第三章12：数控加工工艺：基本概念和数控工艺

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3、工艺路线的拟定
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（1）划分加工阶段
保证加工质量 有利于合理使 用设备 便于安排热处 理工序
划分 加工 阶段 的原 因
便于及时发 现毛坯缺陷 精加工和光整 加工过的表面 少受磕碰损坏
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A、切削加工工序
当加工质量要求较高时，应划分加工 阶段。一般可分为粗加工、半精加工 和精加工三个阶段。当加工精度和表 面质量要求特别高时，可增设光整加 工和超精密加工 切除毛坯大部分余量，接近成品的形状和尺寸 主要表面留下精加工余量并达到一定的 精度，完成一些次要表面的加工 保证主要表面精度和表面粗糙度 获得很高的尺寸精度、降低表面 粗糙度或使其表面得到强化
消除残余 应力处理 最终热处理 表面装饰 性镀层和 发兰处理
一般都安排在机械 加工完毕后
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工艺路线的拟定(切削加工工序)
先基准面后 其它表面 先把基准面加工出来，再以基准面定位来加工 其它表面，以保证加工质量 即粗加工在前，精加工在后，粗精分开
基准先行
先粗加工后 精加工
先粗后精
主要表面后 次要表面 如主要表面是指装配表面、工作表面，次要表 面是指键糟、联接用的光孔等 平面轮廓尺寸较大，平面定位装夹稳定，通常 均以平面定位来加工孔
●背吃刀量：背吃刀量是车削时已加工表面与待加工表 dw dm 面之间的垂直距离（单位：mm）。 ap 2 式中 dw —工件待加工表面的直径， dm—工件已加工
表面的直径
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二、普通切削加工工艺内容

1）零件的工艺分析 2）毛坯的确定 3）工艺路线的设计 4）工序设计 5）填写工艺文件
装配 基准
装配时用以确定零件在部件 或产品中位置的基准
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（1）粗基准的选择
粗基准
在起始工序中，只能选择未经加 工的毛坯表面作定位的基准
粗基准 的选择 原则
●非加工表面原则 ●加工余量最小原则 ●不重复使用原则. ●便于工件装夹原则
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（2）精基准的选择
精基准
用加工过的表面作定位基准
精基准的 选择原则
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切削加工工序
工艺路线的拟定
切削加工工序
基准先行
先粗后精
先主后次
先面后孔
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工艺路线的拟定
先基准面后 其它表面 先粗加工后 精加工 主要表面后 次要表面
先把基准面加工出来，再以基准面定位来加工 其它表面，以保证加工质量 即粗加工在前，精加工在后，粗精分开 如主要表面是指装配表面、工作表面，次要表 面是指键糟、联接用的光孔等
基准的概念
按作用不 同分为设 计基准和 工艺基准
设计基准
设计图样上所采用的基准 在工艺中采用的基准。工艺基 准按用途不同，又分为定位基 准、测量基准和装配基准
工艺基准
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工艺基准
定位 基准
加工时使工件在机床或夹具中 占据正确位置所用的基准
工艺基准
测量 基准
零件检验时，用以测量已加 工表面尺寸及位置的基准

由于在数控机床加工前，要将机床的运动过程、零件的工艺过程、刀具 的形状、切削用量和走刀路线等都编入程序，这就要求程序设计人员要 有多方面的知识基础。严格说来，数控编程也属于数控工艺的范畴。
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第一节 加工工艺基本概念
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一、机械制造技术基础的基本概念
将原材料转变为成品的 全过程
生产过程
改变生产对象的形状、尺寸、 相对位置和性质等，使其成 为成品或半成品的过程称为 工艺过程。 工艺过程是生产过程中的主 要部分，其余的劳动过程则 为生产过程的辅助过程
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工序的百度文库分：

以加工内容：区域集中 所用刀具：少换刀 粗精分开
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四、数控加工工艺的特点

