艺概述、高度与安全高度与走刀路线的选择等。
1.1 数控加工概论数控技术即数字操纵技术（numerical control technology），指用计算机以数字指令方式操纵机床动作的技术。
数控加工具有产品精度高、自动化程度高、生产效率高与生产成本低等特点，在制造业及航天加工业，数控加工是所有生产技术中相当重要的一环。
特别是汽车与航天产业的零部件，其几何外形复杂且精度要求较高，更突出了数控加工制造技术的优点。
数控加工技术集传统的机械制造、计算机、信息处理、现代操纵、传感检测等光机电技术于一体，是现代机械制造技术的基础。
它的广泛应用给机械制造业的生产方式及产品结构带来了深刻的变化。
近年来，由于计算机技术的迅速进展，数控技术的进展相当迅速。
数控技术的水平与普及程度，已经成为衡量一个国家综合国力与工业现代化水平的重要标志。
1.2 数控编程简述数控编程通常能够分为手工编程与自动编程。
手工编程是指从零件图样分析、工艺处理、数值计算、编写程序到程序校核等各步骤的数控编程工作，均由人工完成的全过程。
该方法适用于零件形状不太复杂、加工程序较短的情况，而关于复杂形状的零件，如具有非圆曲线、列表曲面或者组合曲面的零件，或者者零件形状虽不复杂，但是程序很长，则比较适合于自动编程。
自动数控编程是从零件的设计模型（即参考模型）获得数控加工程序的全部过程。
其要紧任务是计算加工走刀过程中的刀位点（Cutter Location Point，简称CL点），从而生成刀位数据文件。
使用自动编程技术能够帮助人们解决复杂零件的数控加工编程问题，其大部分工作由计算机来完成，编程效率大大提高，还能解决手工编程无法解决的许多复杂形状零件的加工编程问题。
CA TIA V5数控模块提供了多种加工类型用于各类复杂零件的粗精加工，用户能够根据零件结构、加工表面形状与加工精度要求选择合适的加工类型。
数控车削加工工艺与分析
数控加工工艺分析的一般步骤与 方法
10.工艺加工路线的确定
工艺加工路线是指数控加工过程中 刀位点相对于被加工零件的运动轨迹。 编程时，确定工艺加工路线的原则是： （1）保证零件的加工精度和表面粗糙度； （2）方便数值计算，减少编程工作量； （3）缩短加工运行路线，减少空运行行程。
数控车削工艺
1. 选择正确数控车削加工内容
（c）“矩形”进给路
数控加工工艺分析的一般步骤与 方法
5. 零件的安装
1、设计基准、工艺基准和编程计算基准统一。 2、尽量减少装夹次数，尽可能在一次定位装夹 后，加工出全部待加工表面。 3、避免采用占机人工调整加工方案，以便能充 分发挥出数控机床的效能。
数控加工工艺分析的一般步骤与 方法
6. 夹具的选择
3. 加工方法的选择与加工方案的确定 1．加工方法的选择 数控车削内、外回转表面的加工方案的确定，应 注意以下几点。 （1）加工精度为IT8～IT9级、表面粗糙度Ra1.6～3.2 m、 除淬火钢以外的常用金属，可采用普通型数控车床，按粗车、 半精车、精车的方案加工。 （2）加工精度为 IT6～IT7级、表面粗糙度Ra0.2～0.63 m、 除淬火钢以外的常用金属，可采用精密型数控车床，按粗车、 半精车、精车、细车的方案加工。 （3）加工精度为IT5级、表面粗糙度Ra＜0.2 m的除淬火 钢以外的常用金属，可采用高档精密型数控车床，按粗车、 半精车、精车、精密车的方案加工。
只需确定每次背吃刀量 也需计算粗车时终刀距S。 ap ，而不需计算终刀距 ， 按此种加工路线，刀具切 编程方便。但在每次切 削运动的距离较短，精车 削中背吃刀量 是变化的 ， 时背吃刀量相同。 且刀具切削运动的路线 较长。
数控加工工艺分析的一般步骤与 方法
《数控加工工艺》教案
