数控加工的切削基础
数控车削加工工艺
数控车削加工工艺随着现代制造业的不断发展，数控车削加工技术成为了制造业中不可或缺的一部分。
数控车削加工是一种高效、高精度、高质量的加工方式，可以实现复杂零件的大规模生产。
本文将介绍数控车削加工的基本工艺，制造过程及其优点。
一、数控车削加工的基本工艺数控车削加工是指使用数控车床进行加工的一种加工过程。
数控车床是一种基于计算机控制系统的机械设备，通过预置的数字程序控制车床的运动来完成自动化的加工。
数控车床包括自动进给机构、主轴箱、刀架和工件旋转机构等部分。
数控车削加工基本工艺流程包括以下几个方面：1.数控加工合理设计：在进行数控加工前，需要进行CAD （计算机辅助设计）和CAM（计算机辅助制造）前期工作。
首先，根据产品的零件图纸，进行CAD绘制出三维模型图。
然后，通过CAM软件将三维模型转化为加工程序，并导出G代码程序。
2.加工参数设置：在进行数控加工前，需要设置加工参数，包括刀具的半径、旋转速度、进给速度、加工深度和加工时间等。
根据不同的零件特点，进行合理的加工参数设计，以保证加工效果和效率。
3.设备准备：在进行数控加工前，需要对设备进行准备，包括安装好相应的刀具和工件，并对设备进行调试和检测。
确保设备运行正常状态下，以保证加工效果和效率。
4.数控加工操作：在进行数控加工时，需要通过预置的数字程序控制车床的运动轨迹和刀具的进给速度等参数，按照设定好的程序进行加工操作。
同时，需要对加工过程进行监控，及时处理加工过程中出现的问题。
二、数控车削加工的制造流程数控车削加工的制造流程包括数控程序编制、预处理、机床设备准备、加工和后处理等阶段。
下面简要介绍一下制造流程中的各个阶段：1.数控程序编制：这是数控车削加工的基础工作，需要经过CAD/CAM软件完成。
利用CAD软件绘制三维模型，然后通过CAM软件转化为数控程序并生成容易理解的G代码。
2.预处理：在数控程序发送给机床之前，需要进行预处理。
预处理的任务是将G代码程序转换成机床识别的M代码和G代码，并在验证程序的形式、语法等方面进行检查和纠正。
数控车削的编程基础
▪ N140 M30 ;
程序结束
⑴程序号 在数控装置存储器中经过
程序号查找和调用程序。程序 号在程序旳最前端，由地址码 和1-9999范围内旳任意数字构 成，在FANUC系统中一般地址 码为字母O，华中数控系统用 %，还有系统用到P或*。 ⑵程序内容
程序内容主要用以控制数
控机床自动完毕零件旳加工， 是整个程序旳主要部分，它由 若干程序段构成。每个程序段 由若干程序字构成。 ⑶程序结束
置在零件旳工艺基准与设计基准上，并以这个原点作为坐标系旳原点，再建立 一个新旳坐标系，称编程坐标系或零件坐标系。
编程坐标系用来拟定编程和刀具旳起点。在数控车床上，编程原点一般设在 右端面与主轴回转中心线交点O上，也可设在零件左端面与主轴回转中心线交 点O上。坐标系以机床柱主轴线方向为Z轴方向，刀具远离零件旳方向为Z轴旳 正方向。X轴位于水平面且垂直于零件旋转轴线旳方向，刀具远离主轴轴线旳 方向为X轴旳正方向。
程序内容
▪ N70 G03 X9.1 Z-2.8 R11.2 ;
▪ N80 X19.7 Z-75.6 R90.0 ；
▪ N90 G02 X22.0 W-22.8 R30.0 ;
▪ N100 G01 Z-111.5 ;
▪ N110 X36.0 ;
▪ N120 G00 X100.0 Z100.0 ;
▪ N130 T0100 ;
数控车削编程与 操作训练
玉田职教中心机电部
主讲 专业
张金玉 数控
第一章 数控车削旳编程基础
▪ 数控车削加工是数控加工中使用最广泛、最基本旳加工措施， 主要涉及内外圆柱面、端面、沟槽、内外圆锥面、成形面、 螺纹等回转面旳车削加工。
▪ 本章主要简介下列几种方面旳内容：
数控车床加工基础知识
数控车床加工基础知识数控车床是一种可以通过计算机程序控制的自动化机床，在工业生产中起着非常重要的作用。
数控车床可用于加工各种不同形状的工件，具有高效、精确的加工能力，被广泛应用于航空航天、汽车制造、模具制造等领域。
而要熟练掌握数控车床的加工技术，首先需要了解数控车床的基础知识。
数控车床的基础知识包括数控系统、主要结构和工作原理等内容。
数控系统是数控车床的核心部件，它通过计算机程序对车床进行控制和指导，实现工件的加工加工。
数控系统由数控装置、执行部件和输入输出设备组成。
数控装置接收数控程序，并将其转化为电信号发送给执行部件，执行部件根据接收到的信号控制机床进行工件加工。
输入输出设备用于输入和输出数控程序和相关数据。
