第3章数控加工工艺规程.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,*,第3章 数控加工工艺规程,10/19/2026,1,3.1数控加工工艺过程的基本概念,3.1.1 生产过程与工艺过程,1.生产过程概念,2.工艺过程概念,10/19/2026,2,在机械加工中，一台结构相同、要求相同的机器，一个要求相同的机械零件，可以采用几种不同的工艺过程来完成，但其中总有一种在某一特定的具体条件下是最合理的。那么，这种在具体条件下最合理或较合理的工艺过程，我们把它用文字的形式或按规定的表格形式书写下来，形成工艺文件，这种工艺文件就称为,机械加工工艺规程,。,机械加工工艺过程,是由一个或若干个顺次排列的工序组成。在一个工序中可能包含一个或几个安装，每一个安装可能包含一个或几个工位，每一个工位可能包含一个或几个工步，每一个工步可能包括一个或几个走刀。,3.1.2机械加工工艺过程,10/19/2026,3,1,工序,3,走刀,2,工步,知识点,10/19/2026,4,5,工位,4,安装,知识点,10/19/2026,5,1.机械加工工艺规程的作用:,（1）工艺规程是生产准备工作的依据,（2）工艺规程是组织生产的指导性文件,（3）工艺规程是新建和扩建工厂(或车间)时的原始资料,（4）便于积累、交流和推广行之有效的生产经验,3.1,机械加工工艺规程,10/19/2026,6,2.机械加工工艺规程的设计原则,(1)保证加工质量，可靠地达到产品图样所提出的全部技术条件；,(2)在保证产品质量的前提下，努力提高生产率和降低工艺成本；,(3)在充分利用企业现有生产条件的基础上，尽可能采用国内外先进生产技术，并保证良好的劳动条件；,(4)工艺规程设计应正确、完整、清晰和统一；,(5)所用术语、符号、单位、编号等，都要符合最新的国家标准或相关的国际标准。,10/19/2026,7,3.制定机械加工工艺规程的原始资料,（1）产品的全套技术文件 包括产品图样，技术说明书，产品验收的质量标准。,（2）产品的生产纲领。,（3）工厂的生产条件 包括毛坯的生产条件或协作关系，工厂的设备和工艺装备情况，专用设备和专用工艺装备的制造能力，工人的技术等级等。,（4）各种技术资料 包括有关手册、标准以及国内外先进的工艺技术资料等。,10/19/2026,8,4.机械加工工艺规程的制订步骤和内容,(1)阅读装配图和零件图,(2)工艺审查,(3)选择毛坯,(4)拟订工艺路线,(5)确定满足各工序要求的工艺装备,(6)确定各主要工序的技术要求和检验方法。,(7)确定各工序的加工余量、计算工序尺寸和公差。,(8)确定切削用量,10/19/2026,9,(9)确定工时定额,(10)填写工艺文件,4.机械加工工艺规程的制订步骤和内容,10/19/2026,10,3.1.4生产纲领和生产类型,1 生产纲领,NQn(1十a十b),生产批量,2 生产类型,单件小批量生产、批量生产、大量生产,10/19/2026,11,不同产品生产类型的划分,生产类型,工作地点每月担负的工序数,产 品 年 产 量,重 型,(零件重大于2000kg),中 型,(零件重100,2000kg,),轻 型,(零件重小于100kg),单件生产,不作规定,5,20,20,40,5,100,20,200,100,500,中批生产,10,20,100,300,200,500,500,5000,大批生产,1,10,300,1000,500,5000,5000,50000,大量生产,1,1000,5000,50000,10/19/2026,12,3.2 机械加工工艺规程制定的方法与步骤,3.2.1阅读装配图和零件图,3.2.2分析零件图,1.检查零件图的完整性和正确性,2.零件的精度及技术要求分析,3.零件的材料和热处理分析,10/19/2026,13,3.2.2分析零件图,4.零件尺寸标注合理性分析,(1),尺寸规格尽量标准化,，,(2),尺寸标注要合理,。,3.2 机械加工工艺规程制定的方法与步骤,10/19/2026,14,(1)尺寸规格尽量标准化,零件上的螺钉孔、定位孔、退刀槽等的尺寸应尽量符合标准，便于采用标准钻头、铰刀、丝锥和量具等。