《数控加⼯⼯艺》教案⼴东省机电职业技术学院《数控加⼯⼯艺》授课教案机电⼯程系数控教研室⽬录第1单元数控加⼯⼯艺概述课题⼀：数控加⼯⼯艺概念课题⼆：数控加⼯与⼯艺技术的新发展第2单元数控⼑具课题三：数控⼑具概述课题四：数控⼑具分析、选择与应⽤第3单元⼯件在数控机床上的装夹课题五：机床装夹概述课题六：定位基准的选择课题七：定位误差第4单元数控车削加⼯⼯艺课题⼋：数控车削加⼯⼯艺概述及对⼑与装夹课题九：数控车削加⼯内容及零件图形的数学处理课题⼗：数控加⼯⼯序的安排课题⼗⼀：数控加⼯参数的选择课题⼗⼆：先进车削加⼯技术课题⼗三：典型零件的数控车削加⼯⼯艺第5单元数控铣削加⼯⼯艺课题⼗四：数控加⼯⼯艺概述及对⼑与装夹课题⼗五：制定数控铣削加⼯⼯艺及零件图形的数学处理课题⼗六：选择⾛⼑路线与确定⼯艺参数课题⼗七：⾃动编程加⼯⼯艺（⼀）课题⼗⼋：⾃动编程加⼯⼯艺（⼆）课题⼗九：典型零件的数控铣削加⼯⼯艺第6单元加⼯中⼼加⼯⼯艺课题⼆⼗：加⼯中⼼的⼯件安装与对⼑课题⼆⼗⼀：制定加⼯中⼼加⼯⼯艺课题⼆⼗⼆：典型加⼯中⼼加⼯零件的⼯艺第7单元典型零件数控加⼯⼯艺课题⼆⼗三：典型箱体类与轴类零件数控加⼯⼯艺课题⼆⼗四：典型模具成型零件的加⼯⼯艺第⼀单元数控加⼯⼯艺概述⼀、教学⽬的：明确数控加⼯⼯艺的概念和内容，以及在数控加⼯中的重要作⽤，同时应对⽬前最先进的数控加⼯技术和加⼯⼯艺有⼀个整体性和概括性的了解。
⼆、教学安排与内容：课题⼀：数控加⼯⼯艺概述（⼀）标题：数控加⼯⼯艺概念⼀、教学⽬的：明确数控加⼯中加⼯⼯艺的作⽤，以及制定加⼯⼯艺的优劣对数控加⼯的重⼤影响，理解数控加⼯⼯艺的容。
⼆、教学安排：（⼀）旧课复习内容：普通加⼯⼯艺的内容与过程（5分钟）（⼆）新课教学知识点与重点、难点： 1.1 数控加⼯与数控⼯艺 1.1.1 数控加⼯过程数控加⼯的概念（理解）（中、⾼级数控车铣考证要求知识点）数控加⼯的基本原理（理解）（中、⾼级数控车铣考证要求知识点） 1.1.2 数控加⼯⼯艺概念与⼯艺过程数控加⼯⼯艺的概念（掌握）数控加⼯⼯艺过程的概念（理解） 1.2 数控加⼯⼯艺的主要内容数控加⼯⼯艺设计的主要内容（重点掌握）（中、⾼级数控车铣考证要求知识点）⼯艺设计的优劣对数控加⼯的影响（理解）（三）新课内容：1.1 数控加⼯与数控⼯艺1.1.1 数控加⼯过程数控加⼯的概念（3分钟）数控加⼯就是根据零件图样及⼯艺要求等原始条件，编制零件数控加⼯程序，并输⼊到数控机床的数控系机床中⼑具与⼯件的相对运动，从⽽完成零件的加⼯。
数控加工工艺分析的一般步骤与方法
数控加工工艺分析的一般步骤与方法Last revised by LE LE in 2021数控加工工艺分析的一般步骤与方法程序编制人员在进行工艺分析时，要有机床说明书、编程手册、切削用量表、标准工具、夹具手册等资料，根据被加工工件的材料、轮廓形状、加工精度等选用合适的机床，制定加工方案，确定零件的加工工序，各工序所用刀具、夹具和切削用量等。
此外，编程人员应不断总结、积累工艺分析方面的实际经验，编写出高质量的数控加工工序。
一、机床的合理选用在数控机床上加工零件时，一般用两种情况。
第一种情况：有零件图样和毛坯，要选择适合加工该零件的数控机床。
第二种情况：已有了数控机床，要选择适合在该机床上加工的零件。
无论何种情况，考虑的主要因素有，毛坯的材料种类、零件轮廓复杂程度、尺寸大小、加工精度、零件数量、热处理要求等。
概括起来有三点：①要保证加工零件的技术要求，加工出合格产品。
②有利于提高生产率。
③尽可能降低生产成本及加工费用。
二、数控加工零件工艺性分析数控加工工艺分析涉及面广，在此仅从数控加工的可能性和方便性两方面加以分析。
㈠零件图样上尺寸数据的给出应符合编程方便的原则1.零件图尺寸标注方法应适应数控加工的特点，在数控加工零件图上，应以同一基准引注尺寸或是直接给出坐标尺寸。
这种标注方法即便于编程，也便于尺寸间的相互协调，在保持设计基准、工艺基准、检测基准与编程原点设置的一致性方面带来很大方便。
由于零件设计人员一般在尺寸标注中较多的考虑装配等使用性能方面，而不得不采用局部分散的标注方法，这样就会给工序安排与数控加工带来许多不便。
由于数控加工精度和重复定位精度都很高，不会因产生较大的积累误差而破坏使用性能，因此可以将局部的分散标注法改为同一基准引注尺寸或直接给出坐标尺寸的标注法。
2.构成零件轮廓的几何要素的条件应充分在手工编程时，要计算基点或节点坐标。
在自动编程时，要对构成零件轮廓的所有几何要素进行定义。
因此在分析零件图时，要分析几何要素的给定条件是否充分。