数控车床的主要结构包括主轴箱、床身、主轴和主运动部件等。
主轴箱是数控车床的重要组成部分，用于支撑主轴和传动系统，并配有主轴马达和变速箱。
床身是数控车床的基础部件，用于支撑整个机床的结构和工作台。
主轴是数控车床的核心部件，用于带动刀具进行旋转和线性运动，实现工件的加工加工。
主运动部件包括主轴箱、切削进给系统、润滑系统等，它们协同工作，完成工件的整个加工加工过程。
数控车床的工作原理是在数控系统的控制下，主轴带动刀具对工件进行切削加工。
首先，操作人员通过数控编程软件编写数控程序，然后将程序传输给数控系统。
数控系统接收程序后，根据设定的加工参数和工艺要求，自动控制主轴进行旋转和进给运动，带动刀具对工件进行切削。
数控系统同时监测加工过程中各种工艺参数和机床状态，并实时调整控制信号，确保加工过程的准确、高效和安全。
数控车床的加工工艺包括多种不同的加工方式和操作技巧。
常见的数控车床加工工艺包括车削加工、铣削加工、钻削加工等。
车削加工是数控车床最常用的加工方式，通过旋转刀具对工件进行切削。
铣削加工是利用铣刀对工件进行平面、曲面等复杂形状的加工。
钻削加工是利用钻头对工件进行孔加工。
此外，数控车床还可以进行螺纹加工、倒角加工、切割加工、轮廓加工等。
数控机床技能实训：第三章 数控车床的加工工艺基础与编程
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第三章 数控车床的加工工艺基础 与编程
范围很大，并可无级调速，加工时可选用最佳的切削速度和进 给速度，可实现恒转速和恒切速，以使切削参数最优化，这就 大大地提高了生产率，降低了加工成本，尤其对大批量生产的 零件，批量越大，加工成本越低。
中体现并由机床自动完成加工，因此，数控加工工艺 的正确与 否将直接影响到数控车床的加工精度和效率。 一、数控车削加工零件的类型
数控车床车削的主运动是工件装卡在主轴上的旋转运动， 配合刀具在平面内的运动，加工的类型主要是回转体零件。
回转体零件分为轴套类、轮盘类和其他类几种。轴套类和 轮盘类零件的区分在于长径比，一般将长径比大于1的零件视为 轴套类零件；长径比小于1的零件视为轮盘类零件。
第三章 数控车床的加工工艺基础 与编程
3.1数控车削加工工艺基础知识 3.2数控车削加工工艺的相关内容 3.3数控车削加工编程基础
第三章 数控车床的加工工艺基础 与编程
3.1数控车削加工工艺基础知识
数控车床与普通车床相比，加工效率和精度更高，可以加 工的零件形状更加复杂，加工工件的一致性好，可以完成普通 车床无法加工的具有复杂曲面的高精度的零件。
端面，端面的轮廓也可以是直线、斜线、圆弧、曲线或端面螺 纹、锥面螺纹等。
(3)其他类零件 数控车床与普通车床一样，装上特殊卡盘就可以加工偏心
轴，或在箱体、板材上加工孔或圆柱。
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第三章 数控车床的加工工艺基础 与编程
二、数控车削的加工特点 数控车削是数控加工中使用最广泛的加工方法之一，同常
数控车削加工课件
得到解决。
06
数控车削加工的发展趋势和未来 展望
数控车削加工的技术发展趋势和创新方向
升级，向更高精度、更高效率、更低成 本方向发展。
智能化是未来数控车削加工技术的重要发展方向，通过引入人 工智能、机器学习等技术，实现加工过程的自动化和智能化控
实现对螺纹的加工。
05
数控车削加工的实践操作和技术 要点
数控车削加工的操作步骤和注意事项
操作步骤 1. 仔细阅读和理解图纸，了解工件的材料、尺寸和精度要求。
2. 根据图纸要求，选择合适的刀具和切削参数。
数控车削加工的操作步骤和注意事项
3. 安装工件，调整机床，确保安全防护措施到位。 4. 输入程序，进行模拟加工，确认无误后开始实际加工。
数控车削加工在机械制造、汽 车制造、航空航天等领域得到 广泛应用。
数控车削加工的工艺流程
数控车削加工的工艺 流程包括以下几个步 骤
2. 工件装夹：将工件 放置在数控车床上， 通过夹具进行固定和 定位。
1. 确定加工方案：根 据零件图和工艺要求 ，确定加工方案和加 工顺序。
数控车削加工的工艺流程
3. 刀具选择和调整
水平发展。
智能制造
智能制造是未来制造业的重要趋 势，数控车削加工将更加深入地 与人工智能、物联网等技术结合 ，实现加工过程的智能化和自适
应化。
定制化生产
随着消费者需求的多样化，制造 业向定制化生产方向发展，数控 车削加工将更加注重个性化和定 制化的需求，满足不同客户的需
求。
数控车削加工的人才培养和教育现状及未来发展需求
数控车削加工课件
数控加工工艺试题