工艺内容具体详细 工艺要求严密精确 加工工序相对集中
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第三章 数控加工工艺基础
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6、 数控加工工作过程： 在数控机床上加工零件时，要预先根据零件加工图样的要求确定零件加工的 工艺过程、工艺参数和走刀运动数据，然后编制加工程序，传输给数控系统，在 事先存入数控装置内部的控制软件支持下，经处理与计算，发出相应的进给运动 指令信号，通过伺服系统使机床按预定的轨迹运动，进行零件的加工。
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加工阶段 的划分
粗加工
半精加工
精加工 光整加工
B、辅助工序
检验
自检 重要工序的前后 送往外车间加工之前
辅助 工序
去毛刺
全部加工工序完成
倒棱 清洗 防锈 去磁和平衡
淬火工序之前全部加
工工序完成
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C、热处理工序
预备热处理
一般安排在粗加工前 粗加工、半精加工和 精加工之间 一般安排在精加工前
热处 理工 序
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制定工艺规程的方法与步骤
制定工艺规程的方法与步骤
确 定 毛 坯 的 种 类 和 尺 寸 选择定 位基准 和主要 表面的 加工方 法，拟 订零件 的加工 工艺路 线
零件 图的 研究 与工 艺审 查
确 定 生 产 类 型
确定 工序 尺寸、 公差 及其 技术 要求
确定机 床、工 艺装备、 切削用 量及时 间定额
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第二节 数控加工工艺设计

一、数控加工工艺定义 二、数控加工工艺内容 三、数控加工工艺工艺规程的制订 四、数控加工工艺的特点
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一、数控加工工艺定义

采取数控机床进行零件加工所使用的方 法和技术手段。
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二、数控加工工艺内容



工艺分析，确定数控加工内容 确定加工工序和工步 选择加工机床、刀具、夹具的选择 加工轨迹的计算和优化。 首件试加工 加工工艺文件的定型和归档
填 写 工 艺 文 件
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零件图样的工艺分析
读图和审图
●分析零件图是否完整正确 ； ●零件的技术要求分析 ； ●尺寸标注应符合数控加工的特点； ●定位基准可靠
零件结构 工艺性
零件在满足使用要求的前提下， 制造的可行性和经济性。它包括 零件各个制造过程中的工艺性， 如零件的铸造、锻造、冲压、焊 接、热处理和切削加工工艺性等 。好的工艺性会使零件加工容易 ，节省工时，降低消耗
工序分散
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4、切削参数

工序尺寸及公差的确定
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工序尺寸及公差的确定
定义
工序尺寸 及公差
每道工序完成后应保证的尺寸
基准重合时，计算顺序是：先确定各工序的基
计 算
本尺寸，再由后往前，逐个工序推算；工序尺寸 的公差，则都按各工序的经济精度确定，并按 “入体原则”确定上下偏差
基准不重合时，需用工艺 尺寸链来分析计算
●基准重合原则: 选择设计基准为定位基准； ●基准统一原则：多道工序选择同一个定位基准； ●自为基准原则：选择加工表面本身； ●互为基准原则 ：采取两个加工表面互为基准； ●便于装夹原则 ：所选精基准应保证定位准确；稳 定，装夹方便可靠，夹具结构简单适用，操作方便 灵活，足够大的接触面积，以承受较大的切削力
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1、毛坯及加工余量
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（1）毛坯种类
常用毛坯的种类有铸、锻、压 制、冲压、焊接、型材和板材 等。
毛 坯 种 类
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（2）加工余量
加工余 量
加工过程中，所切 去的金属层厚度
加工总余量
毛坯尺寸与零件图样 的设计尺寸之差
确定加工余量的方法
查表法 经验估计法 分析计算法
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2、基准的选择
零件是由若干表面组成，各表面之间都 有一定的尺寸和相互位置要求。用以确 定零件上点、线、面间的相互位置关系 所依据的点、线、面称为基准
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3）工艺路线的设计



l 加工表面的加工方法： 根据尺寸精度和表面粗糙度确定各加工表面的加工方法。 典型零件表面的加工方法： 外圆 ：车削、磨削 内孔 ：钻、扩、绞、镗、磨、拉 平面 ：铣削、磨削、车削 l 划分加工阶段 粗精加工阶段 l 划分工序 工序集中原则 工序分散原则