,如:,M10.5,BACK,10/19/2026,15,(2)尺寸标注要合理,1),可尽量使设计基准与工艺基准重合，并符合尺寸链最短原则，使零件在被加工过程中，能直接保证各尺寸精度要求，并保证装配时累计误差最小；,2),零件的尺寸标注不应封闭；,10/19/2026,16,(2)尺寸标注要合理,3)应避免从一个加工面确定几个非加工表面的位置;不要从轴线、锐边、假想平面或中心线等难于测量的基准标注尺寸,10/19/2026,17,323分析零件的结构工艺,1零件结构要合理,(1)零件结构应便于加工：1）刀具顺利地接近待加工表面，2）退刀槽和让刀孔,10/19/2026,18,323分析零件的结构工艺,(1)零件结构应便于加工,3)钻孔表面应与孔的轴线垂直,10/19/2026,19,323分析零件的结构工艺,(1)零件结构应便于加工,4）尽量将加工表面放在零件外部,10/19/2026,20,323分析零件的结构工艺,(1)零件结构应便于加工,5)配合面的数目要尽量少,10/19/2026,21,323分析零件的结构工艺,(1)零件结构应便于加工,6)减少零件的加工表面面积，,10/19/2026,22,323分析零件的结构工艺,(1)零件结构应便于加工,7)减少加工的安装次数,零件加工表面应尽量分布在相互平行或相互垂直的表面上；,10/19/2026,23,323分析零件的结构工艺,(1)零件结构应便于加工,7)减少加工的安装次数,加工箱体时，同一轴线上的孔应沿孔的轴线递减，以便使镗杆从一端穿入,10/19/2026,24,323分析零件的结构工艺,(1)零件结构应便于加工,8)零件的有关尺寸,应力求一致,10/19/2026,25,323分析零件的结构工艺,(1)零件结构应便于加工,9)减少钻孔深度,10/19/2026,26,2.合理确定零件的加工精度与表面质量,3.保证位置精度的可能性。,323分析零件的结构工艺,10/19/2026,27,4.零件结构应有足够的刚度,323分析零件的结构工艺,10/19/2026,28,324毛坯的确定,1毛坯的种类：,（1）铸件,（2）锻件,（3）型材,（4）焊接件,（5）冷冲压件,10/19/2026,29,324毛坯的确定,2.毛坯选择时应考虑的因素,1）零件的材料及其力学性能,2）零件的结构形状和外形尺寸,3）生产类型,4）车间的生产能力,5）充分注意应用新工艺、新技术、新材料,10/19/2026,30,325工艺路线的设计,1定位基准的选择,粗基准:毛坯面做定位基准,精基准:加工过的表面做定位基准,10/19/2026,31,(1)粗基准的选择原则,在选择粗基准时，考虑的重点是如何保证各加工表面有足够的余量，及保证不加工表面与加工表面间的尺寸、位置符合零件图样设计要求。,1)重要表面余量均匀原则,必须首先保证工件重要表面具有较小而均匀的加工余量，应选择该表面作为粗基准。,车床导轨面加工粗基准的选择,10/19/2026,32,(1)粗基准的选择原则,2)工件表面间相互位置要求,原则,必须保证工件上加工表面与不加工表面之间的相互位置要求，,应以不加工表面作为粗基准。如果在工件上有很多不加工的表面，则应以其中与加工表面相互位置要求较高的不加工表面作粗基准,选择不同加工表面作为粗基准,10/19/2026,33,(1)粗基准的选择原则,3)余量足够原则,如果零件上各个表面均需加工，则以加工余量最小的表面作为粗基准。,各个表面均需加工时粗基准的选择,10/19/2026,34,(,1)粗基准的选择原则,4）便于工件装夹的原则,5）不重复使用原则,粗基准的定位精度低，在同一尺寸方向上只允许使用一次，不能重复使用，否则定位误差太大。,10/19/2026,35,(2)精基准的选择原则,在选择精基准时，考虑的重点是如何减少误差，保证加工精度和安装方便。,1)基准重合原则。,应尽可能选用零件设计基准作为定位基准，以避免产生基准不重合误差。,10/19/2026,36,(,2)精基准的选择原则,2)统一基准原则,应尽可能选用统一的精基准定位加工各表面，,以保证各表面之间的相互位置精度。,采用统一基准的好处在于可以在一次安装中加工几个表面，减少安装次数和安装误差，有利于保证各加工表面之间的相互位置精度；有关工序所采用的夹具结构比较统一，简化夹具设计和制造，缩短生产准备时间；当产量较大时，便于采用高效率的专用设备，大幅度地提高生产率。