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第1章数控加工工艺分析
•粗基准的选择原则
• 该零件有三个不加工 表面，若要求表面 4 与表 面 2 所组成的壁厚均匀， 则应选择不加工表面 2 作 为粗基准来加工台阶孔。
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• 保证各主要表面都有足够的 加工余量 ，选择毛坯余量最小的 表面作为粗基准：图示的阶梯轴， 应选择φ 55mm 外圆表面作为粗 基准。
• 数控铣或加工中心加工零件的表面为平面、曲面、 轮廓、孔和螺纹等，所选加工方法要与零件的表面
特征、所要求达到的精度及表面粗糙度相适应。下 面，作为重点探讨。
• 平面、平面轮廓及曲面可通过铣削加工。经粗
铣 可
的达平6.3面—，2.尺5 。寸经精粗度、可精达 铣IT1的1—平IT面1，3级尺，寸表精面度粗可糙达度ITR8a 值—
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第1章数控加工工艺分析
•六点定位原理的应用
•不完全定位—根据工件加工表面的不同加 工要求，定位支承点少于6个的定位。
• 不完全定位中只设置与加工要求有关 的支承点，用较少的元件达到定位要求。
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•平板工件磨平面： 工件只有厚度和 平行度要求，通 过电磁工作台只 限制三个自由度。
(a)四坐标联动加工变斜角面 (b)五坐标联动加工变斜角面
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第1章数控加工工艺分析
• （2）对曲率变化较大的变斜角面，用四坐标联动加工 难以满足加工要求时，可用x、y、z 、A和B（或C转
轴）的五坐标联动数控铣床，以圆弧插补方式摆角加 工，如下图b所示。图中夹角A和B分别是零件斜面母 线与z坐标轴夹角在zOy平面上和xOz平面上的分夹角。
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第1章数控加工工艺分析
• （3）还可用球头铣刀和鼓形铣刀，以直线或 圆弧插补方式进行分层铣削加工，加工后的残 留面积用钳修的方法清除。如下图，由于鼓形 铣刀的鼓径可以做得比球头铣刀的球径大，所 以加工后的残留面积高度小，加工效果比球头 铣刀好。
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第1章数控加工工艺分析
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第1章数控加工工艺分析
1.3 定位和夹紧
1.定位基准分析
• 定位基准有粗基准和精基准两种，用未加工过 的毛坯表面作为定位基准称为粗基准，用已加 工过的表面作为定位基准称为精基准。除第一 道工序采用粗基准外，其余工序都应使用精基 准。
• 选择定位基准要遵循基准重合原则，即力求设 计基准、工艺基准和编程原点统一，这样做可 以减少基准不重合产生的误差和数控编程中的 计算量，并且能有效的减少装夹次数。
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第1章数控加工工艺分析
•精基准的选择原则
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•互为基准：为保证齿轮的齿圈跳动精度，在齿 面淬硬后，先以齿面定位磨内孔，再以内孔定位 磨齿面。
第1章数控加工工艺分析
•辅助基准的选择
•辅助基准： 为装夹方便或实现基准统一，人为
制造的一种定位基准。
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•工艺凸台
加工斜面的最佳方 法是采用五坐标数控铣床， 主轴摆角后加工，可以不 留残留面积。