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产品零件提供加工要求 加工工艺规程的制订（工艺规程） 加工程序的编制（数控编程） 数控系统（ ） 数控机床（数控加工）
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本章是以研究数控机床加工中有关工艺问题。 但由于数控机床的加工工艺与普通机床的加工工艺有许多相同之处，加 之数控加工的工艺路线不是指从毛坯到成品的整个工艺过程，而仅是穿 插于零件加工的整个工艺过程中间的几道数控加工工艺过程的具体描述， 这就要求数控加工工艺要与普通加工工艺衔接好。因而要真正学好数控 加工工艺，必须首先掌握好普通机床的加工工艺。
工位
一次装夹工件后，工件与夹具或设备 的可动部分一起相对刀具或设备的固 定部分所占据的每一个位置
走刀
在一个工步内，若被加工表面需切去 的金属层很厚，就可分几次切削，每 切削一次为一次走刀
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基本概念
生产 纲领 生产 类型
企业在计划期内应当生产 的产品产量和进度计划。 计划期常定为1年，所以生 产纲领常称为年产量 企业（或车间、工段、班 组、工作地）生产专业化 程度的分类。一般分为大 量生产，成批生产和单件 生产三种类型
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l 工序顺序安排 安排原则： 基面先行； 先粗后精； 先面后孔； 先主后次。
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4）工序设计



l l l l l
机床、夹具、刀具的选择 工步划分及顺序安排 进给路线确定 工序尺寸及公差的确定 切削用量的确定：VC、ap、f
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5）填写工艺文件


l 填写机械加工工艺过程卡： 列出了整个零 件加工所经过的工艺路线（包括毛坯、机械加工 和热处理等），它是制订其它工艺文件的基础， 也是生产技术准备、安排计划组织生产的依据。 l 填写机械加工工序卡(数控加工工序卡)： 用来具体指导工人加工的工艺文件，卡片上画有 工序简图，并注明该工序的加工表面及应达到的 尺寸和公差，以及工件装夹方式、刀具、夹具、 量具、切削用量、时间定额等。
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工艺过程
基本概念
由若干个顺序排列的工序组 成的，而工序又可分为安装、 工位、工步和走刀 一个或一组工人， 在一个工作地对同 一个或同时对几个 工件所连续完成的 那一部分工艺过程
工序 工艺过程 的组成 安装
工件经一次装 夹后所完成的 那一部分工序
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基本概念
工步
在加工表面和加工工具不变的情况下， 所连续完成的那一部分工序内容
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切削用量的选择
●主运动速度 Vc :主运动速度表示主运动的速度大小和方
向,单位为m/min。当主运动为旋转运动时，可按下式计算:
VC Dn 1000
式中：n—主轴转速（r/s或r/min）；d—工件或刀具的最大
切削用量 三要素
直径（mm）。 ●进给量：每转进给量f（mm/r） 每齿进给量fz （mm/z） 进给速度 (mm/min)
先加工平面 后加工孔
平面轮廓尺寸较大，平面定位装夹稳定，通常 均以平面定位来加工孔
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三、数控加工工艺工艺规程的 制订(第2节）
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零件图样的工艺分析：确定采取数控加工的内容 毛坯及加工余量：锻件和铸件 定位基准的选择：基准统一。 工序的划分：以加工内容、刀具、加工阶段 工序尺寸及公差的确定：根据精度和效率 机床设备和工艺装备的选择 ：机床好，夹具简单通用， 刀具好 切削用量的选择：重切削和轻快削 普通加工工序与NC加工工序的划分：精度效率与成本 数控加工常用工艺文件：具体详细
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机械加工工艺规程的制定
规定产品或零部件制
工艺规程
作 用
定义
造工艺过程和操作方 法等的工艺文件
●指导生产的主要技术文件； ●组织生产和管理的基本依据； ●新建、扩建工厂（车间）的基本资料
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机械加工工艺规程的制定
制定 工艺 规程 的基 本要 求
●在保证产品质量的前提下，能尽量提 高生产率和降低成本； ●做到技术上的先进性、经济上的合理 性，保证工人具有良好的劳动条件； ●制定工艺规程时，工艺人员必须认真 研究原始资料，如产品图样、生产纲领、 毛坯资料及生产条件的状况等； ●参照同行业工艺技术的发展，综合本 部门的生产实践经验，进行工艺文件的 编制
先主后次
先加工平面 后加工孔
先面后孔
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（2）工序集中与分散
工序集中
将工件的加工集中在少数几道工序 内完成，每道工序的加工内容较多。 工序集中有利于采用数控机床、高 效专用设备及工装
将工件的加工，分散在较多的工序 内进行，每道工序的加工内容很少。 工序分散使用的设备及工艺装备比 较简单，调整和维修方便，操作简 单，转产容易