数控加工工艺分析资料
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要用专用的工装。 2. 加工部位分散，需要多次安装。多次设置原点，数控加工
较麻烦。 3. 按某些特定的样板加工的型面轮廓。获取数据困难，增加
编程难度。 此外，还要考虑生产批量、生产周期、工序间周转情况等等。
3.1.2 零件数控加工工艺性分析
1. 零件图样尺寸标注应符合编程方便的原则 在数控编程中，所有点、线、面的尺寸和位置都是以编程原点为基准的。
（三）
第3章 数控加工工艺分析
3.1 数控加工工艺性分析
数控机床的加工工艺与通用机床的加工工艺有许多相同之 处，但在数控机床上加工零件比通用机床加工零件的工艺 规程要复杂得多。在数控加工前，要将机床的运动过程、 零件的工艺特点、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具有多方面的知识基础。 合格的程序员首先是一个合格的工艺人员，否则就无法做 到全面周到地考虑零件加工的全过程，以及正确、合理地 编制零件的加工程序。
如加工下图a所示零件上的孔系。b图的走刀路线为先加工 完外圈孔后，再加工内圈孔。若改用c图的走刀路线，减少空 刀时间，则可节省定位时间近一倍，提高了加工效率。
8．铣削内腔的走刀路线
如图3.11（a）为用行切方式加工内腔（Die Cavity）的走 刀路线，这种走刀能切除内腔中的全部余量，不留死角，不 伤轮廓。但行切法将在两次走刀的起点和终点间留下残留高 度，而达不到要求的表面粗糙度（Roughness）。
因此零件图样上最好直接给出坐标尺寸，或尽量以同一基准引注尺寸。
若将图（a）改为图（b）所示标注尺寸，各孔位置尺寸都以A面为基准， 基准统一，且工艺基准与设计基准重合，各尺寸都容易保证。
2．构成零件轮廓的几何元素条件应完整 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完整、准确。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。由于构成 零件几何元素条件的不完整，使编程时无法下手。遇到这种 情况时，应与零件设计人员协商解决。
如采用图3.11（b）图的走刀路线，先用行切法，最后沿 周向环切一刀，光整轮廓表面，能获得较好的效果。
图3.10（c）也是一种能保证较好表面质量的走刀路线方 式，但其加工时间略长。
3.3 确定定位和夹紧方案
3.3.1 零件的夹紧 在确定定位和夹紧方案时应注意以下几个问题：
（1）尽可能做到设计基准、工艺基准与编程计算基准的统一； （2）尽量将工序集中，减少装夹次数，尽可能在一次装夹后能加工出全 部待加工表面； （3）夹紧方式可靠，夹紧力的作用点应落在工件刚性较好的部位。
3）零件铣削底平面时，槽底圆角半径不应过大。
4）应采用统一的基准定位（Positioning）。
3.2 数控加工走刀路线确定
在数控加工中，刀具相对于工件的运动轨迹称为加 工路线（Processing Route），即刀具从对刀点开始运动起， 直至结束加工程序所经过的路径，包括切削加工的路径 及刀具引入、返回等非切削空行程。加工路线的确定首 先必须保证被加工零件的尺寸精度（Dimensional Precision） 和表面质量（Surface Quality），其次考虑数值计算简单， 走刀路线尽量短，效率较高等。
3.1.1 数控加工工艺内容的选择
通常优先考虑数控加工的内容为： 1. 通用机床无法加工的内容； 2. 通用机床难于加工，即使通用机床能加工质量也难保证的
内容； 3. 通用机床效率低、工人手工操作劳动强度大的内容。
相比之下，下列情况不宜选择数控加工： 1. 占机调整时间长。如以毛坯的粗基准定位加工第一精基准，
3.3.2 夹具的选择
1.选择夹具的基本原则 ◆ 要保证夹具的坐标方向与机床的坐标方向相对固定，协调