,10/19/2026,37,(2)精基准的选择原则,3)自为基准原则。,有些精加工或光整加工工序要求加工余量小而均匀，应选择加工表面本身作为精基准。,无心磨、珩磨、铰孔及浮动镗、抛光,等都是自为基准的例子。,4)互为基准反复加工原则。,有些相互位置精度要求比较高的表面，可以采用互为基准反复加工的方法来保证。,内孔与外圆的加工,5)定位可靠性原则,精基准应平整光洁，具有相应的精度，确保定位简单准确、便于安装、夹紧可靠。,10/19/2026,38,(2)精基准的选择原则,3)自为基准原则。,有些精加工或光整加工工序要求加工余量小而均匀，应选择加工表面本身作为精基准。,无心磨、珩磨、铰孔及浮动镗、抛光,等都是自为基准的例子。,10/19/2026,39,BACK,10/19/2026,40,(2)精基准的选择原则,4)互为基准反复加工原则。,有些相互位置精度要求比较高的表面，可以采用互为基准反复加工的方法来保证。,内孔与外圆的加工,齿面与内孔互为基准磨削,1-卡盘；2-滚珠；3-齿轮,10/19/2026,41,325工艺路线的设计,2确定加工表面的加工方法,（1）轴类零件的外圆的加工方法,（2）轴套类零件的内孔的加工方法,（3）平面的加工方法,（4）平面轮廓和曲面轮廓加工方法的选择,10/19/2026,42,325工艺路线的设计,3划分加工阶段,通常可将高精零件的工艺过程划分为几个加工阶段。根据精度要求的不同，可以划分为如下四个阶段。,（1）粗加工阶段,在粗加工阶段，主要是去除各加工表面的余量，并作出精基准，因此这一阶段关键问题是提高生产率。,（2）半精加工阶段,在半精加工阶段减小粗加工中留下的误差，使加工面达到一定的精度，为精加工做好准备。,（3）精加工阶段,在精加工阶段，应确保尺寸、形状和位置精度达到或基本达到图样规定的精度要求以及表面粗糙度要求。,（4）精密、超精密加工、光整加工阶段,10/19/2026,43,325工艺路线的设计,4划分加工工序,（1）工序划分的原则,1）工序集中原则,工序集中原则是指每道工序包括尽可能多的加工内容，从而使工序的总数减少。就是将零件的加工集中在少数几道工序中完成，每道工序加工内容多，工艺路线短。,10/19/2026,44,325工艺路线的设计,4划分加工工序,（1）工序划分的原则,2）工序分散原则,工序分散就是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，工艺路线很长。,10/19/2026,45,325工艺路线的设计,4划分加工工序,（2）工序划分方法,大批量生产时，若使用多轴、多刀的高效加工中心，可按工序集中原则组织生产；若在由组合机床组成的自动线上加工，工序一般按分散原则划分。,单件小批生产时，通常采用工序集中原则。成批生产时，可按工序集中原则划分，也可按工序分散原则划分，应视具体情况而定。,对于结构尺寸和质量都很大的重型零件，应采用工序集中原则，以减少装夹次数和运输量。,对于刚性差、精度高的零件，应按工序分散原则划分工序。,10/19/2026,46,325工艺路线的设计,5确定加工顺序,（1）切削加工顺序的安排,1）先粗后精,2）先主后次,3）先面后孔,4）基面先行,10/19/2026,47,325工艺路线的设计,5确定加工顺序,（2）热处理工序的安排,1）退火与正火,2）时效处理,3）调质,4）淬火、渗碳淬火和渗氮,（3）辅助工序的安排,10/19/2026,48,325工艺路线的设计,6机床的选择,选择机床时应注意以下几个问题：,1）机床的加工范围应与零件的外廓尺寸相适应,2）机床的经济加工精度应与零件要求的加工精度相适应,3）机床的工艺性能应与工序的性质以及零件的材质相适应,4）机床的生产率应与零件的生产纲领相适应,10/19/2026,49,325工艺路线的设计,7选用工艺装备,（1）夹具的选用,单件、小批生产应尽量选用通用夹具；大批生产时为保证产品质量和提高生产效率可采用专用夹具。,（2）刀具的选用,应尽量选用标准刀具，当标准刀具不能满足工艺需要时，应设计、制造专用刀具。,（3）量具的选用,所选用的量具的精度必须与被检验尺寸公差的大小相适应，测量所需的时间应能满足零件生产率的要求。