数控加工工艺习题册徐宏海主编中央广播电视大学出版社第1章数控加工的切削基础一、单项选择题1、切削脆性金属材料时，材料的塑性很小，在刀具前角较小、切削厚度较大的情况下，容易产生（）。
（A）带状切屑（B）挤裂切屑（C）单元切屑(D) 崩碎切屑2、切削用量是指（）。
（A）切削速度（B）进给量（C）切削深度（D）三者都是3、切削用量选择的一般顺序是（）。
（A）a p-f-v c（B）a p- v c -f（C）v c -f-a p（D）f-a p- v c4、确定外圆车刀主后刀面的空间位置的角度有（）。
（A）γo和αo（B）αo和K r′ （C）K r和αo（D）λs和K r′5、分析切削层变形规律时，通常把切削刃作用部位的金属划分为（）变形区。
（A）二个（B）四个（C）三个（D）五个6、在切削平面内测量的车刀角度是（）。
（A）前角（B）后角（C）楔角（D）刃倾角7、车削用量的选择原则是：粗车时，一般（），最后确定一个合适的切削速度v。
（A）应首先选择尽可能大的吃刀量ap，其次选择较大的进给量f；（B）应首先选择尽可能小的吃刀量ap，其次选择较大的进给量f；（C）应首先选择尽可能大的吃刀量ap，其次选择较小的进给量f；（D）应首先选择尽可能小的吃刀量ap，其次选择较小的进给量f。
8、车削时的切削热大部分由（）传散出去。
（A）刀具（B）工件（C）切屑（D）空气9、切削用量三要素对刀具耐用度的影响程度为（）（A）背吃刀量最大，进给量次之，切削速度最小；（B）进给量最大，背吃刀量次之，切削速度最小；（C）切削速度最大，进给量次之，背吃刀量最小；（D）切削速度最大，背吃刀量次之，进给量最小；10、粗车细长轴外圆时，刀尖的安装位置应（），目的是增加阻尼作用。
（A）比轴中心稍高一些（B）与轴中心线等高（C）比轴中心略低一些（D）与轴中心线高度无关11、数控编程时，通常用F指令表示刀具与工件的相对运动速度，其大小为（）。
数控切削原理与刀具基础
在基面上 垂直于进给运 动方向测量的 切削层最大尺 寸,外圆车削: ap＝(dw-dm)/2
vc、f、ap 构成了车削的切削用量三要素
车削速度计算示例
• 将一直径为50mm的轴切削至45mm， • 已知车床转速为600 r/min， • 问切削速度 vc=?
车削速度计算示例
• Vc = （πx
• =
通过主切削刃上的某一点，并 同时垂直于基面和切削平面的 平面
2.刀具角度参考系及其坐标平面
2.刀具角度参考系及其坐标平面
(1)正交平面Po中测量的刀具角度
1）前角γo前刀面与基面之间的夹角。 2） 后角αo后刀面与切削平面之间的夹角。 3）楔角βo 前刀面与后刀面之间的夹角，它是个派生 角。它与前角、后角有如下的关系：βo＝90°－(γo ＋αo); βo也是判断标注是否正确的验证式之一。
数 控 切 削 原 理 与 刀 具 基 础
1.1 如何选择切削用量？
本节课主要研究：切削运动与切削要素，切削刀具及其刀具 几何参数，切削过程的基本规律，并运用规律控制切削过程、 改善切削性能、合理选用切削液。
切削过程中:切削力、切削变形、切削热与切削温度、刀具磨损等 现象及其规律，有利于控制和改善金属的切削过程。
W18Cr4V YT类
铸铁 HBS<200
精加工 切断（宽度<5mm）
YG类
训练题：P12
1.2 如何选用刀具几何角度
1.2.1车刀几何角度
各种刀具都是由切削部分（刀头）和被夹持部分（刀 体或刀柄）两部分组成，二者既可以是一体的，也可 以是由不同材料连接起来。
1.刀具切削部分的组成
刀杆：起夹持作用 刀头:(三面) 前刀面：刀具上切屑流过的表面 主后刀面：刀具上与过渡表面相 对的表面 副后刀面：刀具上与已加工表面 相对的表面 (两刃) 主切削刃：刀具上前刀面与主后 刀面的交线 副切削刃：刀具上前刀面与副后 刀面的交线 (一尖) 主切削刃与副切削刃的交点 ,通 常磨成圆角(修圆刀尖)或短平刃 (倒角刀尖) （修光刃）：P14，图1-7。
数控加工工艺作业1-3答案
第1章数控加工的切削基础作业一、单项选择题1、切削脆性金属材料时，材料的塑性很小，在刀具前角较小、切削厚度较大的情况下，容易产生（ C ）。
（A）带状切屑（B）挤裂切屑（C）单元切屑(D) 崩碎切屑2、切削用量是指（D）。
（A）切削速度（B）进给量（C）切削深度（D）三者都是3、粗加工切削用量选择的一般顺序是（ A ）。
（A）a p-f-v c（B）a p- v c -f（C）v c -f-a p（D）f-a p- v c4、确定外圆车刀主后刀面的空间位置的角度有（ B ）。