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第1章数控加工工艺分析
• 四、变斜角平面加工
•（1）对曲率变化较小的变斜角面，选用x、y、z和A四坐标 联动的数控铣床，采用立铣刀（但当零件斜角过大，超过机 床主轴摆角范围时，可用角度成型铣刀加以弥补）以插补方 式摆角加工，如图a所示。加工时，为保证刀具与零件型面在 全长上始终贴和，刀具绕A轴摆动角度。
IT10级，表面粗糙度Ra值可达1.6—3.2。
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第1章数控加工工艺分析
• 一、平面加工方法的选择
• 在数控铣床上主要采用端铣刀和立铣刀加工。
• 当要求Ra较小时，应采用顺铣方式。
• 二、平面轮廓加工方法选择
• 平面轮廓多由直线和圆弧或各种曲线构成，通常采用 三坐标数控铣床进行两轴半坐标加工。下图为由直线 和圆弧构成的零件平面轮廓ABCDEA，采用半径为R 的立铣刀沿周向加工，虚线ABCDEA为刀具中心的 运动轨迹。为保证加工面光滑，刀具沿PA切入，沿 AK切出 。
（6）夹具应便于与机床工作台及工件定位表面 间的定位连接。
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第1章数控加工工艺分析
•夹具用合理 分布的六个 支承点，分 别限制工件 的六个自由 度，使工件 在夹具中的 位置完全确 定，称为 “六点定位 原理”。
六点定位原理
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第1章数控加工工艺分析
•六点定位原理的应用
•完全定位--工件的6个自由度全部被夹具 中的定位元件所限制。
第1章数控加工工艺分析
常用定位方式及定位元件
•（见P14-15表1-5） •以平面定位
•固定支承 •辅助支承
•可调支承 •浮动支承
•以外圆柱面定位
•V形块 •圆（锥）孔 •定心夹紧装置孔
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三轴坐标行切法加工曲面的切削点轨迹
第1章数控加工工艺分析
• （3）对于叶轮、螺旋桨等复杂零件，因刀具 容易与相邻表面发生干涉，常采用5坐标联动 机床加工。
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第1章数控加工工艺分析
• 六、孔的加工方法选择
• 加工方法：钻、扩、铰、镗和攻螺纹等。
1、对于直径大于φ30mm的已铸出或锻出 的毛坯孔的孔加工，一般采用粗镗—半 精镗—孔口倒角—精镗的加工方案。
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第1章数控加工工艺分析
• 3． 尽量统一零件轮廓内圆弧的有关尺寸
• 轮廓内圆弧半径R常常限制刀具的直径。如上 图所示，若工件的被加工轮廓高度低，转接圆 弧半径也大，可以采用较大直径的铣刀来加工， 且加工其底板面时，进给次数也相应减少，表 面加工质量也会好一些，因此工艺性较好。反 之，数控铣削工艺性较差。一般来说，当 R<0.2H(H为被加工轮廓面的最大高度)时,可以 判定零件上该部位的工艺性不好。
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第1章数控加工工艺分析
2.装夹
主要考虑以下几点：
（1）夹紧机构或其它元件不得影响进给，加工 部位要敞开。要求夹持工件后夹具等一些组件 不能与刀具运动轨迹发生干涉。
（2）必须保证最小的夹紧变形。
（3）装卸方便，辅助时间尽量短。
（4）可以考虑同时装夹数个工件进行加工。
（5）夹具结构应力求简单。
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第1章数控加工工艺分析
• 三、固定斜角平面加工
• 固定斜角平面是与水平面成一固定夹角的斜面， 常用如下的加工方法。