一般情况下，应尽量选用通用量具,10/19/2026,50,3.2.6工序加工余量的确定,1.加工余量的基本概念,加工余量,是指加工时从加工表面上切除的金属层总厚度。,加工余量可分为工序余量和总余量。,在由毛坯加工成成品的过程中，毛坯尺寸与成品零件图的设计尺寸之差，,称为加工总余量(,毛坯余量)，即某加工表面上切除的金属层总厚度。,工序余量,是指某一表面在一道工序中切除的金属层厚度，即相邻两工序的尺寸之差或上工序的工序尺寸与本工序的工序尺寸之差,10/19/2026,51,1.加工余量的基本概念,（1）工序余量与工序尺寸,（a）外表面的加工余量 （b）内表面的加工余量,（c）轴加工余量 （d）孔加工余量,10/19/2026,52,1.加工余量的基本概念,对于外表面,Z,b,a,b,对于内表面,Z,b,b,a,式中 Z,b,本工序的工序加工余量；,a,前工序的工序尺寸；,b,本工序的工序尺寸。,对于轴,2,Z,b,d,a,d,b,对于孔,2,Z,b,d,b,d,a,式中 Z,b,半径上的加工余量；,d,a,前工序的加工表面的直径；,d,b,本工序的加工表面的直径。,10/19/2026,53,1.加工余量的基本概念,加工余量也是个变动值。,把加工余量分为公称余量、最小余量和最大余量。当工序尺寸用基本尺寸计算时，所得到的加工余量称为基本余量或称公称余量。,若以极限尺寸计算时，所得余量会出现最大或最小余量，其差值就是加工余量的变动范围。,如图所示,。外表面的加工余量：,Z,bmin,a,min,b,max,Z,bmax,a,max,b,min,式中,Z,min,最小加工余量；,Z,max,最大加工余量；,a,min,前工序最小工序尺寸；,b,min,本工序最小工序尺寸；,a,max,前工序最大工序尺寸；,b,max,本工序最大工,序尺寸。,10/19/2026,54,1.加工余量的基本概念,10/19/2026,55,1.加工余量的基本概念,(2)余量公差,余量公差是加工余量的变动范围，其值为,T,Z,b,Z,max,Z,min,(,a,max,b,min,)(,a,min,b,max,),T,a,T,b,式中,T,Zb,本工序余量公差；,T,a,上工序尺寸公差；,T,b,本工序尺寸公差。,10/19/2026,56,1.加工余量的基本概念,(3)工序尺寸及其公差的标注：,工序尺寸的公差可按各种加工方法的经济精度选定，,并规定在零件的,“入体”,(指向工件材料体内)方向，即对于,被包容面(如轴、键宽等)，工序尺寸公差带都取上偏差为零，,即加工后的基本尺寸与最大极限尺寸相等；,对于包容面(如孔、键槽宽等)，,工序尺寸公差带都取下偏差为零，即加工后的基本尺寸与最小极限尺寸相等。,孔距工序尺寸公差，,一般按对称偏差标注。毛坯尺寸公差可取对称偏差，也可为非对称偏差。,10/19/2026,57,1.加工余量的基本概念,(4)加工总余量。,式中,Z,总,总加工余量;,Z,i,第i道工序的工序余量；,n该表面总共加工的工序数。,Z,总,10/19/2026,58,2.确定加工余量的方法,(1)经验估计法:,估计的加工余量一般偏大。此法常用于单件小批生产。,(2)查表修正法:,根据有关手册可查得。应用比较广泛。,(3)分析计算法:,根据一定的试验资料和计算公式，这种方法确定的加工余量最经济合理，但需要全面的试验资料，计算也较复杂，实际应用较少。,10/19/2026,59,3.2.7 工序尺寸及公差的确定,对于简单的工序尺寸，在决定了各工序余量及其所能达到的经济精度之后，,就可以计算各工序尺寸及其公差，其计算方法采用“逆推法”，即由最后一道工序开始逐步往前推算。,对于复杂零件的工艺过程，或零件在加工过程中需要多次转换工艺基准，或工艺尺寸从尚需继续加工的表面标注时，工艺尺寸及其公差的计算就比较复杂，这时需利用工艺尺寸链进行分析计算。,10/19/2026,60,1基准重合时工序尺寸及其公差的计算,当定位基准、工序基准、测量基准、编程原点与设计基准重合，表面多次加工时，工序尺寸及公差的计算是比较容易的。其计算顺序是由最后一道工序开始向前推算，计算步骤为：,(1)确定毛坯总余量和工序余量。,(2)确定工序公差。