（A）g o和a o（B）a o和K r′（C）K r和a o（D）λs和K r′5、分析切削层变形规律时，通常把切削刃作用部位的金属划分为（ C ）变形区。
（A）二个（B）四个（C）三个（D）五个6、在切削平面内测量的车刀角度是（ D ）。
（A）前角（B）后角（C）楔角（D）刃倾角7、车削用量的选择原则是：粗车时，一般（A ），最后确定一个合适的切削速度v。
（A）应首先选择尽可能大的吃刀量ap，其次选择较大的进给量f；（B）应首先选择尽可能小的吃刀量ap，其次选择较大的进给量f；（C）应首先选择尽可能大的吃刀量ap，其次选择较小的进给量f；（D）应首先选择尽可能小的吃刀量ap，其次选择较小的进给量f。
8、车削时的切削热大部分由（ C ）传散出去。
（A）刀具（B）工件（C）切屑（D）空气9、切削用量三要素对刀具耐用度的影响程度为（ C ）（A）背吃刀量最大，进给量次之，切削速度最小；（B）进给量最大，背吃刀量次之，切削速度最小；（C）切削速度最大，进给量次之，背吃刀量最小；（D）切削速度最大，背吃刀量次之，进给量最小；10、粗车细长轴外圆时，刀尖的安装位置应（C ），目的是增加阻尼作用。
（A）比轴中心稍高一些（B）与轴中心线等高（C）比轴中心略低一些（D）与轴中心线高度无关11、数控编程时，通常用F指令表示刀具与工件的相对运动速度，其大小为（ A\C ）。
数控机床切削加工工艺
6.1 数控车削加工工艺
2．数控车削加工工艺的主要内容 数控车削加工工艺主要包括以下内容。
(1) 选择适于数控车床加工的零件，确定工序内容。 (2) 对零件图进行分析，明确加工内容及技术要求。 (3) 确定零件的加工方案，拟定加工工艺路线。如划分工序、 安排加工顺序、处理与非数控加工工序的衔接等。
② 在轮廓曲线上，有3处为圆弧，其中两处为既过象限又改 变进给方向的轮廓曲线，因此，在加工时应进行机械间隙补偿， 以保证轮廓曲线的准确性。
③ 为了便于装夹，毛坯件左端应预先粗车夹持部分（零件图 左端双点划线部分），右端面也应先粗车并钻好中心孔。毛坯选
60的棒料。
6.1 数控车削加工工艺
(2) 确定装夹方案。 以毛坯件轴线和左端大端面（设计基准）
为定位基准。左端采用三爪卡盘夹紧，右端采用活动顶尖支撑的 装夹方式。
(3) 确定加工顺序及进给路线。加工顺序按由粗到精、由近到 远（由右到左）的原则确定。即先从右到左进行粗车（留0.25mm 精车余量），然后从右到左进行精车，最后车削螺纹。
(4) 选择刀具。
①
5中心孔钻钻削中心孔。
② 粗车及车削端面选用90°硬质合金右偏刀，副偏角不宜太 小，以免副后刀面与工件轮廓干涉，一般选kr′=35°。
≤
6.1 数控车削加工工艺
6.1 数控车削加工工艺
v (3) 进给速度 f的确定
① 当工件的质量要求能够得到保证时 ，一般在100～ 200mm/min范围内选取。
② 在切断、加工深孔或用高速钢刀具加工时，一般在20～ 50mm/min范围内选取。
③ 当加工精度、表面粗糙度要求较高时，一般在20～ 50mm/min范围内选取。
图6-11 车削外轮廓装夹方案
机械制造基础形考网考形成性考核-国家开放大学电大本科
电大机械制造基础形成性考核册作业11．常用的工程材料可以用教材第一页的表格表示，请完成工程材料的分类表。
2．人们在描述金属材料力学性能重要指标时，经常使用如下术语，请填写其使用的符号和内涵：（a）强度：（b）塑性：（c）强度：（d）冲击韧性：（e）疲劳强度：3．参照教材图1—2填写材料拉伸曲线中的相应特征值点的符号，并描述相应的含义。
4．一根标准试样的直径为10mm、标距长度为50mm。
拉伸试验时测出试样在26kN时屈服，出现的最大载荷为45 kN。
拉断后的标距长度为58mm，断口处直径为7.75mm。
试计算试样的σ0.2、σb。
5． HR是零件设计中常用的表示材料硬度指标。
请回答下表中表示的有效范围和应用范围：6．参照教材1-7图补充如下Fe-Fe3C相图缺少的内容（标注相应的数据和材料相符号），思考每个线条和线条包容区域内金属相符号的特点7．假定有含碳量为80%的材料从液态逐渐缓慢冷却，请说明其随温度下降的组织变化。
8． AC3和Acm是重要指标线，在这个温度以下会稳定得逞室温组织。
在高温度附近的冷却速度决定了材料的晶粒大小。
因此，为细化晶粒的退火热处理的工艺设计是需要查阅相图的（通常要高出50°C）。
请同学补充完成下面的回答：9．钢的热处理主要包括淬火、退火、回火、调质处理和渗碳。
它们的主要特点是按照热处理温度、冷却速度、热处理目的或用途、工艺过程安排特点考虑的。
请藐视它们的特点：10．请回答.077％碳钢和1.％碳钢的细化晶粒温度。