零件和机床坐标系的尺寸关系。 ◆ 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，以缩短生产准备时间、节省生产费用。 ◆ 在成批生产时才考虑采用专用夹具，并力求结构简单。 ◆ 零件的装卸要快速、方便、可靠，以缩短机床的停顿时间。 ◆ 夹具上各零部件应不妨碍机床对零件各表面的加工，即夹
3. 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（Cavity）和外形最好采用统一的 几何类型和尺寸。这样可以减少刀具规格和换刀 次数，使编程方便，生产效益提高。
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。零件工艺性的好坏与被 加工轮廓的高低、转接圆弧半径的大小等有关。
程序少，
当采用图3.8（b）的加工方案时，便于加工后检验，表面准确度高， 但程序较多。
6．位置精度要求高的孔加工路线
对于位置精度要求精度较高的孔系加工（Holes Processing），特别要 注意孔的加工顺序的安排，安排不当时，就有可能将沿坐标轴的反向 间隙带入，直接影响位置精度。
7．多孔最短走刀源自文库线
1．车圆锥的加工路线
2．车圆弧的加工路线
3．车螺纹时的引入、引出距离
切削螺纹时，增加δ1（2～5mm)的刀具引入距离和δ2（1～2mm)的刀 具切出距离，保证在升速完成后使刀具接触工件，刀具离开工件后再 降速。
4．铣削轮廓的加工路线
刀具的切出或切入点应在沿零件轮廓的切线上，以保证工件轮廓光滑 （Smooth）
铣削封闭的内轮廓表面时，因内轮廓曲线不允许外延，刀具只能沿轮 廓曲线的法向（Normal）切入和切出，此时刀具的切入和切出点应尽
量选在两几何元素的交点处
5．铣削曲面的加工路线
铣削曲面（Curved Surface）时，常用球头刀采用“行切法”进行加工。 当采用图3.8（a）的加工方案时，每次沿直线加工，刀位点计算简单，
图3.12（a）所示，薄壁套用卡爪径向夹紧时工件变形大； 图3.12（b）沿轴向施加夹紧力，变形会小得多。
图3.13（a）所示，夹紧薄壁箱体的夹紧力不应作用在箱体的顶面，应 如图3.13（b）所示作用在刚性较好的凸边上，或改为在顶面上三点夹 紧，改变着力点位置，以减小夹紧变形，如图3.13（c）所示。
较麻烦。 3. 按某些特定的样板加工的型面轮廓。获取数据困难，增加
编程难度。 此外，还要考虑生产批量、生产周期、工序间周转情况等等。
3.1.2 零件数控加工工艺性分析
1. 零件图样尺寸标注应符合编程方便的原则 在数控编程中，所有点、线、面的尺寸和位置都是以编程原点为基准的。
（三）
第3章 数控加工工艺分析
3.1 数控加工工艺性分析
数控机床的加工工艺与通用机床的加工工艺有许多相同之 处，但在数控机床上加工零件比通用机床加工零件的工艺 规程要复杂得多。在数控加工前，要将机床的运动过程、 零件的工艺特点、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具有多方面的知识基础。 合格的程序员首先是一个合格的工艺人员，否则就无法做 到全面周到地考虑零件加工的全过程，以及正确、合理地 编制零件的加工程序。
如加工下图a所示零件上的孔系。b图的走刀路线为先加工 完外圈孔后，再加工内圈孔。若改用c图的走刀路线，减少空 刀时间，则可节省定位时间近一倍，提高了加工效率。
8．铣削内腔的走刀路线
如图3.11（a）为用行切方式加工内腔（Die Cavity）的走 刀路线，这种走刀能切除内腔中的全部余量，不留死角，不 伤轮廓。但行切法将在两次走刀的起点和终点间留下残留高 度，而达不到要求的表面粗糙度（Roughness）。
因此零件图样上最好直接给出坐标尺寸，或尽量以同一基准引注尺寸。
若将图（a）改为图（b）所示标注尺寸，各孔位置尺寸都以A面为基准， 基准统一，且工艺基准与设计基准重合，各尺寸都容易保证。
2．构成零件轮廓的几何元素条件应完整 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完整、准确。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。由于构成 零件几何元素条件的不完整，使编程时无法下手。遇到这种 情况时，应与零件设计人员协商解决。