最终工序尺寸公差等于设计尺寸公差，其余工序公差按经济精度确定。,(3)计算工序基本尺寸。从零件图上的设计尺寸开始，一直往前推算到毛坯尺寸，某工序基本尺寸等于后道工序基本尺寸加上或减去后道工序余量。,(4)标注工序尺寸公差。最后一道工序的公差按设计尺寸标注，其余工序尺寸公差按“入体原则”标注。,10/19/2026,61,例4-1:,某零件孔的设计要求为,100 mm，粗糙度,Ra,值为0.8m，毛坯为铸铁件，其加工工艺路线为：毛坯粗镗半精镗精镗浮动镗。求各工序尺寸。,10/19/2026,62,10/19/2026,63,2基准不重合时的工序尺寸计算,（1）工艺尺寸链定义与基本术语,当工序基准、测量基准、定位基准或编程原点与设计基准不重合时，工序尺寸及其公差的确定需要利用工艺尺寸链原理来进行工序尺寸及其公差的计算。,机械加工过程中，由相关工艺尺寸所组成的尺寸链，称为工艺尺寸链。,10/19/2026,64,工艺尺寸链,（2）尺寸链的内涵和特征,1)封闭性,尺寸链是一组有关尺寸首尾相接构成封闭形式的尺寸。其中应包含一个间接保证的尺寸和若干个对此有影响的直接获得的尺寸。,2)关联性,尺寸链中间接保证的尺寸的大小和变化是受那些直接获得的尺寸的精度所支配的，彼此间具有特定的函数关系，并且间接保证的尺寸的精度必然低于直接获得的尺寸精度。,10/19/2026,65,（3）尺寸链的组成和尺寸链图的作法,组成尺寸链的各个尺寸称为尺寸链的“环”。,1)封闭环：,封闭环是最终被间接保证精度的那个环。,2)组成环,除封闭环以外的其他环，都称为组成环。,增环,当其余各组成环不变，凡因其增大(或减小)而封闭环也相应增大(或减小)的组成环称为增环,。,减环,当其余各组成环不变，凡因其增大(或减小)而封闭环也相应减小(或增大)的组成环称为减环。,10/19/2026,66,尺寸链图的具体做法,1)找出间接保证的尺寸，定作封闭环。,2)从封闭环起，按照零件上表面间的联系，依次画出有关直接获得的尺寸，作为组成环，直到尺寸的终端回到封闭环的起端，形成一个封闭图形。必须注意：要使组成环环数达到最少。,3)按照各尺寸首尾相接的原则，可顺着一个方向在各尺寸线终端画箭头。凡是箭头方向与封闭环箭头方向相同的尺寸,为减环，箭头方向与封闭环箭头方向相反的尺寸为增环,。,10/19/2026,67,（4）尺寸链的计算方法,极值法计算公式,尺寸链的计算方法有极值法和概率法两种。从尺寸链中各环的极限尺寸出发，进行尺寸链计算的一种方法，称为极值法(或极大极小法)。,1）封闭环的基本尺寸,封闭环的基本尺寸等于组成环基本尺寸的代数和，即所有增环的基本尺寸之和减去所有减环的基本尺寸之和：,10/19/2026,68,2）,封闭环的最大尺寸,3）,封闭环的最小尺寸,4）封闭环的上偏差,5）,封闭环的下偏差,6）,封闭环的公差,10/19/2026,69,（5）尺寸链计算的几种情况,(1)正计算：已知各组成环的基本尺寸及公差，求封闭环的尺寸及公差。,(2)反计算 已知封闭环的基本尺寸及公差，求各组成环的尺寸及公差。最大问题是分配封闭环的公差。,1)按等公差值的原则分配封闭环的公差,2)按等公差级（等精度）的原则分配封闭环的公差,3)按具体情况来分配封闭环的公差,(3)中间计算 已知封闭环和部分组成环的基本尺寸及公差，求某一组成环的基本尺寸及公差,10/19/2026,70,（6）工艺尺寸链的应用,(,几种典型工艺尺寸链的分析与计算),（1）定位基准与设计基准不重合时的工序尺寸计算,例 某零件设计要求如图a所示，设1面已加工好，现以1面定位加工2面、3面，其工序图如下图b所示。试确定工序尺寸A1及A3。,（a）零件 （b）工序图 （c）尺寸链图,10/19/2026,71,解：,10/19/2026,72,（6）工艺尺寸链的应用(,几种典型工艺尺寸链的分析与计算),(2)测量基准与设计基准不重合时的工序尺寸计算,10/19/2026,73,（6）工艺尺寸链的应用,例 如图330（a）所示套筒零件的两端面已加工完毕，其设计总长,mm，加工孔底面时，要保证小孔深度尺寸,mm，该尺寸不便测量。由于大孔的深度可以用深度游标,卡尺测量，,在加工时，以B面为测量基准直接保证大孔的深度A2，,试标出测量尺寸。