11．现有40Cr钢制造的机床主轴，心部要求良好的强韧性（200～300HBS），轴颈处要求硬而耐磨（54～58HRC），试问：（1）应进行哪种预处理和最终热处理？（2）热处理后获得什么组织？（3）热处理工序在加工工艺路线中位置如何安排？12．铸铁是制造机器零件毛坯的主要黑色金属材料之一，请说明铸铁的基本特征。
（牌号、石墨形态、铸造性能、成本等）13．为了获得优质的铸件毛坯，在结构工艺性方面需要注意哪些原则？14．按照碳含量将碳钢分为低、中、高碳钢，参考教材中图3-2归纳碳钢的力学性能随含碳量的变化规律。
数控加工技术基础知识
高精度、高效率、高柔性、自动 化程度高、适应性强。
数控加工技术的发展历程
起源
20世纪40年代，数控技术的概 念开始出现。
初步发展
20世纪50年代，第一台数控机 床诞生。
成熟阶段
20世纪80年代，随着计算机技 术的发展，数控加工技术逐渐 成熟。
发展趋势
智能化、网络化、复合化、环 保化。
数控加工技术的应用领域
数控加工刀具与材料
刀具材料
刀具磨损与寿命
常用的刀具材料有高速钢、硬质合金、 陶瓷和金刚石等，不同材料具有不同 的硬度、耐磨性和耐热性等特点。
刀具磨损与切削参数、切削材料、刀 具材料等因素有关，合理选择切削参 数和刀具材料可以延长刀具寿命。
刀具种类
数控加工中常用的刀具有铣刀、钻头、 铰刀、丝锥等，根据不同的加工需求 选择合适的刀具。
对零件图样进行工艺性分析，明确加 工要求、定位基准、加工余量等信息。
工艺方案制定
根据零件特点和加工要求，制定合理 的加工工艺方案，包括加工方法、工 序安排、装夹方式等。
数控加工工序设计
对每个工序进行详细设计，包括刀具 选择、切削参数确定、冷却方式等。
数控编程
根据工序设计结果，进行数控编程， 生成加工程序。
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数控加工切削参数的选择
主轴转速
根据切削材料和刀具材料的不同， 选择合适的主轴转速，以保证切 削效率和加工质量。
进给速度
进给速度应根据切削深度和切削材 料来确定，合理的进给速度可以提 高加工效率和表面质量。
切削深度与宽度
切削深度与宽度应根据加工需求和 刀具承受能力进行选择，过大或过 小的切削参数都可能影响加工质量 和效率。
辅助装置提供必要的加工条件和保障 操作安全。
数控加工工艺与编程基础知识(PPT 145页)
分为不转位和可转位两种； 通常数控刀具采用机夹式！
特殊型式：如复合式
刀具，减震式刀具等。
阶梯式刀 具
舍弃式刀具/电脑锣刀具
1. 根据制造刀具所用 的材料可分为：
高速钢刀具； 硬质合金刀具； 金刚石刀具； 其他材料刀具，如立方 氮化硼和陶瓷刀具等。
数
按照切削工艺分：
控
刀 具
车削刀具：外圆、内孔、螺纹、成形车刀等
10000
3000
0.2
背吃刀量 (mm)
10
57
陶瓷刀具
数
控 刀 具
不仅能对高硬度材料进行粗、精加工，也可进行铣削、 刨削、断续切削和毛坯拔荒粗车等冲击力很大的加工；
的 可加工传统刀具难以加工或根本不能加工的高硬材料；
材 刀具耐用度比传统刀具高几倍甚至几十倍，减少了加 料 工中的换刀次数；
1972年
美国 德国 瑞典
美国
德古萨公司
瑞典山特维克 钢厂
通用电气公司
采用可转位刀片
生产陶瓷刀具 生产碳化钛涂层硬质合金刀片
聚晶人造金刚石和聚晶立方氮化硼刀片
发展了物理气相沉积法，在硬质合金或高速 1972年 美国 邦沙和拉古兰 钢刀具表面涂覆碳化钛或氮化钛硬质层
数控刀具的选择
为了保证数控机床的正常运行，只有配置了与数控机 床性能相适应的刀具才能使其性能得到充分发挥，也可说配 置刀具的优异（合理性、先进性）直接影响到数控机床功能 和作用的发挥。
数控铣削加工的零件
数控铣削加工的零件
数控铣削加工的零件
数控铣削加工的零件
数控铣削加工的零件
数控铣削加工的零件
数控铣削加工的零件
数控铣削加工的零件
数控加工基础知识
8、5大功能指令 1）辅助功能指令（M指令） M03: 主轴正传 M04：主轴反转 M05：主轴停止 M06: 换刀 M08: 切削液打开 M09: 切削液关闭 M30: 程序结束
2）进给功能指令（F指令）：指定进给速 度的大小。 有两种控制方式： 每分钟进给方式：（mm/min) 如：F100 每转进给方式：(mm/r) 如：F0.1 一般的数控系统默认为每分钟进给方式。 3）刀具功能指令（T指令） 车床一般用四位数字。如：T0101，前两位 表示刀具号，后两位表示刀补号。 铣床一般用两位数字。如：T02，表示刀具 号为02.
