数控加工工艺

铣削加工刀具 1）铣刀的选择：
图3-14 常用铣刀
a) 球头铣刀 b) 环形铣刀 c) 鼓形铣刀 d) 锥形铣刀 e)盘形铣刀
孔加工刀具
钻头、镗刀、铰刀和丝锥等。
1）钻头：直径8~80mm的麻花钻多为莫氏锥柄，可直接装在带 有莫氏锥孔的刀柄内；直径为0.1~20mm的麻花钻多圆柱形， 可装在钻夹头刀柄上，中等尺寸麻花钻两种形式均可选用。钻 削直径在20~60mm、孔的深径比小于等于3的中等浅孔时，可 选用图3-15所示的可转位浅孔钻 。
2）零件的装卸要快速、方便、可靠。
3）夹具要开敞，其定位、夹紧机构元件不能影响加 工中的走刀。
4）在成批生产中还可以采用多位、多件夹具，或 直接采用柔性夹具
新 型 数 控 夹 具 元 件
柔性夹具
（图片中红色的为工件）
3.1.6 数控加工刀具
数控刀具材料
涂层硬质合金 陶瓷材料 高速钢 硬质合金
立方氮化硼(CBN）
聚晶金刚石(PCD）
涂层硬质合金刀具
PCBN刀片
陶瓷刀片
PCD
焊 接 式 车 刀 PCD
PCD刀片
转wk.baidu.com位 式 刀 片
数控加工刀具
车削加工刀具 ：常用机夹式可转位刀具 ，结构如图3-10 所示。 图3-11为常见的几种车刀刀片形状 。
图3-10 机夹式可转位车刀
图3-11 常见可转位车刀刀片
3.1.2 数控加工工艺性分析
从数控加工的可能性和方便性两方面分析其工艺性。 • 零件图的尺寸标注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。
（2）构成零件轮廓的几何元素的条件应充分。
• 零件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。 （2）内槽圆角的大小决定着刀具直径的大小，因而内槽圆角 半径不应过小 。如图3-3
3.1 数控加工工艺分析
数控加工工艺分析的重要性 1. 对于一个零件来说，并非全部加工工艺过 程都适合在数控机床上完成，而往往只是其中的一 部分工艺内容适合数控加工。 2.在数控加工中无论是手工编程还是自动编程， 编程以前都要对所加工的零件进行工艺分析，拟定 加工方案，选择合适的刀具，确定切削用量。 3.在编程中，对一些工艺问题（如对刀点、 加工路线等）也需做一些处理。因此程序编制中的 工艺分析是一向十分重要的工作。
工序的划分
（2）按粗、精加工划分工序（即 先粗加工再精加工 ）
图3-8 车削加工的零件
（3）按所用刀具划分工序
工步的划分
先粗后精的原则 先面后孔的原则 刀具集中的原则
3.1.5 零件的定位与安装
定位安装的基本原则 1）力求设计、工艺与编程计算的基准统一。
2）尽量减少装夹次数，尽可能在一次定位装夹中加工 出全部待加工面。 3）避免采用占机人工调整时间长的装夹方案
4）夹紧力的作用点应落在工件刚性较好的部位。
图1 夹紧力作用点与夹紧变形的关系
a)
b)
c)
夹紧力作用点与夹紧变形的关系
选择夹具的基本原则 基本要求：一是要保证夹具的坐标方向与机床的坐标 方向相对固定；二是要协调零件和机床坐标系的尺寸 关系。此外，还要考虑以下四点： 1）当零件加工批量不大时，应尽量采用组合夹具、 可调式夹具及其他通用夹具。
图3-15 可转位浅孔钻
2）镗刀：镗刀按切削刃数量可分为单刃镗刀和双刃镗刀。镗 削通孔、阶梯孔和盲孔可分别选用图3-16a、b、c所示的单刃 镗刀。
图3-16 单刃镗刀
a) 通孔镗刀 b）阶梯孔镗刀 c) 盲孔镗刀
1—调节螺钉
2—紧固螺钉
在孔的精镗中，目前较多地选用精镗微调镗刀 ，其结 构如图3-17所示。
3.1.1 机床的合理选用
根据国内外数控机床技术应用实践，数控机床加工的适
用范围可用图3-1和3-2定性分析。
图3-1 零件复杂程度与零件批量的关系
图3-2 零件批量与总加工费用的关系
数控机床通常最适合加工具有以下特点的零件 1）多品种、小批量生产的零件或新产品试制中的零 件。 2）轮廓形状复杂，对加工精度要求较高的零件。 3）用普通机床加工时，需要有昂贵的工艺装备 （工具、夹具和模具）的零件。 4）需要多次改型的零件。 5）价值昂贵，加工中不允许报废的关键零件。 6）需要最短生产周期的急需零件。
图3-17 微调镗刀
1—刀体 2—刀片 3—调整螺母 4—刀杆 5—螺母 6—拉紧螺钉 7—导向键
3）铰刀：数控机床上使用的铰刀多是通用标准铰刀。此外， 还有机夹硬质合金刀片单刃铰刀和浮动铰刀等。 加工精度 IT8~IT9级、表面粗糙度Ra为0.8~1.6的孔时，多选用通用标准 铰刀。加工精度IT5~IT7级、表面粗糙度Ra为0.7μm的孔时， 可采用机夹硬质合金刀片的单刃铰刀。这种铰刀的结构如图318所示 。
2.考虑生产率和经济性的要求，以及工厂的生产设备等实 际情况。
常用加工方法的经济加工精度及粗糙度可查阅有关工艺手册。
加工方案的确定
根据主要表面的精度和表面的粗糙度的要求，初 步确定位达到这些要求所需要的加工方法。
例如，对于孔径不大的IT7级精度的孔，最终加 工方法取精铰时，则精铰孔前通常要经过钻孔、 扩孔和粗铰孔等加工。
图b与图a相比， 转接圆弧半径 大，可以采用 较大直径的铣 刀来加工。加 工平面时，进 给次数也相应 减少，表面加 工质量也会好 一些，所以工 艺性较好。
图3-3 数控加工工艺性对比
（3）零件铣削底平面时，槽底圆角半径r不应过大， 如图 3-4所示。 （4）应采用统一的基准定位。
图3-4 零件底面圆弧对加工工艺的影响
3.1.3 加工方法与加工方案的确定
加工方法的选择
选择原则：保证加工表面的加工精度和表面粗糙度的要求。 1.结合零件的形状、尺寸大小和热处理要求等全面考虑。 例如，对于IT7级精度的孔采用镗削、铰削、磨削等加工方法 均可达到精度要求，但箱体上的孔一般采用镗削或铰削。一般 小尺寸的箱体孔宜选择铰孔，当孔径较大时则应选择镗孔。
表3-1~3-3列出了钻、镗、铰等几种加工方法所 能达到的精度等级及其工序加工余量，
平面类零件斜面轮廓加工方法的选择
（1）有固定斜角的外形轮廓面 如图3-5所示 （2）有变斜角的外形轮廓面 如图3-6所示
图3-5 固定斜角斜面加工
图3-6 变斜角斜面加工
3.1.4 工序与工步的划分
（1）按零件装卡定位方式划分工序。