,10/19/2026,74,10/19/2026,75,当设计基准与工艺基准不重合时，由于基准不重合而进行尺寸换算，将带来两个问题：,1)换算的结果明显提高了对测量尺寸的精度要求。,2)假废品问题。由此可见，当计算的工序尺寸超差量不超过假废品区，则有可能出现假废品，这时，需重新测量其它组成环的尺寸，再算出封闭环的尺寸，以判断是否是废品。,10/19/2026,76,3.2.8,切削用量的确定,1切削用量的选择原则,（1）粗加工时切削用量的选择原则,根据工件的加工余量，首先选择尽可能大的背吃刀量,ap,；其次根据机床进给系统及刀杆的强度刚度等的限制条件，选择尽可能大的进给量,f,最后根据刀具耐用度确定最佳的切削速度；并且校核所选切削用量是机床功率允许的。,（2）精加工时切削用量的选择原则,首先根据粗加工后的加工余量确定背吃刀量,ap,；其次根据已加工表面粗糙度的要求，选取较小的进给量,f,；最后在保证刀具耐用度的前提下，尽可能选择较高的切削速度；并校核所选切削用量是机床功率允许的。,10/19/2026,77,3.2.8,切削用量的确定,2切削用量的选择方法,（1）背吃刀量,ap,（2）进给量,f,（3）切削速度,10/19/2026,78,329填写工艺文件,1机械加工工艺过程卡,2机械加工工序卡,10/19/2026,79,3.3数控加工工艺内容与特点,331,数控加工的基本过程,数控加工，就是泛指在数控机床上进行零件加工的工艺过程。,10/19/2026,80,332 数控加工工艺设计基本内容,1数控加工工艺的特点,数控加工的整个过程是自动的，即把全部工艺过程、工艺参数在加工前编写成程序，所以数控加工工艺设计要比普通加工方式的工艺具体得多。,10/19/2026,81,2数控加工内容的选择,（1）适合数控加工的零件,1)最适应数控加工的零件。,形状复杂，加工精度要求高，用普通机床难以加工或难以保证加工质量的零件；,具有复杂曲线、曲面轮廓的零件；,具有难测量、难控制进给、难控制尺寸的壳体或盒形零件；,必须在一次装夹中完成铣、钻、锪、镗、铰或攻丝等多道工序的零件。,10/19/2026,82,2数控加工内容的选择,2)较适应数控加工的零件。,零件价值较高，且尺寸一致性要求高，在普通机床上加工时容易受人为因素(如操作者技术水平、情绪波动等)干扰，进而影响加工质量的零件；,在普通机床上加工必须使用多套、复杂专用工装的中、小批量零件；,需要多次更改设计后才能定型的零件；,在普通机床上加工调整时间较长的零件；,在普通机床上加工生产率很低或劳动强度很大的零件,10/19/2026,83,2数控加工内容的选择,3)不适应数控加工的零件。,生产批量大的零件(个别工序可采用数控机床加工)；,装夹困难或完全靠找正定位来保证加工精度的零件；,加工余量波动很大、且在数控机床上无在线检测系统可用于自动调整零件坐标位置的零件。,必须用特定的工艺装备协调加工的零件。,10/19/2026,84,2数控加工内容的选择,（2）选择数控加工内容的原则,一般可按下列原则选择数控加工内容：,1)普通机床无法加工的内容应作为优先选择的内容。,2)普通机床难加工，质量也难以保证的内容应作为重点选择的内容。,3)普通机床加工效率低、工人手工操作劳动强度大的内容，可在数控机床尚存富余能力的基础上进行选择。,10/19/2026,85,2数控加工内容的选择,不宜采用数控加工的工序如下：,1)在机床上调整时间较长的加工内容，例如以粗基准定位加工第一个精基准的工序；,2)以特定的样板、样件作为加工依据的型面、轮廓，编程时数据采集困难、易与检验依据发生矛盾的工序；,3)不能在一次安装中完成加工的零星加工表面，采用数控加工又很麻烦，可采用通用机床互补加工；,4)加工余量大且不均匀的粗加工。,10/19/2026,86,34,数控加工工艺设计,3.4.1数控加工工艺性分析,1.零件图样分析,（1）零件图上尺寸标注方法应适应数控加工的特点,10/19/2026,87,3.4.1数控加工工艺性分析,1.零件图样分析,（2）分析被加工零件的精度和技术要求,。,（3）分析构成零件轮廓的几何元素给定条件是否充分,（4）零件的材料与热处理要求分析,10/19/2026,88,2.