2、数控技术的发展
1952年在美国麻省理工学院诞生了世界上第一台三 坐标联动的数控铣床 第一代 电子管NC
第二代 晶体管NC
第三代 小规模集成电路NC
CNC
第四代 小型计算机NC
MNC
第五代 微机NC
二、数控机床的组成
机床本体 数控机床 数控系统 输入输出装置 数控装置（核心） 伺服驱动系统 位置检测反馈装置 可编程逻辑控制器（PLC)
3）工件原点（编程原点） 工件坐标系是在数控编程时用来定义工件形 状和刀具相对工件运动的坐标系。 工件坐标系的原点称为工件原点或编程原点 数控车床上加工工件时，工件原点一般设在 主轴中心线与工件右端面(或左端面)的交点处。 数控铣床上加工工件时，工件原点一般设在 进刀方向一侧工件外轮廓表面的某个角上或对称 中心上。
2）机床参考点 机床原点相对应的还有一个机床参考点， 它也是机床上的一个固定点，通常不同于机 床原点。一般来说，加工中心的参考点设在 工作台位于极限位置时的一基准点上。该极 限位置通过机械挡块来调整和确定，但必须 位于各坐标轴的移动范围内。为了在机床工 作时建立机床坐标系，要通过参数来指定参 考点到机床原点的距离，此参数通过精确测 量来确定。一般，机床工作前，必须先进行 回参考点动作，各坐标轴回零，才可建立机 床坐标系
国开《数控加工工艺》期末复习指导
《数控加工工艺》期末复习指导第一部分考核说明一、有关说明1. 考核对象国家开放大学开放教育专科机械制造与自动化专业学生。
2. 启用时间2015年秋季学期。
3. 考核目标通过考核使学生掌握金属切削、零件定位与夹紧等基本知识，理解加工工艺分析及工序设计等方面的基础理论知识，为深入学习本专业后续课程打下基础。
4. 考核依据本课程考核说明是依据国家开放大学《数控加工工艺课程教学大纲》、文字教材《数控加工工艺》（徐宏海主编，中央广播电视大学出版社2008年1月第1版）制定的。
本课程考核说明是课程考核命题的基本依据。
5. 考核方式及计分方法本课程考核采用形成性考核与终结性考试相结合的方式。
形成性考核占课程综合成绩的50%，终结性考试占课程综合成绩的50%。
课程考核每次形考任务按照百分制计分，所得分数乘以对应的权重，相加的和为课程的形成性考核成绩。
（二）终结性考试1. 考试目的终结性考试是在形成性考核的基础上，对学生学习情况和学习效果进行的一次全面检测。
2. 命题原则第一，本课程的考试命题严格控制在教学大纲规定的教学内容和教学要求的范围之内。
第二，考试命题覆盖本课程教材的1-8章，既全面，又突出重点。
第三，每份试卷所考的内容，覆盖本课程教材所学内容的70%以上章节。
第四，试题难度适中。
一般来讲，可分为：容易、适中、较难三个程度，所占比例大致为：容易占30%，适中占50%，较难占20%。
3. 考试手段网络考试。
4.考试方式闭卷。
5. 考试时限60分钟。
6. 特殊说明终结性考试允许携带计算器。
三、终结性考试题型及规范解答举例试题题型包括单项选择题、判断题和综合题。
下面给每种题型列举1-2道样题，以及相应的参考答案及评分标准。
（一）单项选择题（共12小题，每小题4分，共48分）1、根据工件加工表面的精度要求，应该限制的自由度都被限制，但少于6个，这种定位方式称为（）（A）完全定位（B）欠定位（C）过定位（D）不完全定位2、数控机床加工时，零件一次安装完成尽可能多的零件表面加工（即采用基准统一原则），这样有利于保证零件各加工表面的（）。
数控车切削三要素
数控车切削三要素不少数控车床的操作者，对车床的切削原理知道得很少，常常不知道如何正确选择主轴转速S、进刀量F，以及进刀的深度，大牛数控，在数控行业一直不断地在探索，希望这篇文章能对大家有所帮助。
主轴转速S、进刀量F，进刀的深度，在切削原理课程中称为切削加工三要素，如何正确选择这三个要素是金属切削原理课程的一个主要内容，我这里想尽可能简单地介绍一下选择这三个要素的基本原则：(一)切削速度（线速度、园周速度）V(米/分)要选择主轴每分钟转数，必须首先知道切削线速度V应该取多少。
V的选择：取决于刀具材料、工件材料、加工条件等。
刀具材料：硬质合金，V可以取得较高，一般可取100米/分以上，一般购置刀片时都提供了技术参数：加工什么材料时可选择多少大的线速度。
高速钢：V只能取得较低，一般不超过70米/分，多数情况下取20~30米/分以下。
陶瓷分几个大类,每个大类又分为若干小类,再按成分组分比例、添加物、金相结构、表面处理等，可分出无数具体牌号，加工对象又千变万化，很难在一个较小的范围给到楼主：大致的线速度可以认为在200～1200m/min的范围之内。