• 当零件尺寸不大时，可用斜垫板垫平后加工； 如果机床主轴可以摆角，则可以摆成适当的定 角，用不同的刀具来加工（见下图）。当零件 尺寸很大，斜面斜度留下残留面积，需要用钳 修方法加以清除。
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第1章数控加工工艺分析
3、螺纹的加工：应根据孔径的大小，一 般情况下，直径在M6～M20mm之间的
螺纹，通常采用攻螺纹的方法加工。直 径在M6mm以下的螺纹，在加工中心上
完成基孔加工再通过其他手段攻螺纹。
因为加工中心上攻螺纹不能随机控制加
工状态，小直径丝锥容易折断。直径在 M20mm以上的螺纹，可采用镗刀片镗削 加工。
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第1章数控加工工艺分析
•零件的数控铣削结构工艺性图例
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第1章数控加工工艺分析
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第1章数控加工工艺分析
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第1章数控加工工艺分析
1.2 加工方法的选择
• 对于外圆面，可采用车削、磨削加工等方法；
• 内孔加工可采用钻、扩、铰、镗、磨等加工方法；
各图形几何要素间的相互关系（如相切、相交、 垂直和平行等）应明确；各种几何要素的条件要 充分，应无引起矛盾的多余尺寸或影响工序安排 的封闭尺寸等。
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第1章数控加工工艺分析
• 2． 保证获得设计要求的加工精度
• 虽然数控机床精度很高，但对一些特殊情况，例 如过薄的底板与肋板，因为加工时产生的切削拉 力及薄板的弹性退让极易产生切削面的振动，使 薄板厚度尺寸公差难以保证，其表面粗糙度也将 增大。对于面积较大、厚度小于3mm的薄板，应 在工艺上充分重视这一问题。
•选用设计基准作为定位基 准。
•采用同一组基准定位加工零件 上尽可能多的表面。
•选择加工表面本身作为定位基 准。
•工件上两个相互位置要求很高 的表面加工时，互相作为基准。
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第1章数控加工工艺分析
•精基准的选择原则
•自为基准：磨削床身导轨面时，就以床身导轨 面作为定位基准。此时床脚平面只是起一个支承 平面的作用，它并非是定位基准面。
第1章数控加工工艺分析
•粗基准的选择原则
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•粗基准通常只能使用一次：如重复使用 B 面加 工 A 面、 C 面，则 A 面和 C 面的轴线将产生 较大的同轴度误差。
第1章数控加工工艺分析
•精基准的选择原则
•保证加工精度和工件安装方便可靠：
•基准重合原则 •基准统一原则 •自为基准原则 •互为基准原则
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第1章数控加工工艺分析
• 4． 保证基准统一原则
• 有些零件需要在铣完一面后再重新安装 铣削另一面。这时，最好采用统一基准 定位，因此零件上应有合适的孔作为定 位基准孔。如果零件上没有基准孔，也 可以专门设置工艺孔作为定位基准，如 可在毛坯上增加工艺凸台或在后继工序 要铣去的余量上设基准孔。
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第1章数控加工工艺分析
• 6.有时尚要考虑到毛坯的结构工艺性
• 因为在数控机床上加工零件时，加工过程是 自动的，毛坯加工余量的大小、如何装夹等 问题在选择毛坯时就要仔细考虑好，否则， 一旦毛坯不适合数控加工，加工将很难进行 下去。
• （1）毛坯加工余量应充足和尽量均匀