零件的结构工艺性分析,零件的内腔与外形应尽量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，方便编程，提高生产效益。,内槽圆角的大小决定着刀具直径的大小，所以内槽圆角半径不应太小。,10/19/2026,89,铣零件槽底平面时，槽底圆角半径r不要过大。,数控车削时，对表面粗糙度要求较高的表面，应确定用恒线速度切削,应尽可能在一次装夹中完成所有能加工表面的加工，为此要选择便于各个表面都能加工的定位方式；若需要二次装夹，应采用统一的基准定位。,10/19/2026,90,3.4.2数控加工的工艺路线设计,1.数控加工工序与普通加工工序的衔接,数控加工的工艺路线设计与普通机床加工的常规工艺路线拟定的区别主要在于：它仅是几道数控加工工艺过程的概括，而不是指从毛坯到成品的整个工艺过程。,10/19/2026,91,3.4.2数控加工的工艺路线设计,2.数控工序的划分,按安装次数划分工序,按所用刀具划分工序,按粗、精加工划分工序,按加工部位划分工,10/19/2026,92,3.加工顺序的安排,加工顺序的安排除遵循。325节中“5”加工顺序的安排”原则外，还应遵循下列原则：,尽量使工件的装夹次数、工作台转动次数、刀具更换次数及所有空行程时间减至最少，提高加工精度和生产率。,先内后外原则，即先进行内型内腔加工，后进行外形加工。,为了及时发现毛坯的内在缺陷，精度要求较高的主要表面的粗加工一般应安排在次要表面粗加工之前；大表面加工时，因内应力和热变形对工件影响较大，一般也需先加工。,在同一次安装中进行的多个工步，应先安排对工件刚性破坏较小的工步。,为了提高机床的使用效率，在保证加工质量的前提下，可将粗加工和半精加工合为一道工序。,加工中容易损伤的表面(如螺纹等)，应放在加工路线的后面。,10/19/2026,93,3.4.3数控加工工序的设计,1机床、夹具、刀具的选择,（1）机床的选择,每一类机床都有不同的形式，其工艺范围、技术规格、加工精度、生产率及自动化程度都各不相同。,10/19/2026,94,(2)夹具的选择,单件小批量生产时，优先选用组合夹具、可调夹具和其他通用夹具，以缩短生产准备时间和节省生产费用；,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，减少辅助时间；,为满足数控加工精度，要求夹具定位、夹紧精度高；,夹具上各零部件应不妨碍机床对零件各表面的加工，即夹具要敞开，其定位、夹紧元件不能影响加工中的走刀(如产生碰撞等)；,为提高数控加工的效率，批量较大的零件加工可采用气动或液压夹具、多工位夹具。,10/19/2026,95,(3)刀具选择,当代所使用的金属切削刀具材料主要有五类：高速钢、硬质合金、陶瓷、立方氮化硼(CBN)、聚晶金刚石。,（4）量具的选用,10/19/2026,96,2工件的定位与夹紧方案的确定,工件的定位基准与夹紧方案的确定，应遵循前面所述有关定位基准的选择原则与工件夹紧的基本要求。此外，还应该注意下列三点：,力求设计基准、工艺基准与编程原点统一，以减少基准不重合误差和数控编程中的计算工作量。,设法减少装夹次数，尽可能做到在一次定位装夹中，能加工出工件上全部或大部分待加工表面，以减少装夹误差，提高加工表面之间的相互位置精度，充分发挥数控机床的效率；,避免采用占机人工调整方案，以免占机时间太多，影响加工效率。,10/19/2026,97,3.4.3数控加工工序的设计,3工步划分及顺序安排,（1）按加工表面划分工步,一个加工表面的加工划分工步，分两种情况：,若零件的尺寸精度要求较高，考虑零件尺寸精度、零件刚性和变形等因素，则采用同一表面粗加工一精加工顺序完成，可把同一表面粗加工和精加工合为一个工步；,若零件的加工位置公差要求较高，则全部加工表面按先粗加工，然后精加工分开进行，则每一个表面粗加工和精加工工步就分开了。,10/19/2026,98,3.4.3数控加工工序的设计,3工步划分及顺序安排,（2）按刀具划分工步,（3）确定工步顺序,先粗后精原则；,先面后孔原则，一般先加工平面，再加工孔，在加工过的平面上加工孔，使加工孔容易，孔的轴线不容易偏斜，从而提高孔的加工精度；,先内后外原则，即先进行内型内腔加工，后进行外形加工；,为了及时发现毛坯的内在缺陷，精度要求较高的主要表面的粗加工一般应安排在次要表面粗加工之前；大表面加工时，因内应力和热变形对工件影响较大，一般也需先加工；,在同一次安装中进行的多个工步，应先安排对工件刚性破坏较小的工步；,加工中容易损伤的表面(如螺纹等)，应放在加工路线的后面。