工件材料：硬度高，V取低；铸铁，V取低，刀具材料为硬质合金时可取70~80米/分；低碳钢，V可取100米/分以上，有色金属，V可取更高些（100~200米/分）.淬火钢、不锈钢，V应取低一些。
加工条件：粗加工，V取低一些；精加工，V取高些。
机床、工件、刀具的刚性系统差，V取低。
如果数控程序使用的S是每分钟主轴转数，那么应根据工件直径，及切削线速度V计算出S：S（主轴每分钟转数）=V（切削线速度）*1000/（3.1416*工件直径）如果数控程序使用了恒线速，那么S可直接使用切削线速度V（米/分）（二）进刀量（走刀量）F主要取决于工件加工表面粗糙度要求。
精加工时，表面要求高，走刀量取小：0.06~0.12mm/主轴每转。
粗加工时，可取大一些。
主要决定于刀具强度，一般可取0.3以上，刀具主后角较大时刀具强度差，进刀量不能太大。
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第五章 数控铣床加工工艺与编程
第一节 第二节 第三节 第四节 第五节 第六节
数控铣床及其加工对象 铣削加工及数控铣削工艺分析 数控铣削加工工艺装备选用 数控铣削系统简化编程的方法和应用 典型结构的数控铣削加工方法及编程 数控铣削加工综合实例
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第六章 加工中心加工工艺与编程
第一节
工表面金属层受到切削刃钝圆部分和后刀面的挤压、摩擦与回弹而产 生塑性变形的区域。 切削变形的大小，主要取决于第一变形区及第二变形区的挤压和摩擦 情况，其主要影响因素及规律如下： ⑴ 工件材料 实验证明，工件材料强度和硬度越高，变形系数越小； 而塑性大的金属材料变形大，塑性小的金属材料变形小。 ⑵ 刀具前角 刀具前角越大，变形系数越小。这是因为增大刀具前角， 可使剪切角增大，从而使切削变形减小。 ⑶ 切削速度 切削速度vc与切削变形系数ξ的实验曲线如图1-7所示 ⑷ 切削厚度 由图1-7可知，当进给量增加（切削厚度增加）时，切 削变形系数减小。
材料的体积。相当于切削层横截面积以vc值沿切削速度方向 运动一个单位时间所包含的空间体积(单位：mm3)，它是反映 切削效率高低的一个指标。其计算公式为 Q＝1000vcαpƒ
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第二节 金属切削过程的一般规律
1.2.1 金属切削过程中的变形
被切削金属层在刀具前面的挤压力作用下，首先产生弹性变 形，当最大切应力达到材料的屈服极限时，即沿图1-6中的 0A-OM曲线发生剪切滑移，并依次由位置1移至位置2，22‘之间的距离就是它的滑移量。
第二节 序
第三节
第四节
第五节
第六节 性分析
加工中心概述 加工中心的自动换刀及典型换刀程
数控铣床、加工中心的孔加工刀具 孔加工固定循环 典型结构的加工工艺及编程例析 数控铣床、加工中心对刀方案合理
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高硬度、耐磨、足够的 强度和韧性、良好的耐热性 和导热性、良好的加工工艺、 经济性
第2章 数控加工的切削基础
2.2 金属切削刀具
•刀具切削部分组成要素
前刀面Aγ：切屑沿其流出的表面,主后刀面Aα：与过渡表面相 对的面。
副后刀面Aαˊ：与已加工表面相对的面 主切削刃：前刀面与 主后刀面。
第2章 数控加工的切削基础
第2章 数控加工的切削基础
2.1 切削运动与切削要素
• 切削用量三要素 2.进给量f 在主运动的一个循环 内，刀具在进给方向上 相对于工件的移动量
车削时：V f nf
第2章 数控加工的切削基础
2.1 切削运动与切削要素
• 切削用量三要素
3.背吃刀量ap 以加工表面和未加工
表面之间的垂直距离
车削外圆时a：p
第2章 数控加工的切削基础
武汉交通职业学院 机电系
第2章 数控加工的切削基础
本章内容 数控加工的金属切削原理、
刀具的选用和切削过程中的相 关问题。
第2章 数控加工的切削基础
2.1 切削运动与切削要素
• 切削运动Leabharlann 合成切削运动，刀具和工件之间的相对运动）
主运动（主要运 动，切削速度最 高、消耗功率最 大，只能有一个） 进给运动（附加运 动、消耗的功率小， 可以有多个或者没 有）
切削层几何参 数
切削层公称宽度bD 切削层公称横截面面积
AD
第2章 数控加工的切削基础
2.1 切削运动与切削要素
• 切削用量三要素
1.切削速度Vc 切削时，切削刃选定
点相对于件主运动的瞬时 速度，即工件和刀具沿主 运动方向的相对位移
回转运动： 往复直线运动：
Vc
dwn
1000