如采用图3.11（b）图的走刀路线，先用行切法，最后沿 周向环切一刀，光整轮廓表面，能获得较好的效果。
图3.10（c）也是一种能保证较好表面质量的走刀路线方 式，但其加工时间略长。
3.3 确定定位和夹紧方案
3.3.1 零件的夹紧 在确定定位和夹紧方案时应注意以下几个问题：
（1）尽可能做到设计基准、工艺基准与编程计算基准的统一； （2）尽量将工序集中，减少装夹次数，尽可能在一次装夹后能加工出全 部待加工表面； （3）夹紧方式可靠，夹紧力的作用点应落在工件刚性较好的部位。
3）零件铣削底平面时，槽底圆角半径不应过大。
4）应采用统一的基准定位（Positioning）。
3.2 数控加工走刀路线确定
在数控加工中，刀具相对于工件的运动轨迹称为加 工路线（Processing Route），即刀具从对刀点开始运动起， 直至结束加工程序所经过的路径，包括切削加工的路径 及刀具引入、返回等非切削空行程。加工路线的确定首 先必须保证被加工零件的尺寸精度（Dimensional Precision） 和表面质量（Surface Quality），其次考虑数值计算简单， 走刀路线尽量短，效率较高等。
3.1.1 数控加工工艺内容的选择
通常优先考虑数控加工的内容为： 1. 通用机床无法加工的内容； 2. 通用机床难于加工，即使通用机床能加工质量也难保证的
内容； 3. 通用机床效率低、工人手工操作劳动强度大的内容。
相比之下，下列情况不宜选择数控加工： 1. 占机调整时间长。如以毛坯的粗基准定位加工第一精基准，
3.3.2 夹具的选择
1.选择夹具的基本原则 ◆ 要保证夹具的坐标方向与机床的坐标方向相对固定，协调
零件和机床坐标系的尺寸关系。 ◆ 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，以缩短生产准备时间、节省生产费用。 ◆ 在成批生产时才考虑采用专用夹具，并力求结构简单。 ◆ 零件的装卸要快速、方便、可靠，以缩短机床的停顿时间。 ◆ 夹具上各零部件应不妨碍机床对零件各表面的加工，即夹
3. 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（Cavity）和外形最好采用统一的 几何类型和尺寸。这样可以减少刀具规格和换刀 次数，使编程方便，生产效益提高。
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。零件工艺性的好坏与被 加工轮廓的高低、转接圆弧半径的大小等有关。
程序少，
当采用图3.8（b）的加工方案时，便于加工后检验，表面准确度高， 但程序较多。
6．位置精度要求高的孔加工路线
对于位置精度要求精度较高的孔系加工（Holes Processing），特别要 注意孔的加工顺序的安排，安排不当时，就有可能将沿坐标轴的反向 间隙带入，直接影响位置精度。
7．多孔最短走刀源自文库线
1．车圆锥的加工路线
2．车圆弧的加工路线
3．车螺纹时的引入、引出距离
切削螺纹时，增加δ1（2～5mm)的刀具引入距离和δ2（1～2mm)的刀 具切出距离，保证在升速完成后使刀具接触工件，刀具离开工件后再 降速。
4．铣削轮廓的加工路线
刀具的切出或切入点应在沿零件轮廓的切线上，以保证工件轮廓光滑 （Smooth）
铣削封闭的内轮廓表面时，因内轮廓曲线不允许外延，刀具只能沿轮 廓曲线的法向（Normal）切入和切出，此时刀具的切入和切出点应尽
量选在两几何元素的交点处
5．铣削曲面的加工路线
铣削曲面（Curved Surface）时，常用球头刀采用“行切法”进行加工。 当采用图3.8（a）的加工方案时，每次沿直线加工，刀位点计算简单，
图3.12（a）所示，薄壁套用卡爪径向夹紧时工件变形大； 图3.12（b）沿轴向施加夹紧力，变形会小得多。
图3.13（a）所示，夹紧薄壁箱体的夹紧力不应作用在箱体的顶面，应 如图3.13（b）所示作用在刚性较好的凸边上，或改为在顶面上三点夹 紧，改变着力点位置，以减小夹紧变形，如图3.13（c）所示。