,10/19/2026,99,例：,粗铣A面粗铣四棱凸台和五棱凸台钻四角中心孔粗镗40孔至39.7钻四角孔至8精铣A面精铣四棱凸台和五棱凸台精镗40孔至尺寸扩10孔至尺寸,10/19/2026,100,3.4.3数控加工工序的设计,4.确定走刀路线,保证零件的加工精度和表面粗糙度,10/19/2026,101,使走刀路线最短原则，减少刀具空行程时间，提高加工效率,10/19/2026,102,最终轮廓一次走刀完成原则,编程数值计算简单及程序短原则,10/19/2026,103,加工旋转体类零件的走刀路线选择,应使用子程序缩短程序长度,10/19/2026,104,5工序尺寸及公差的确定,（1）数控车编程原点与设计基准不重合时的工序尺寸计算,10/19/2026,105,10/19/2026,106,5工序尺寸及公差的确定,（2）数控铣与加工中心编程原点与设计基准不重合时的工序尺寸计算,数控铣与加工中心加工零件时，编程原点一般在零件的上表面，当设计基准为零件的下表面时，必须利用工艺尺寸链原理来进行工序尺寸及其公差的计算。,10/19/2026,107,6.切削用量的确定,切削用量的确定除了遵循第2章中“切削用量的选择”的有关规定外，还应考虑如下因素：保证加工的连续性，在选择切削用量时，要充分保证数控刀具能加工完一个零件；,数控机床加工时，背吃刀量,ap,的选择比通用机床要小一些。,10/19/2026,108,7.对刀点与换刀点的选择,1)对刀点(起刀点),对刀点是数控加工时刀具相对零件运动的起点，也是程序运行的起点。对刀点确定后，即确定了机床坐标系和零件坐标系之间的相互位置关系。,2)换刀点,换刀点是指刀架转位换刀时的位置。对数控车床、镗铣床、加工中心等多刀加工数控机床，在加工过程中需要进行换刀，为了防止换刀时刀具碰伤工件及其它部件，故编程时应考虑不同工序之间的换刀位置(即换刀点),10/19/2026,109,8零件图形的数学处理及编程尺寸确定,（1）基点坐标计算,构成零件不同几何要素的交点或切点称为基点。,（2）数控编程中非圆曲线的数学处理,（3）数控编程中列表曲线的数学处理,（4）数控编程中曲面的数学处理,10/19/2026,110,9填写数控加工工艺文件,（1）机械加工工艺卡片,这里的机械加工工艺卡片与普通机床加工的机械加工工艺卡片相同，只是包含有数控加工的内容。,（2）数控加工工序卡,数控加工工序卡是编制数控加工程序的主要依据和操作人员配合数控程序进行数控加工的主要指导性文件。数控加工工序卡与普通加工工序卡有许多相似之处，主要包括工步顺序、工步内容、各工步所用刀具及切削用量等。,10/19/2026,111,10/19/2026,112,10/19/2026,113,10/19/2026,114,10/19/2026,115,10/19/2026,116,10/19/2026,117,10/19/2026,118,10/19/2026,119,10/19/2026,120,10/19/2026,121,3.15图3-42所示为一支架零件。已知A，B，C面，10H7孔均已加工，试分析加工 12m孔时，用哪些表面定位最合理？为什么？,答：加工 12孔时，用A面、10H7、30H7表面组合定位最合理.因为 12的设计基准为A面和30H7孔。A平面，30H7孔用圆柱销，10H7孔用菱形销实现一面两销定位。,10/19/2026,122,10/19/2026,123,10/19/2026,124,以面定位加工 16H7孔的优点：以面定位可同时加工20H8孔和 16H7孔，工序简单，工序集中；缺点:如果以M面定位加工16H7孔，公差为0.9，而以K面定位加工该孔，为保证200的公差0.9，16H7孔的工序公差仅为0.1，公差缩小，加工精度要求提高。,10/19/2026,125,10/19/2026,126,10/19/2026,127,10/19/2026,128,10/19/2026,129,10/19/2026,130,