2Ln
Vc 1000
基面Pr：过切削刃选定点平行或垂直刀具安装面（或轴线）的平面
切削平面Ps：过切削刃选定点与切削 刃相切并垂直于基面的平面
正交平面Po：过切削刃选定点同时垂 直于切削平面和基面的平面
第2章 数控加工的切削基础
2.2 金属切削刀具
• 刀具主要的标注角度
前角γo：在主切削刃选定点的正交平面Po内，前刀 面与基面之间的夹角
AD
第2章 数控加工的切削基础
2.1 切削运动与切削要素
切削层参数
1. 切削层公称厚度hD 在主切削刃选定点的基面内，垂直于过渡表面的切削层
尺寸，称为切削层公称厚度。
右图：hD ＝ f sinκr κr为刀具主偏角，即刀具 主切削刃与进给方向的夹角。 根据上式可以看出，进给 量f或刀具主偏角κr增大，车 削切削层厚度hD增大。
后角αo：在正交平面 Po内，主后刀面与基面之 间的夹角
在正交平面中测量的角 度还有楔角βo=90（γo+αo）度
第2章 数控加工的切削基础
2.2 金属切削刀具 • 刀具主要的标注角度
主偏角κr：主切削刃在 基面上的投影与进给方向 的夹角
副偏角κrˊ：基平面中， 副切削平面与进给运动反 方向间的夹角
第2章 数控加工的切削基础
2.1 切削运动与切削要素
• 加工中的工件表面
以加工表面 （切削后形成）
待加工表面 （待切除的切削层表
面） 过渡表面 （切削刃形成的那一 部分表面）
第2章 数控加工的切削基础
2.1 切削运动与切削要素
• 切削要素
切削速度Vc
切削用量 进给量f
背吃刀量ap
切削层公称厚度hD
第2章 数控加工的切削基础
2.1 切削运动与切削要素
• 切削层参数
2.切削层公称宽度bD 在主切削刃选定点的基面内，沿过渡层表面度量的
切削层尺
右图：bD＝ap/sinkr 由上式可以看出，当背吃刀量 ap增大或者主偏角kr减小时，切 削层公称宽度bD增大。
第2章 数控加工的切削基础
2.1 切削运动与切削要素
在基平面中测量的角度 还有刀尖角εr=180（κr+κrˊ）度
第2章 数控加工的切削基础
2.2 金属切削刀具
• 刀具主要的标注角度
刃倾角λs：在切削平面ps内，主切削刃与基面Pr 的夹角
第2章 数控加工的切削基础
2.2 金属切削刀具
• 刀具几何参数的选择
所谓刀具几何参数的合理选择是指在保证加 工质量的前提下，选择能提高切削效率，降低 生产成本，获得最高刀具耐用度的刀具几何参 数
dw
2
dm
第2章 数控加工的切削基础
2.1 切削运动与切削要素
• 切削层参数
金属切削过程是通过刀具切削工件切削层而进行的。在
切削过程中，刀具的刀刃在一次走刀中从工件待加工表面切
下的金属层，被称为切削层。切削层的截面尺寸被称为切削
层参数。
切削层公称厚度hD
切削层几何参 数
切削层公称宽度bD
切削层公称横截面面积
2.2 金属切削刀具
• 刀具材料
刀具材料主要是指刀具的切削部分的材料。 刀具的切削性能主要取决于刀具的材料，其次取决于切 削部分的几何参数及刀具结构的选择和设计是否合理。
第2章 数控加工的切削基础
2.2 金属切削刀具
• 刀具材料
1.刀具材料的性能
刀具要承受很大的切 削力、切削变形和摩擦产 生的高温，要使刀具保持 切削能力必须具有一定的 性能。
第2章 数控加工的切削基础
2.2 金属切削刀具
• 常用刀具分类
1.从结构上分类 2.按加工方法分类 3.按切削刃特点分类
整体式
切刀
单刃刀具
装配式
孔加工刀具
多刃刀具
复合式 减震式 内冷式 其他特殊形式
拉刀 铣刀 螺纹刀具 齿轮刀具 磨具
4.按工艺特点分类 通用刀具 定尺寸刀具 成型刀具
第2章 数控加工的切削基础
• 切削层参数
3. 切削层公称横截面积 AD
在主切削刃选定点的 基面内，切削层的截面 面积
右图： AD ＝ hD*bD ＝ f*ap 。
第2章 数控加工的切削基础
2.2 金属切削刀具
• 常用刀具分类
数控加工刀具可分为常规刀具和模块化刀具两 大类。模块化刀具是发展方向。
发展模块化刀具的主要优点：减少换刀停机时间， 提高生产加工时间；加快换刀及安装时间，提高小 批量生产的经济性；提高刀具的标准化和合理化的 程度；提高刀具的管理及柔性加工的水平；扩大刀 具的利用率，充分发挥刀具的性能；有效地消除刀 具测量工作的中断现象，可采用线外预调。
副切削刃：前刀面与副后刀面相交形成 的刀刃 刀尖：主副刃连接处的一小部分 切削刃
第2章 数控加工的切削基础
第2章 数控加工的切削基础
2.2 金属切削刀具
•刀具几何角度
刀具的几何角度是在一定的平面参考系中确定的，一般有正交平面参考系、 法平面参考系和假定工作平面参考系。右图所示采用的是正交平面参考系， 各参考面如下：